蛾类昆虫性信息素受体及其作用机理

蛾类昆虫性信息素受体首先从烟芽夜蛾Heliothis virescens和家蚕Bombyx mori中鉴定出来, 到目前为止已经克隆得到了19种蛾类昆虫的几十种性信息素受体基因, 并且这些基因在系统发育树中聚成一个亚群。性信息素受体从蛾类蛹期开始表达, 主要表达在雄性触角的毛形感器中, 少部分受体在雌性触角、 雄性触角其他感器以及身体其他部位中也有表达。大部分蛾类性信息素受体的配体并不是单一的, 而是能够对多种性信息素组分有反应, 部分性信息素受体还能够识别性信息素以外的其他物质, 还有一部分性信息素受体的识别配体目前尚不清楚。另外发现在雌性蛾类触角中也存在一些嗅觉受体能够识别雄性分泌的性信息素。在蛾类性信息素受体与性信息素识别的过程中, 性信息素结合蛋白不仅能够特异性地运送配体到嗅觉神经元树状突上, 还能够提高性信息素与性信息素受体之间的结合效率。另外, OrCo类受体与性信息素受体共表达在嗅觉神经元中, 在蛾类性信息素受体与配体的识别过程中扮演了重要角色。但是蛾类信息素对神经元刺激的终止并非由性信息素受体控制, 而是由细胞中的气味降解酶等其他因子调控。蛾类性信息素受体研究中还有很多疑问需要解答, 其过程可能比我们想象的更为复杂。     

蛾类昆虫混合型性信息素研究进展

蛾类昆虫的种群繁衍离不开复杂的性信息素通讯系统,对蛾类性信息素化学结构的研究可以应用于害虫的种群监测和绿色防控。蛾类昆虫性信息素的多样性体现在组分的化学结构及不同组成,而性信息素组分根据化学结构又可以分为0型、Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。一般而言,一种昆虫的性信息素组分只属于其中的一种类型。然而,近年来的研究显示越来越多的昆虫的性信息素组分属于混合型。因此,本文围绕使用混合型性信息素的昆虫,主要从性信息素的组成、分布、鉴定方法及行为功能等方面展开叙述,为深入认识蛾类昆虫丰富的性信息素通讯系统提供参考。     

植物挥发物对蛾类昆虫性信息素的影响

在植物与昆虫的协同进化过程中,植物挥发物与昆虫性信息素的相互关系一直以来被认为是物种间的重要通信系统。这种相互关系表现为植物挥发物对昆虫生理和行为的影响上,影响昆虫性信息素的合成和昆虫对性信息素的行为反应。本文针对植物挥发物对蛾类昆虫性信息素的影响进行了综述。评述了寄主植物挥发物对蛾类昆虫性信息素或前体的合成及性信息素的产生与释放的影响,总结了寄主植物和非寄主植物挥发物对蛾类昆虫的求偶行为的调控作用及对蛾类昆虫性信息素的增效或抑制作用阐述了植物挥发物影响蛾类昆虫对性信息素行为反应的机理,并且讨论了目前存在的问题。     

鳞翅目蛾类雄性昆虫的信息素

鳞翅目雄性昆虫信息素释放器官结构及分布复杂多样。释放的信息素化学成分及其功能也复杂多样 ,具有种的特异性。求偶、避免种间交配、驱避同种雄性个体和驱避捕食者可能是雄性昆虫信息素的主要功能。性选择、生殖隔离和感觉系统利用是雄性昆虫信息素起源的 3种主要假说 ,而寄主转移和建立者物种形成可能与雄性昆虫信息素消失有关。     

蛾类性信息素研究进展

蛾类是昆虫性信息素中研究较多的类群,已有565种的性信息素成份被鉴定,其相关研究在害虫监测和防治上得到实际应用的同时,已涉及到生态、生化、遗传等诸多方面,特别是在物种多样性的化学表达及物种的生殖隔离现象的分子水平的表达上,提供了研究的典范。本文将介绍蛾类性信息素的多样性、性信息素化学结构鉴定、微量成分的作用、合成性信息素的利用、性信息素生物合成酶、性信息素生产的调节机制及性信息素的感受机制等方面的研究现状和存在的问题。     

灰翅夜蛾属昆虫的性信息素研究概况

本文从雌蛾性信息素组分鉴定、雄蛾对性信息素的行为反应和性信息素的应用３个方面,综述了灰翅夜蛾属昆虫性信息的研究进展,并展望了此属昆虫性信息素的研究前景。     

鳞翅目昆虫的信息素研究新进展

在昆虫信息素研究领域当中,鳞翅目昆虫的性信息物质相关研究开展得的最早,也较为详尽。目前全世界已经鉴定出来有超过了1 572种蛾类的信息素组分,各个种间信息素的比例和组分都不尽相同,这正是生物多样性在化学信息联络方面的完美体现。人类对昆虫信息素的研究已经持续了半个多世纪,昆虫信息素的研究一直是化学生态学的一个重要课题,总结出的很多经典方法与结论,对于指导农业实际生产和相关产业生活都具有指导意义。本文综述了昆虫信息素的研究概况、研究方法以及应用现状,力求为进一步深入研究提供参考。     

雄性昆虫性信息素的研究进展

全面概述雄性昆虫性信息素的研究进展。主要从性信息素的释放机制及其作用、已发现的雄性昆虫性信息素及其化学结构进行阐述。通过不同部位释放的雄性昆虫性信息素种类是多样的,但其化学结构的差异又是细微的,雄性昆虫则利用这些差异来引诱雌性昆虫、促进交配和生殖隔离等。最后对雄性昆虫性信息素的研究作了展望。     

蛾类昆虫性信息素通讯系统的遗传与进化

性信息素通讯是普遍而又古老的化学通讯的一种形式。多数鳞翅目蛾类依靠高度种特异性的性信息素通讯寻找配偶以及实现种间生殖隔离。种特异性信息素通讯系统的遗传与进化过程往往是物种形成的组成部分。虽然现在还没有直接证据表明性信息素通讯系统分化可以促使新物种的形成,但是关于性信息素通讯系统的多态性、遗传变异以及遗传机制的研究表明性信息素信号容易发生漂变,而性信息素的接受系统可以适应漂变的性信息素信号。本文对蛾类性信息素通讯系统的遗传与进化的研究进展作了评述,并对性信息素通讯系统进化与物种形成之间的关系进行了讨论。     

棉铃虫对几种信息化合物的触角电位 (EAG)反应

通过棉铃虫成虫对 1 0种寄主植物挥发性物质、两种性信息素组分及两者的混合作用的触角电位反应 ( EAG) ,发现棉铃虫雌雄蛾对 1 0种挥发性物质的 EAG反应差异显著 ( P<0 .0 5 ) ,说明了 1 0种挥发物质对棉铃虫成虫的感应功能有所不同。 1 0种寄主植物挥发物质与性信息素主要组分混合后能引起雄蛾 EAG反应明显高于单独性信息素的反应 ,其中有 4种挥发性物质明显地增强棉铃虫对性信息素的反应 ( P<0 .0 5 ) ,即庚醛、1 -己醇、反 - 2 -己烯醇、顺 - 3-己醇 - 1 ,说明了以寄主植物挥发物质与昆虫性信息素混合作用来增强昆虫性信息素的应用效果。不同光温条件下饲养的雄蛾对寄主植物挥发性物质与性信息素相互作用的 EAG反应差异显著 ( P<0 .0 5 )。     

蛾类性信息素生物合成途径及其调控

蛾类通过产生和识别物种特异性性信息素来引发后续交配行为,因此它在两性交配行为中至关重要.它们具有不同碳链长度、末端官能团、不同双键位置和构型等化学结构特征,本文详细讨论了不同蛾类性信息素的合成途径以及催化每一步反应的相关酶系,列举了15种夜蛾科不同亚科常见物种的性信息素组分及其比例,总结了产生特定比例性信息素的可能原因,查阅了夜蛾科不同物种已经鉴别的性信息素,并按照不同亚科、不同官能团和碳链长度对其进行分类,归纳了同一物种及其亲缘物种性信息素组分和比例的变异,总结了产生变异的分子机理,讨论了性信息素变异和物种进化的关系.最后以生物合成激活神经肽(PBAN)为主, 介绍了其调控途径和机制.本文旨在以不同的蛾类性信息素合成途径为线索,从共有合成途径出发深入了解其规律和共性,从特异合成途径出发探究物种间的进化和变异,展望未来的研究方向及其应用.     

桃园中食心虫单一性诱芯及其复合配置的诱蛾效率比较

【目的】明确两种食心虫性诱芯复合配置的诱蛾效果,提高其监测或防治效率及其绿色环保化水平,为果树生产中食心虫的高效监测和绿色防控提供科学依据。【方法】田间系统调查研究了梨小食心虫(以下简称"梨小")、桃小食心虫(以下简称"桃小")单一性诱芯及其复合配置3种处理的诱蛾效率,并利用"Y"型嗅觉仪比较研究了其间梨小雄蛾趋向性的差异。【结果】(1)梨小和桃小性单一诱芯及其复合配置对梨小均具有引诱作用,其诱蛾总量依次为8 238.33、1 451.67、8 321.67头/诱捕器,其中第1、2、3代时复合配置诱蛾量最大,越冬代和第4代时梨小单一性诱芯诱蛾量最大,而各世代桃小单一性诱芯诱蛾量均最低。梨小单一性诱芯及其复合配置均监测到5个梨小发生高峰,且峰期基本一致,但复合配置的峰日诱蛾量均较高;桃小单一性诱芯仅监测到3个梨小发生高峰,且峰日诱蛾量亦较低。(2)桃小单一性诱芯及其复合配置对桃小均具有引诱作用,其诱蛾总量依次为4.00、2.33头/诱捕器,而梨小单一性诱芯对桃小无引诱作用。(3)"Y"型嗅觉仪研究发现,梨小食心虫对梨小和桃小各单一性诱芯及其复合配置均具有趋向作用,其趋向率依次为50.67%、8.67%、53.33%。【结论】梨小和桃小单一性诱芯复合配置对梨小诱捕量有微增效作用,而对桃小诱捕量有一定干扰作用,但影响均不显著。据此,该复合配置可用于桃园中梨小和桃小的监测与防控。     

Moth sex pheromones affect interspecific competition among sympatric species and possibly population distribution by modulating pre-mating behavior

Premating behaviors mediated by pheromones play pivotal roles in animal mating choices. In natural populations of the striped stem borer Chilo suppressalis and the rice leaf roller Cnaphalocrocis medinalis in the rice field habitat, we discovered that Z11-16:Ald, a major component of the C. suppressalis pheromone, modulated the premating behavior of C. medinalis. Z11-16:Ald evoked a strong olfactory response in male antennae and strongly inhibited the sex pheromone trapping of male C. medinalis in the field. The functions of three C. medinalis sex pheromone receptor genes (CmedPR1–3) were verified through heterologous expression in Xenopus oocytes. CmedPR1 responded to Z11-18:OH and Z11-18:Ald, as well as the interspecific pheromone compound Z11-16:Ac of sympatric species; CmedPR2 responded to Z13-18:OH and Z13-18:Ald, as well as the sex pheromone compounds Z11-16:Ald and Z9-16:Ald of sympatric species; and CmedPR3 responded to Z11-18:OH and Z13-18:OH, as well as the interspecific pheromones Z11-16:OH, Z9-16:Ald, Z11-16:Ac, and Z11-16:Ald of sympatric species. Thus, CmedPR2 and CmedPR3 share the ligand Z11-16:Ald, which is not a component of the C. medinalis sex pheromone. Therefore, the sex pheromones of interspecific species affected the input of neural signals by stimulating the sex pheromone receptors on the antennae of male C. medinalis moths, thereby inhibiting the olfactory responses of the male moths to the sex pheromones. Our results demonstrate chemical communication among sympatric species in the rice field habitat, the recognition of intra- and interspecific sex pheromones by olfactory receptors, and how insect premating behaviors are modulated to possibly affect resource partitioning.     

植物气味化合物与斜纹夜蛾性信息素的协同作用

为提高现有性信息素对雄蛾的引诱活性, 本研究通过大量的田间试验探索植物气味化合物与斜纹夜蛾Spodoptera litura性信息素（顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯∶顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯=10∶1）的协同作用机制。从斜纹夜蛾寄主植物和花的气味化合物中, 选择9种有代表性的化合物, 并以一定剂量分别加入到斜纹夜蛾性信息素诱芯中, 在田间测试对雄蛾的引诱活性。结果表明: 在测试的9种植源性化合物中, 发现一定剂量(每个诱芯加入0.4 mg)的苯乙醛(PAA), 具有显著提高斜纹夜蛾性信息素的引诱作用, 而高剂量的苯乙醛则强烈抑制性信息素的引诱活性; 此外, 其他各种浓度的测试化合物或混合物对性信息素则没有统计上显著的增效作用。不同剂量的苯乙醛单个化合物及各种植物气味化合物组成的混合物对斜纹夜蛾也有微弱的引诱作用。苯乙醛必须要与性信息素的完整组分(以10∶1比例混合的顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯和顺9反, 12-十四碳二烯乙酸酯)混合才能起作用, 缺少顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯则没有引诱活性。本研究证明, 苯乙醛作为理想的性信息素诱芯增效剂, 可应用于建立更理想的斜纹夜蛾性信息素诱杀技术, 对性诱害虫防治和测报具有应用价值。     

温度对二化螟性信息素通讯的影响

环境因素影响昆虫两性间的化学通讯,也影响性信息素技术的田间防治效果.本文探讨了温度对二化螟雌蛾性信息素产生以及雄蛾对性信息素触角电位反应的影响,以期为田间二化螟的性信息素防治提供指导.在二化螟蛹期和成虫期进行不同温度处理(15、20、25、30和35 ℃),然后利用气相色谱仪(GC)分析雌蛾性腺内各性信息素组分的含量及比例,同时利用触角电位仪(EAG)测定雄蛾对性信息素组分的电生理反应.结果表明: 25 ℃处理中雌蛾性腺内3个性信息素组分(Z9-16:Ald、Z11-16:Ald和Z13-18:Ald)的含量均显著高于其他温度处理(15、20和30 ℃),且25 ℃处理中Z13-18:Ald的相对比例也显著低于其他温度处理.就雄蛾对性信息素的敏感性而言,对3种性信息素单一组分及特定比例混合物的EAG反应在15～25 ℃间没有显著差异,但在25～35 ℃间(Z13-18:Ald在30～35 ℃间)随温度升高呈下降趋势,且30 ℃较25 ℃显著降低,35 ℃较30 ℃又显著降低.综合分析认为,二化螟性信息素通讯的适宜温度为20～25 ℃,温度过高或过低均不利于二化螟两性间的正常化学通讯.研究结果为二化螟性信息素防治技术的合理应用及极端温度条件下害虫种群发生的预测预报,提供了重要参考.     

蚜虫性信息素

蚜虫属同翅目蚜总科,是重要的农作物害虫。蚜虫长年行孤雌生殖,在中、高纬度深秋时,产生性蚜,以卵越冬。雌性蚜分泌性信息素荆芥内酯(nepetalactone)和荆芥醇(nepetalactol)。该文综述了蚜虫性信息素的结构与组分、性腺的形态结构、性信息素释放及影响因素;性信息素对雌性母和天敌的引诱作用;性信息素在蚜虫种间隔离中的地位和作用以及蚜虫性信息素在蚜虫防治中的应用前景。     

棉铃虫成虫对高浓度性信息素的行为反应

室内行为实验表明,在高浓度性信息素环境中棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner) 雌蛾更加活跃、觅偶行为更加积极主动、求偶时间显著延长,而雄蛾主动求偶时间显著缩短、静止时间显著延长。高浓度性信息素并未引起成虫在取食活动和产卵行为的明显改变,也未能有效阻断其交配行为,而是推迟了它们的交配日期、夜间初始交配时间,缩短了交配蛾的交配持续时间。因此,高浓度性信息素主要影响其交配质量,而不是交配率。