昆蟲激素以及在害蟲防治中的應(yīng)用

1、昆蟲激素以及在害蟲防治中的應(yīng)用昆蟲激素昆蟲激素是控制昆蟲胚后發(fā)育和行為活動的微量化學(xué)物質(zhì)。一、昆蟲激素的主要種類及其功能昆蟲激素按其來源和作用方式可分為內(nèi)激素和外激素兩大類:( 1) 內(nèi)激素(innerhormone)昆蟲的內(nèi)激素是由內(nèi)分泌系統(tǒng)(secletorysystem)分泌的，主要有腦激素(brainhormone,BH)、蛻皮激素(moltinghormone,MH保幼激素(juvenilehormone，JH)和滯育激素(dispausinghormone)等。1(腦激素(brainhormone，BH)腦激素又稱活化激素、“促激素”，是昆蟲腦神經(jīng)分泌細(xì)胞分泌的，屬多肽類物質(zhì)。腦激

2、素主要有：促前胸腺激素(prothoracotropichormone,PTTH咽側(cè)體活化激素(AT)和咽側(cè)體靜止激素(AS)，這些激素統(tǒng)稱為神經(jīng)肽。2(蛻皮激素(moltinghormone，MH)蛻皮激素又稱蛻皮甾醇(ecdysteroid)，是由前胸腺分泌的，功能是促進(jìn)昆蟲蛻皮。有a-蛻皮素和B-蛻皮素兩種。目前，在很多植物中發(fā)現(xiàn)了類蛻皮素化合物，如牛膝屬和筋骨草屬植物，這些類似物統(tǒng)稱植物蛻皮素。3(保幼激素(juvenilehormone，JH)保幼激素是一類含18個碳原子和17個碳原子的“倍半萜烯甲基酯類”化合物，現(xiàn)已鑒定出4種結(jié)構(gòu)：被稱為0號(C19JH0)、？號18中)、？號(C

3、17JH2)、？號(C16JH3)。天然保幼激素很不穩(wěn)定，見光和高溫易分解，不能直接應(yīng)用。因此，各國都在合成開發(fā)保幼激素類似物。4(其他內(nèi)滯育另外，還有一些比較重要的內(nèi)滯育，如滯育激素、激脂激素、鞣化激素、利尿激素、脫殼激素、卵靜態(tài)激素、后腸靈等，我們也要掌握這些激素的性質(zhì)和功能。( 2) 外激素(pheromone)外激素(pheromone)又稱信息激素(messages)，是由昆蟲腺體分泌于體外、作用于種間或種內(nèi)個體間的微量化學(xué)物質(zhì)。昆蟲信息激素可分為種內(nèi)信息素和種間信息素兩類:1(種內(nèi)信息素(1) 性信息素(sexpheromone)性信息素是一類性成熟的雌性或雄性分泌釋放的，能引誘同

4、種異性個體進(jìn)行交尾的化學(xué)物質(zhì)。目前，已人工合成了多種昆蟲性信息素的類似物，即性引誘劑(sexattractants)。(2) 聚集信息素(aggregationpheromone)聚集信息素是由某種昆蟲釋放，招引同種個體群集的一類化學(xué)物質(zhì)。(3) 報警信息素(alarmpheromone)當(dāng)昆蟲受到天敵侵襲時，釋放到體外并引起同種個體逃避或防御的化學(xué)物質(zhì)。(4) 疏散信息素疏散信息素是昆蟲種群密度自我調(diào)節(jié)的信息物質(zhì)。如大菜粉蝶產(chǎn)卵時在卵殼上留有驅(qū)使同種雌蟲不在附近產(chǎn)卵的信息素。(5) 追蹤信息素(trailpheromone)追蹤信息素是由某種昆蟲釋放給同種其他個體指示路徑的物質(zhì)。2(種間信息

5、素(allelochemics)(1) 利己素 (allomone)利己素是由一種昆蟲釋放，能引起它種個體行為反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，其行為對釋放者有利。如驅(qū)避物質(zhì)(repellent)、逃避物質(zhì)(escapesubstance)、毒性物質(zhì)(venom)、引誘物質(zhì)(attractant)等。(2) 利它素(kairomone)利它素是由一種昆蟲釋放，引起它種個體行為反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，對接受者有利。(3) 協(xié)同素(synomone)協(xié)同素是由一種昆蟲釋放，能引起它種個體行為反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，這一反應(yīng)對釋放者和接受者均有利。二、昆蟲的分泌器官昆蟲的分泌器官較多，主要有以下幾種:( 1) 神經(jīng)分泌細(xì)胞(neur

6、osecretorycells)1(腦神經(jīng)分泌細(xì)胞(brainneurosecretorycells)腦神經(jīng)分泌細(xì)胞(BNC)一般位于前腦兩葉近中溝的腦問部內(nèi)，常排列成兩組，每組約包含4,15個以上的分泌細(xì)胞。兩組分泌細(xì)胞的軸狀突組成一對神經(jīng)，在腦內(nèi)交叉后分別延伸到對側(cè)的心側(cè)體，稱心側(cè)體神經(jīng)-?。在很多昆蟲中，一般在兩組分泌細(xì)胞的外側(cè)，還有兩組由2,4個細(xì)胞組成的側(cè)神經(jīng)分泌細(xì)胞，之上發(fā)出一對神經(jīng)也延伸入心側(cè)體，但不交叉，稱心側(cè)體神經(jīng)-?心側(cè)體神經(jīng)通常將神經(jīng)分泌細(xì)胞所分泌的促前胸腺激素和咽側(cè)體活化激素輸送到心側(cè)體進(jìn)行貯存、釋放。2(滯育調(diào)節(jié)細(xì)胞在咽下神經(jīng)節(jié)中腹線兩側(cè)，有一對神經(jīng)分泌細(xì)胞，其間有一

7、群分泌細(xì)胞稱為滯育調(diào)節(jié)細(xì)胞，主要分泌滯育激素。( 2) 心側(cè)體(corpuscardiacum，CC)心側(cè)體又稱食道后神經(jīng)節(jié)，位于腦后方，食道和心血管的兩側(cè)。外觀肉紅色，球狀，成對或融合成一個，含有大量的神經(jīng)分泌細(xì)胞和較短的軸突。心側(cè)體有貯存和釋放激素的功能。(三)咽側(cè)體(corpusallatum，CA)大多數(shù)昆蟲的咽側(cè)體成對地附著在心側(cè)體的下面，卵圓形，穿過心側(cè)體的神經(jīng)一直長入咽側(cè)體內(nèi)。咽側(cè)體在腦激素的刺激下，分泌保幼激素。(四)前胸腺(prothoracicgland)前胸腺又稱蛻皮腺，是一對透明、帶狀的細(xì)胞群，主要位于頭部或前胸氣門附近，在腦激素的刺激下，分泌蛻皮激素(MH)。三、昆蟲

8、激素的作用機(jī)制昆蟲的生長、蛻皮、變態(tài)、滯育等許多生理活動都是受昆蟲激素調(diào)節(jié)控制的。那么，昆蟲激素是怎樣作用的呢,(一)激素的作用過程1(活化過程當(dāng)外界環(huán)境因子發(fā)生變化時，經(jīng)感覺器傳入腦神經(jīng)中樞，刺激腦神經(jīng)分泌細(xì)胞產(chǎn)生分泌腦激素。腦激素經(jīng)過心側(cè)體神經(jīng)纖維輸入并刺激咽側(cè)體和前胸腺，分泌出相應(yīng)的保幼激素和蛻皮激素。2(激素的運(yùn)輸與結(jié)合過程昆蟲的內(nèi)分泌器官所分泌的蛻皮激素、保幼激素、滯育激素等，被釋放入體液，再分別與蛋白質(zhì)載體結(jié)合，運(yùn)送到作用部位，與細(xì)胞膜上特殊受體結(jié)合，進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，而完成激素的運(yùn)輸與結(jié)合過程。3(激素對靶子器的作用過程現(xiàn)已證實(shí)，蛻皮激素和保幼激素能分別對染色質(zhì)纖維上不同位點(diǎn)起作用，

9、促使mRN照錄出不同的遺傳信息，合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。這一步驟稱為激素作用過程。（二）昆蟲生長發(fā)育的激素調(diào)控昆蟲的生長、蛻皮、變態(tài)等生理活動是內(nèi)激素協(xié)調(diào)控制的。當(dāng)昆蟲的腦接受外界環(huán)境與內(nèi)在刺激后，引起腦神經(jīng)分泌細(xì)胞分泌腦激素，并活化咽側(cè)體及前胸腺產(chǎn)生蛻皮激素和保幼激素。在保幼激素和蛻皮激素的共同作用下，昆蟲保持幼蟲狀態(tài)，并不斷蛻皮。當(dāng)保幼激素的分泌量很少時，蛻皮激素將使昆蟲進(jìn)行變態(tài)，變成蛹。若蛻皮激素單獨(dú)起作用，昆蟲便發(fā)育為成蟲。在成蟲期，保幼激素又恢復(fù)分泌，促進(jìn)卵巢成熟，使成蟲產(chǎn)卵。( 3) 昆蟲滯育的激素調(diào)控昆蟲滯育是受兩種方式的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)的，一種是某些蟲態(tài)具有滯育激素;另一種是缺少某些激素。

10、例如，家蠶以卵滯育是由于雌蛾的咽下神經(jīng)節(jié)分泌的滯育激素進(jìn)入卵內(nèi)，使產(chǎn)出的卵滯育;當(dāng)促前胸腺激素、蛻皮激素、保幼激素等含量極低甚至不存在時，使幼蟲和蛹滯育，同時，造成成蟲生殖腺發(fā)育受阻，導(dǎo)致成蟲或生殖滯育。昆蟲經(jīng)過滯育階段后，才能解除滯育。（四）遷飛的滯育調(diào)控當(dāng)昆蟲體內(nèi)缺乏蛻皮激素和保幼激素或其含量極低時，使成蟲生殖腺停止發(fā)育，便發(fā)生遷飛行為。遷飛后，保幼激素水平逐漸上升，卵巢開始發(fā)育，遷飛即可停止。四、昆蟲激素及其類似物與害蟲防治的關(guān)系昆蟲激素及其類似物是十分理想的一類殺蟲劑。（ 1） 內(nèi)激素及其類似物的應(yīng)用（IGR）人為地施加保幼激素和蛻皮激素或其類似物，將會干擾昆蟲體內(nèi)激素的平衡，嚴(yán)重影響

11、其正常生長發(fā)育，甚至死亡。1(保幼激素類似物(juvenilehormoneanalogue,JHA)的應(yīng)用至今已從植物中提取并合成了多種保幼激素類似物，比較常用的ZR-515(ZR512(ZR777等，分別用來防治泛水伊蚊、財蟲、蜚煤和倉貯害蟲。另一類有應(yīng)用前景的為抗保幼激素(anti-alla)或早熟素(precocene)，可從熊耳草和勝紅薊中提取，現(xiàn)已人工合成早熟素?號和早熟素?號。能使昆蟲過早變態(tài)、過早成熟、畸形。目前，在蠶業(yè)生產(chǎn)上，可施用保幼激素類似物保持幼體狀態(tài)，以增加蠶絲的產(chǎn)量。2(蛻皮激素類似物(moltinghormoneanalogue,MHA)勺應(yīng)用很多植物體中含有類似蛻皮激素的物質(zhì)，如百日青甾酮(ponaeteroneA)、川膝酮(cyasterone)、牛膝甾酮(inokosterone)等，施用后可使害蟲提早蛻皮，不能正常發(fā)育。另外，還有一類抗蛻皮激素，能有效阻止昆蟲蛻皮，抑制形成新表皮。如已被開發(fā)利用滅幼脲?、?、?號，噻嗪酮等。（ 2） 外激素及其類似物的應(yīng)用外激素種類較多，但是研究最多的是性外激素。1(性外激素或性誘劑的主要種類據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已有近千種昆蟲的性外激素已被分離鑒定，并人工合成性誘劑。國外已有少量的性誘劑已商品化出售。我國也正在