昆蟲的內(nèi)分泌系統(tǒng)與激素

關(guān)于昆蟲的內(nèi)分泌系統(tǒng)與激素

昆蟲激素是由昆蟲體內(nèi)神經(jīng)分泌細胞或腺體分泌的調(diào)節(jié)昆蟲生命活動不可缺少的微量化學物質(zhì)。第2頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)昆蟲激素的內(nèi)分泌細胞和器官神經(jīng)分泌細胞心側(cè)體咽側(cè)體前胸腺咽喉下神經(jīng)節(jié)F2、3第3頁,共34頁，2024年2月25日，星期天神經(jīng)分泌細胞

在神經(jīng)細胞中，有一類體積較大，并有分泌功能的細胞，稱為神經(jīng)分泌細胞（neurosecretorycell，NSC），存在于腦、咽下神經(jīng)節(jié)和其他胸、腹部神經(jīng)節(jié)中，但主要為腦神經(jīng)分泌細胞。第4頁,共34頁，2024年2月25日，星期天腦神經(jīng)分泌細胞特點：a、具有神經(jīng)細胞的特點，傳遞神經(jīng)沖動。b、具有分泌細胞的特點，主要分泌腦激素（活化激素

），如促前胸腺激素（PTTH）或促蛻皮激素。

功能：

激發(fā)其它內(nèi)分泌器官分泌有關(guān)激素；

第5頁,共34頁，2024年2月25日，星期天心側(cè)體的功能a、貯存和釋放促前胸腺激素的功能。b、分泌心側(cè)體激素。咽側(cè)體的功能

咽側(cè)體是分泌保幼激素的中心，當咽側(cè)體受到促前胸腺激素的刺激，即分泌保幼激素（JH）。第6頁,共34頁，2024年2月25日，星期天前胸腺的功能F1在促前胸腺激素的作用下，分泌蛻皮激素。咽喉下神經(jīng)節(jié)分泌細胞分泌卵滯育激素，使卵滯育。第7頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)昆蟲激素昆蟲的激素可分為兩大類：內(nèi)激素和外激素內(nèi)激素

由內(nèi)分泌器官分泌，散布于昆蟲體內(nèi)，經(jīng)血液運送到靶器官或靶細胞，在不同的生發(fā)育階段，相互作用，調(diào)節(jié)和控制昆蟲的生長、發(fā)育、變態(tài)、滯育、交配、兩性異態(tài)、多態(tài)現(xiàn)象以及一般的生理代謝作用。

如：腦激素（brainhormone，BH）、蛻皮激素（moltinghormone，MH）和保幼激素（juvenilehormone，JH）第8頁,共34頁，2024年2月25日，星期天1．腦激素（brainhormone，BH）昆蟲腦神經(jīng)分泌細胞的分泌物，屬蛋白質(zhì)多肽類物質(zhì)。腦激素按功能可被稱為“促激素”，激活前胸腺和咽側(cè)體等分泌器官，使之分泌相應(yīng)的激素。如促前胸腺激素（prothoracotropichormone，PTTH）

腦激素前胸腺咽側(cè)體調(diào)控蛻皮激素保幼激素第9頁,共34頁，2024年2月25日，星期天蛻皮激素（moltinghormone，MH）

由前胸腺分泌，主要作用是激發(fā)蛻皮過程。激發(fā)體壁細胞中各種酶系的活性作用，與表皮的糅化、黑化有關(guān)。刺激蛋白質(zhì)基質(zhì)（如細胞色素）等的合成作用?？梢鹩紫x、蛹的滯育。MH有增高細胞呼吸代謝的作用。第10頁,共34頁，2024年2月25日，星期天保幼激素（juvenilehormone，JH）

由咽側(cè)體分泌，保持幼蟲生理狀態(tài)，抑制蛻皮和變態(tài)

特點：

分泌有周期性。一般蛻皮前分泌少，蛻皮后分泌多。

JH分泌過量，產(chǎn)生超齡幼體（畸形）。

JH一般無專一性，各種昆蟲的JH屬于某一種。第11頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)激素的作用過程昆蟲的生長、蛻皮、變態(tài)、滯育等許多生理活動都具有明顯的周期性?，F(xiàn)已證明，這些生理現(xiàn)象都是受昆蟲激素調(diào)節(jié)控制的。激素的調(diào)節(jié)和控制作用可歸納為以下幾個過程：

(1)活化過程；

(2)激素的分泌、結(jié)合和運動過程；

(3)激素對靶子器的作用過程

第12頁,共34頁，2024年2月25日，星期天(1)活化過程

昆蟲最重要的內(nèi)分泌器官是腦神經(jīng)分泌細胞，當外界環(huán)境因子如光、溫度、濕度、食物等發(fā)生變化時，對昆蟲產(chǎn)生一種刺激，經(jīng)感覺器官傳入腦神經(jīng)中樞，腦將神經(jīng)性沖動轉(zhuǎn)變?yōu)榧に匦詻_動，促進或抑制腦激素的分泌。當環(huán)境因子比較適宜時，激活腦神經(jīng)分泌細胞，分泌出腦激素，腦激素經(jīng)過心側(cè)體神經(jīng)纖維或體液，輸入咽側(cè)體和前胸腺，促使咽側(cè)體和前胸腺活動，分泌出相應(yīng)的保幼激素和蛻皮激素。第13頁,共34頁，2024年2月25日，星期天(2)激素的分泌、結(jié)合和運動過程

當昆蟲體內(nèi)的內(nèi)分泌器官接受腦神經(jīng)分泌物質(zhì)的刺激作用后，內(nèi)分泌細胞開始產(chǎn)生特有的激素，如蛻皮激素和保幼激素。這些激素與蛋白質(zhì)載體結(jié)合，靠體液運送到靶細胞。(3)激素對靶子器的作用過程

當激素被載體攜帶到靶子細胞時，便與細胞膜上的特殊受體結(jié)合，經(jīng)受體進入細胞質(zhì)后作用于染色體上某些特定位點，使染色體產(chǎn)生膨突現(xiàn)象，促使mRNA轉(zhuǎn)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步驟。第14頁,共34頁，2024年2月25日，星期天在BH的作用下當JH＞MH時幼蟲蛻皮幼蟲當JH＜MH時幼蟲脫皮后蛹當JH=0MH單獨作用時蛹羽化為成蟲第15頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)昆蟲的外激素

外激素（pheromone）又稱信息激素（messages），是由昆蟲特殊器官分泌并散布于昆蟲體外，作用于種間或種內(nèi)個體間產(chǎn)生生理和行為反應(yīng)的微量化學物質(zhì)。昆蟲信息激素種類較多，根據(jù)作用性質(zhì)不同可分為：種內(nèi)信息素和種間信息素兩類。第16頁,共34頁，2024年2月25日，星期天1．種內(nèi)信息素

（1）性信息素（sexpheromone）（2）集結(jié)信息素（aggregationpheromone）（3）報警信息素（alarmpheromone）（4）標記信息素（trailpheromone）2．種間信息素（allelochemics）（1）利己素（allomone）（2）利它素（kairomone）（3）協(xié)同素（synomone）第17頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（1）性信息素（sexpheromone）

性信息素是一類性成熟的雌性或雄性昆蟲分泌釋放的化學物質(zhì)，分散在空氣中，隨空氣的流動而分布到各處，能引誘同種異性個體進行交尾的化學物質(zhì)。第18頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

鱗翅目雌蟲釋放的性信息素腺體，一般位于腹末生殖孔附近，腺體起源于節(jié)間榴膜，通常處于第8、第9腹節(jié)之間。蝶類通常由雄蟲釋放性信息素，一種斑蝶雄性后腹部有1對生的臭腺，這種臭腺和可外翻的毛狀鱗（氣味刷）連在一起，在求愛過程中氣味刷展開成扇形，散布性外激素。鞘翅目昆蟲的性信息素，有的在糞便中，有的在后腸，有的卻在腹部末端。半翅目在后胸腹板。同翅目在后足脛節(jié)上。膜翅目昆蟲則可在腹部前側(cè)邊緣，而蜜蜂卻由上顎腺分泌。第19頁,共34頁，2024年2月25日，星期天性外激素的通訊方法

接受：觸角為主，口須等。敏感度達分子水平，

1~2個分子。

釋放：

傳遞介質(zhì)：空氣，水流（水生昆蟲）。

組分：一般是由幾種組分組成的化合物。

90%以上由雌蟲釋放，發(fā)射機構(gòu)在第8、第9腹節(jié)之間的節(jié)間膜有性外激素分泌腺。第20頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（2）集結(jié)信息素（aggregationpheromone）

聚集信息素是由某種昆蟲釋放，招引同種個體（雌蟲和雄蟲）群集的一類化學物質(zhì)。

甲蟲類如小蠹蟲的糞便以及沙漠蝗蝻（由后腸分泌）的糞便中都有這類物質(zhì)，蜜蜂由上顎腺分泌，使這些昆蟲具有群集性。第21頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（3）告警信息素（alarmpheromone）

當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物質(zhì)。如蚜蟲受攻擊后由腹管排出告警信息素，使附近的蚜蟲停止進食而離去。該液體物質(zhì)經(jīng)證明為一種倍半萜，是一種高度不穩(wěn)定的烴。第22頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（4）標跡信息素（trailpheromone）

標跡信息素又稱示蹤信息素，是由某種昆蟲釋放給同種其他個體指示路徑的物質(zhì)。如白蟻和螞蟻等社會性昆蟲，工蟻找到食物源后沿途釋放此類物質(zhì)，它們用這種物質(zhì)標記路線，使其他的蟻按原路找到合適的食物。蟻類標跡物一般為甲酸。

第23頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2．種間信息素（allelochemics）

（1）利己素（allomone）

利己素是由一種昆蟲釋放，能引起其它種個體行為反應(yīng)的化學物質(zhì)，其行為對釋放者有利。如昆蟲釋放驅(qū)避物質(zhì)（repellent）：蝽類臭腺排出的醛或酮化合物；有些昆蟲釋放毒性物質(zhì)（venom）：蜂受到攻擊放出蜂毒（肽類），及瓢蟲受攻擊時放出生物堿。第24頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（2）利它素（kairomone）

利它素是由一種昆蟲釋放，能引起它種個體行為反應(yīng)的化學物質(zhì)，對接受者有利。如蚜蟲糞便（蜜露）中的信息素使捕食天敵（瓢蟲、蚜蛉）提供信息；植物次生代謝產(chǎn)物為害蟲尋找到寄主提供信息。如十字花科蔬菜上芥子油能引誘菜粉蝶產(chǎn)卵、取食，使昆蟲找到寄主植物和被捕食和寄生的獵物。利它素在昆蟲取食、產(chǎn)卵、尋找寄主等過程中起十分重要作用。

第25頁,共34頁，2024年2月25日，星期天（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)的化學物質(zhì)，這一反應(yīng)對釋放者和接受者均有利。如蚜蟲為螞蟻提供蜜露，螞蟻保護蚜蟲，使蚜蟲與螞蟻互利共棲。第26頁,共34頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)昆蟲激素的應(yīng)用昆蟲類內(nèi)激素的應(yīng)用昆蟲類外激素的應(yīng)用第27頁,共34頁，2024年2月25日，星期天5.1昆蟲類內(nèi)激素農(nóng)藥的應(yīng)用

蛻皮激素類似物

使之蛻皮不形成新表皮，或抑制幾丁質(zhì)合成酶的作用。目前用的昆蟲生長調(diào)節(jié)劑即干擾昆蟲體內(nèi)激素平衡，破壞害蟲正常的生長、發(fā)育。例：抑太保、滅幼脲、撲虱靈等。第28頁,共34頁，2024年2月25日，星期天保幼激素類似物

人工合成JH類似物，對農(nóng)、林、倉庫害蟲、衛(wèi)生昆蟲的防治展示了廣泛的應(yīng)用前景及益蟲的利用上。例家蠶，5齡時食量大，用人工合成的JH，產(chǎn)生巨型幼蟲，繭大，提高繭產(chǎn)量達20%。第29頁,共34頁，2024年2月25日，星期天目前成功的不多，原因：

農(nóng)業(yè)害蟲，90%幼蟲危害，蟲齡不齊，不好操作。JH類似物在空氣中易被氧化光解、失效，殘效期短。MH有公害，與人類的避孕藥結(jié)構(gòu)相似。MH對昆蟲體壁的滲透性差。第30頁,共34頁，2024年2月25日，星期天5.2昆蟲外激素的應(yīng)用作為害蟲預(yù)測預(yù)報的工具。進行發(fā)生期、發(fā)生量、分布區(qū)域的預(yù)測。直接防治大量誘捕法。誘殺田間雄蟲，使雌雄比例失調(diào)。迷向法。使雄蟲找不到雌蟲的準確位置。與其它生物農(nóng)藥組合使用。如使被誘的雄蟲沾病毒或化學不育劑，與雌蟲交配，使病毒蔓延、后代不育?！孕畔⑺氐膽?yīng)用為主第31頁,共34頁，2024年2月25日，星期天追蹤信息素

在白蟻的發(fā)生區(qū)，誘集白蟻，或在蟻巢附近撒含有殺蟲劑的追蹤激素，讓白蟻沿道將殺蟲劑