昆虫化学生态学的研究进展(综述)

昆虫化学生态学的研究进展(综述)

第1卷 7

第4期

北京农业大学学报

1 9年 91

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昆虫化学生态学的研究进展 (述 )综黄新培

(物保护系)植

A D V A N CE I N CH EM I CA L ECOLOG Y OF N SECTS IH ua X i ng np i e ( e D pt o Pl nt . f a Pr e t on) ot c i

昆虫种类极其繁多，行为习性各式各样，而且与人类生活有着十分密切的联系。所以，自从化学生态学作为 - r l独立的学科于 7年代出现以来，昆虫一直是这个领域的主要研究对 0

象。创刊于 1 7年的化学生态学杂志 ( o n lo e c l E oo y)所刊登的文 95 J ur a f Ch mia c l g章，多数与昆虫外激素、社会性化学信息素、昆虫寄主植物或拟寄生物一主的化学相互作寄用有关。但是，昆虫化学生态学作为 - f立的分支学科，还是以 Be l& Ca de 1 8 ' l独 l r于 94年主编的昆虫化学生态学 ( e c l E o o y o n e t )…的出版为标志。这本专 Ch mi a c l g f I s c s

著以探讨昆虫的化学感受机制为开端，从化学相互作用和化学信息通讯的角度系统论述了昆虫化学生态学的各个主要议题。它提示人们虽然昆虫化学生态学仍然是一门年轻的分支学科，其发展远未达到尽善尽美的地步，但在当时就已具有相当的广度和深度。那么，该领域的现状以及未来的发展方向也许是昆虫学和生态学工作者所关心的问题，我们不妨就昆虫一 寄主植物的化学联系、昆虫的拒食剂、昆虫的它感化合物和昆虫的外激素等几个问题作一些讨论。

1昆虫一主植物的化学联系 寄昆虫一物的生物学关系也许是现存种类最重要的种间相互作用了。这是因为植食性植

昆虫种类占已描述昆虫种类的一半左右，而植物又是地球上其他生物赖以生存的基础}因此也就不难理解昆虫一物关系的问题从远古就吸引着人们的注意。昆虫与植物的关系，主植要表现在昆虫以

植物为食而获得所需的营养成分和其他物质，而植物为了维持自己的生存， 演发出各种防御虫害的方法…。例如，植物次生性代谢产物如生物碱、类萜等可影响昆虫的行为、营养、代谢、生长和生殖。昆虫也随植物次生性物质的演变而产生适应性选择，如发展解毒能力，或把毒素储存在体内作为自己的防御物等。目前，越来越多的研究者已经把精力集中在这个领域上。除了 4年一次的昆虫一物关系国际学术讨论会外，有关科技论文植也是数不胜数。最近还涌现出不少有特色的专著，例如：昆虫一物相互作用的生态学[、 植 B 1

收稿日期 l 9 1 9— 9 1 9— 6 2 10 3

昆虫化学生态学的研究进展(综述)

植食性昆虫：寻找寄主的行为和机制】昆虫一、植物相互作用》】昆虫与植物表 、面、 昆虫一物联系的分子问题》、“虫与植物的关系：论昆虫与植物的相互作用植 昆的新发现[口 I和《物源昆虫拒食剂汇编》…等。植等

众多的研究者正力图精确地回答以下几个问题口：昆虫如何在时空上准确地发现它们 I 1)的寄主植物 j 2)它们怎样感受和识剐寄主； 3)导致持续取食和产卵的行为序列是什么 - 以及， 4)植物的营养组成和防卫化台物等如何影响这些植食性昆虫。按目前的认识，昆虫之所以在异质环境中特别嗜好一些植物资源，其原因至少有两点： 1)昆虫在时间、能量和对其他生活活动上的投入，依靠一种启动和终止机制 j 2)存在激发这种启动和终止机制的指示物。在昆虫一植物系统中，此控制机制显然由昆虫的中枢神经系统完成，而指示物则包括那些由各种周缘感受器感受的植物物理化学特征【￣。已经很清楚，化学信号在昆虫一 Ij -l植物关系中占有举足轻重的地位，而“本的” (“养的”,如氨基酸、糖、胆固醇和抗 基即营坏血酸等 )和“生的” (“营养的”,如酚类、萜类、单宁、生物碱和糖苷等 )植物次即非成分都有可能成为这种信号【 。据估计，截止到 1 8 9

B年就已有大约 2万种这样的化合物

被鉴定 其中，有许多是昆虫的引诱剂 ( tr ea t )】 at a t n s、忌避剂 ( e e r nt r r p l d t r e so e e— ln s、激食剂 ( ha o tru a s或拒食剂 ( ntfe a s,而有些对昆虫或其他 e t) p g sia l nt) a ie d nt )动物是有毒的，并有个别已被成功用于害虫管理和治病。这些化台物中的拒食剂将在下一部分专门述及；而有助于昆虫发现和识别寄主植物的引诱剂、激食剂和忌避剂也不乏其例。黑芥子苷作为以十字花科植物为食的昆虫信息素已成为很著名的例子。存在于葫芦科植物中的葫芦素 (e e r t cn)是一种类萜化合物，虽然对其他生物有~定毒性，但正是叶甲 u u bia i Di b o ia的强烈激食剂”。在苹实蝇 ( ag l ts a r tc Rh o ei po n la)搜寻寄主过程中发 mo e l挥作用的苹果表面挥发性引诱化合物也已鉴定出来[ z萝摩科植物的苦毒毛旋花子苷”。( u bi o a n)和毒毛旋花配糖基 ( t o ha h d n)则是大菜粉蝶 ( e i b a￥ i a ) s r p nt i i Pi r z r s c e 接触性产卵忌避剂[】小花糖芥 ( y i m^ 4^ f 的菜粉蝶 ( e i a e 2。 z Er s mu c P f o P ) Pi r s r pa )

产卵忌避剂的化学结构已经弄清]北京农业大学近年来致力于菜粉蝶和甘薯小象甲。 ( ls Cy a fo mia i s识别寄主和非寄主植物机理的研究，也取得了阶段性的成果。 r c ru )用昆虫一物的化学联系理论应用于害虫防治，已有不少尝试。所包括的虫有：实植

蝇…】 I本丽金龟】叶甲类[、 1、 z以及以坚术为食的甲虫类[ 6 2。Resi等在果园内用人工 7 tsg合成的苹果挥发性混合物结台红色球体的视觉蒯激，成功地诱捕到大量的雌性和雄性苹实蝇【。但研究得比较透彻的还是葱蝇 (De i n iu )产卵行为的控制。葱蝇依赖洋葱 la a tq a气味和视觉信号发现寄主植物。

在产卵之前，葱蝇在潜在寄主植物上停留或跑动，并借助视

觉、机械感受嗅觉和味觉对该植物进行鉴别。Mil r& C wls le a e试验采用被称作“刺激一忌避井存” ( tmul d t r e t i r i n)的双重策略控制该害虫，即在洋葱苗上施用 si o e e r n d ve s o化学忌避剂以排斥葱蝇产卵，而同时用深埋的洋葱残片 (蝇所嗜好的产卵场所 )达到引诱葱

的目的[】 I。据认为，这种策略有如下优势： 1)避免害虫产生过度压抑从而不得不突破忌 s避剂的防线j 2)使“”和“”效应结合相互增强； 3)为在害虫聚集处扩大生物控 推拉制能力提供机会。这些研究者|,将该双重策略与施用土壤杀虫剂结合起来，可能会缓解^为或甚至克服恕蝇对杀虫剂的抗性。M il r& Ca l s指出，当分子生物学为操纵植物以及 le w e

它们的它感化合物提供新的可能时，应用化态学家应该创造这样一种环境，使得植物它。生 1 04

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感化合物为害虫提供明确而适当的信号，这种途径可导致害虫对它感化合物具有更大的敏感性和反应性，并使昆虫一物相互作用向着人类所期望的方向持久发展，而不是单纯依赖暂植时的害虫防治。以上例子虽然是针对葱蝇这种害虫而提出的，但其设计原理，指导思想确实新颖，对探讨其他害虫的防治新途径不无可借鉴之处。 2昆虫的拒食剂在过去 1年中，越来越引起人们注意的昆虫拒食剂的研究，已成为寻找对环境安垒的有 0

害生物防治手段的努力之一在此期间发表的有关文章不胜其数，是昆虫化学生态学研究的一

个重要方面。

可以说，植物源昆虫拒食剂是这类研究中最受重视的了。多数植食性昆虫种类之所以有寄主专化性，是因为在非寄主植物 …… 此处隐藏：19715字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……