性信息素在新型杀虫剂中的应用

昆虫性信息素在新型杀虫剂研制中的应用本文介绍了昆虫性信息素领域所取得的成就。

并综述了昆虫性信息素的化学结构特征，化学通讯系统，昆虫性信息素结构测定的常规方法以及性信息素在虫情预测、诱杀防治、干扰交配防治和配合治虫等方面的实用价值和应用前景。

1昆虫性信息素的认识
1.1昆虫性信息素的基本概念
昆虫信息素是昆虫各种腺体向外分泌的具有不同作用的种内激素，是用于进行同种个体与他种个体之间的信息交流的化学物质。

根据昆虫散发信息素用途可将信息素分为性信息素、集合信息素和追踪素，根据信息素对害虫的控制作用可分为性信息素、产卵驱避素和报警激素。

昆虫性信息素,又称性外激素，是由同种昆虫的某一性别个体的特殊分泌器官分泌于体外，能被同种异性个体的感受器所接受，并引起异性个体产生一定的行为反应或生理效应(如觅偶、定向求偶、交配等)的微量化学物质。

全世界已鉴定和合成的昆虫性信息素或类似物约2 000余种，我国研制成功的重要害虫的性信息素也有近百种，为科研人员研究和应用昆虫性信息素防治害虫提供了可靠的保障。

1.2昆虫性信息素的组分特征及化学结构
昆虫性信息素是由昆虫某一性别个体分泌于体外，能被同种异性个体所接受，并引起异性个体产生一定的行为和生理反应（如觅偶、定向求偶、交配等）的微量化学物质。

它能够保证昆虫在种内雌雄个体之间性的联系及种的有序繁衍。

虽然已发现的性信息素具有多种多样的化学结构，但大多数性信息素具有共同的特征。

（1）碳链。

性信息素分子是由10～18 个偶数碳原子组成的直链化合物。

（2）功能基。

由伯醇及其乙酸酯或醛构成。

（3）双键。

性信息素分子含1～3 个碳碳双键，其位置多在5，7，9 或11 位上。

其分子构型多为顺式，但有时也由顺式和反式或反式组成。

多数昆虫性信息素由 2 种以上组分组成，仅用单一组分作为其性信息素的昆虫很少。

鳞翅目雌蛾性信息素主要是C12，C14，C16 和C18 等碳链化合物，终端为乙酸酯、醛、醇和烃类化合物，少数为酮类，一般链上带有1～2 个双键。

如洋槐蠹蛾性信息素为顺- 3，反- 5- 十四碳二烯醇醋酸酯。

有些蛾类性信息素
组分非常特殊，如棉潜蛾的性信息素为Z9- 十四碳硝酸酯和Z8- 十三碳硝酸酯。

而雄蛾性信息素则几乎全是简单的醛、醇、羧酸和萜类，其分子量小，挥发性高，如大蜡螟雄蛾分泌物为正壬醛和正十一醛。

2昆虫的化学通讯系统
昆虫的化学通讯系统是由信息素释放器、传播信息素的介质———空气和接收信息素分子的器官所组成，分别称之为释放系统、传递系统和接收系统。

2.1释放系统
昆虫性信息素由特有的腺体或特化的细胞产生，其性腺体的形态及所在部位因昆虫种类不同而异，一般着生在头部、胸部、腹部，也有的着生在腿部或翅上。

例如，鳞翅目昆虫雌蛾的性分泌腺大部分位于腹部第8，9 节间膜上。

美洲茧蛹雌虫性信息素由嚷囊和中肠产生，随粪便排出体外。

家蝇性信息素由体壁表皮分泌；而许多鳞翅目雄性蝶类的性信息素分泌腺分布在翅上，有时位于后足或腹部末端，成为特化的刷状物，称为芳香刷。

例如，蛱蝶科的一种斑蝶，其分泌腺位于腹尖，求偶时会呈扇形散开，释放气味物质，诱使雌蝶与其交尾。

2.2 传递系统
昆虫性信息素分子从释放源到达接受者主要是通过介质空气或水传递的，气味分子在空气中或水中扩散的方式有 2 种，一种是由于布朗运动而进行的扩散作用；另一种是由于介质流动而引起的传导作用。

昆虫性信息素的传递主要是通过空气的流动，即依靠风力的作用，由上风处传到下风处，在扩散过程中形成一定的浓度梯度（性信息素带），接受信号的个体会随此浓度梯度逆向移动或飞行，直至定向到达性信息素释放源，所以在性信息素研究领域风洞被大量应用。

2.3 接收系统
昆虫性信息素的接收系统是昆虫的触角或感觉毛，昆虫通过触角产生神经冲动，做出定向飞行、振翅和交尾等各种行为反应。

有人做过这样的试验，如切除棉红铃虫雄蛾的触角或用蜡涂封后，雄蛾就失去了对雌蛾释放性信息素的反应；但若保留触角而涂黑眼睛，雄蛾仍能准确地找到雌蛾，完成交尾。

昆虫性信息素的受体具有蛋白质性质，由于受体空间结构的特异性，使不同种的昆虫能区分性信息素分子结构上的微小差别，能区别不同的官能团，如- OH，- CHO，- COOH，双键位置（位置异构体），几何异构体和光学异构体等。

以2 种卷
叶蛾为例，其分布、发生时间及寄主作物均相同，交尾时间也一样，分别将 2 种雌蛾腹末粗提物10FE（雌蛾当量）置于同一田间，仅相隔 1 m 左右，结果均各自引诱同种雄蛾，相互并不混淆，这充分反映了性信息素接收系统的高度特异性和专一性，也充分说明了昆虫性信息素在种间生殖隔离上的重要作用。

3昆虫性信息素在新型杀虫剂中的的应用
3.1害虫预测预报
性信息素专一性强，可以灵敏地监测害虫的发生，当害虫刚从外地迁入或是刚从蛹中羽化出时，就能及时监测到，尤其对一些偶发性害虫和目前尚无测报方法的害虫特别有价值。

国外已鉴定了80 种可用于虫情测报及防治应用的昆虫性信息素，其中，美国已有39 个产品作为杀虫剂进行了登记，我国先后合成了40 多种重要害虫的性信息素，并研究出一批适合于测报的诱捕器和各种剂型。

使用性信息素进行监测的害虫以鳞翅目昆虫为最多，我国先后在30 余种害虫上开展应用性信息素预测预报和防治技术研究。

如用性信息素监测防治苹果蠹蛾技术[14]，提高了防治效果；用性信息素诱捕器能够灵敏地监测到松毛虫的存在，尤其在虫口密度较低的情况下。

3.2 大量诱捕法
该法就是在农田中设置大量的性信息素诱捕器诱杀田间雄蛾，导致田间雌雄比例严重失调，减少雌雄间的交配概率，使下一代虫口密度大幅度降低[15]。

例如杨树透翅蛾是我国北方地区防护林杨树的主要害虫。

它以幼虫蛀入树干或枝条取食，限制了杀虫剂和其他防治方法的实施严重影响幼树的生长和木材质量。

采用含杨树透翅蛾性信息素（反- 3，顺- 13- 十八碳二烯醇）的硅橡皮塞作诱芯，自发蛾期开始，每公顷地悬挂15 个双层船形黏胶诱捕器，能有效地达到防治目的。

3.3 交配干扰法
该法就是在充满性信息素气味的环境中，雄蛾丧失寻找雌蛾的定向能力，致使田间雌雄间的交配几率大为减少，从而使下一代虫口密度急剧下降。

干扰雌雄间的交配可直接使用人工合成的目标昆虫的性信息素，例如美国用飞机喷洒带黏胶的含棉红铃虫性信息素的空心纤维，防治棉红铃虫的效果显著。

也可采用目标昆虫性信息素类似物，尽管它们的生物活性比天然的低，但合成方便，价格便宜，
适于大规模应用。

另外，还可采用目标昆虫性信息素的抑制剂，如研究发现反- 9- 十二碳烯醇醋酸是苏丹棉铃虫性信息素的强烈抑制剂，可干扰交配，则利用超低容量喷雾器喷洒含抑制剂的微胶囊剂型，可产生显著的防治效果[16]。

3.4 配合治虫
该法就是将性信息素与化学不育剂、病毒、细菌等配合使用，利用性信息素诱捕器引诱雄蛾，让被诱的雄蛾沾染病毒、原生动物，或接触化学不育剂后仍返回田间，该种雄蛾通过与田间雌蛾交配而使病毒蔓延，导致整个种群产生流行病；接触过化学不育剂的雄蛾，同样通过交配使雌蛾产生子代不育[17]。

采用性信息素和生物农药相组合的联用技术发挥了二者的长处，是目前重点发展的一个方面。

总之，人们在掌握和了解昆虫雌雄间交配通讯的特点后，人为地加以模拟和利用，使微量的化学信息物质显示出奇妙和巨大的生物效应，开辟了一条高效新型的害虫防治途径。

4昆虫性信息素的应用前景
昆虫性信息素在害虫防治上具有专一性强、不污染环境、对天敌和有益生物安全等特点，已受到国内外学者的高度重视，正在成为害虫综合治理措施之一，有广阔的应用和发展前景[18- 20]。

但也存在一些问题，如害虫的监测是一项长期的系统工程，需要进行系统的数据积累，而诱虫的效果在很大程度上还受到气候、降雨、风向等生态因子的影响。

此外，根据诱虫数量预报危害的程度和界定级别方面的研究还不够，使预测预报与生产实际脱节，也限制了其在害虫综合治理中的应用；且昆虫性信息素诱芯的商品化难以形成，给应用推广带来困难。

目前，昆虫性信息素虽作为一种特殊的防虫药剂已投人使用，但在评价、量化信息素监控和防治效果方面，还缺乏有效的评价数据。

因此，我们要加强有关昆虫行为，昆虫性信息素的分离、鉴定、人工合成以及昆虫种群密度变化等基础应用研究，重视开展昆虫性信息素与其他防治法配合防治的研究，更好地发挥性信息素在害虫防治中的作用。

Insect Sex Pherom。