昆虫化学生态学资料
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Ⅵ
284(27) [M+], 255(8) [M+C2H5], 224(16) [M+CH3COOH], 84(24), 83(27), 73(82), 60(64) [CH3COOH], 43(100) 峰I ~ IV具有相似的碳骨架结构 [O=CCH +]
表5-2 性信息素中各组分与标准化合物在BP-1上的保留时间和相对 含量 单腺体含量(ng) (n= 10), 保留时间 (min)
Ser
Rer
N
腺体细胞质中有脂 质粒、大量空泡
光面内质网和 粗面内质网
线粒体
细胞的基底膜基 褶较多质膜上分 布着微绒毛
腺体提取
2 结果与分析
图51. 榆木蠹蛾性信息素提取物GC–MS分析的总离子气相色谱图
I: Z3–14:OH, II:E3–14:OH, III Z7–14: Ac, IV:E3–14: Ac,Ⅴ: Z3E5–14: Ac, (RT,碎片)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Z314:OH E314:OH
194(42) [M+–H2O], 166 (11) [M+–C2H5OH], 138(12), 110 (19), 96 (50), 82 (57), 68 (65), 31 (12)[CH2OH+] 194(10) [M+–H2O], 166 (6) [M+–C2H5OH], 138(11), 110 (22), 96 (56), 82 (87), 68 (66), 55 (94), 54 (34), 31 (14)[CH2OH+] 194(15)[M+–CH3COOH], 166(8) [M+CH3COOC2H5], 138(20), 109(35),96 (67), 82 (84), 67 (85), 61 (8) [CH3COOH+], 43 (100)[O=CCH3+] 194(45) [M+–CH3COOH], 166(12) [M+CH3COOC2H5], 138(20), 110 (18), 97 (20), 96 (54),82 (57), 68 (63), 61 (11) [CH3COOH+], 43(100) [O=CCH3+]
表5–1 合成化合物和榆木蠹蛾性信息素提取物质谱数据
组分
标准物
碎片特征离子峰(相对丰度)[碎片结构]m/z
extract and standard compound.
表5–1 合成化合物和榆木蠹蛾性信息素提取物质谱数据 Tab. 51 Mass data of components of sex pheromone-gland
(二)化学生态学的发展
1.1966年,法国化学家Florkin在《分子在适应 性与系统发生中的作用》中指出:“在生物化
学过程中,分子或大分子流,携带着一定的信
息”。
2 .1970年,美国的Sondheimer和Simeome出版 了第1部《化学生态学》。
3. 1976年,法国化学家Barbier在《化学生态 学导论》 (Introduction to Chemical Ecology) 一书中,给化学生态学一个规范的定义:它是 研究生物间化学联系的科学。
(五)昆虫化学生态学研究程序
1.田间或野外观察
2.实验室培养观察
3.生物测定方法的设计 4.信息化学物质的提取 5.提取物的化学分析(成分、结构、比例和量) 6.实验室人工合成
7.生测(田间、实验室)
榆木蠹蛾危害根颈部
Ⅷ ISM Ⅸ
1
2
性信息素分泌腺位于腹部末端第8~9节之间的 节间膜,求偶时外伸露出,释放性信息素。
图52 榆木蠹蛾雄蛾对标准化合物和腺体粗提物的EAG反应
对Z7–14: Ac产生最强的EAG反应,6种乙酸酯类化合物的 EAG值极显著高于其相应的烯醇类化合物
林间诱蛾试验
2.研究论著 昆虫化学生态学研究论著很多,涉及昆虫 与植物关系,植物、昆虫、天敌三级营养,昆 虫嗅觉机理,昆虫信息素,虫害诱导抗性,昆 虫与植物的协同进化,昆虫化学生态学方法等。 代表性的著作有: Bell W J,Carde R T 1984 Chemical Ecology of Insects. Chapman and Hall. Carde R T,Bell W J 1994 Chemical Ecology of Insects. Chapman and Hall.
4.植物虫害诱导抗性机理研究
5.植物、昆虫和天敌三级营养关系的研究 6.转基因植物化学生态学研究 特别是转基因
植物安全性生态评价研究。
昆虫化学生态学主要以现代分析手段研究 昆虫种内、种间以及与其它生物之间的化学信 息联系、作用规律以及昆虫对各种化学因素的 适应性等,是昆虫的神经生理和感觉生理、生
4.1975年,国际化学生态学会主办的《化学 生态学杂志》 (Journal of Chemical Ecology) 创刊,标志着化学生态学已经独立成为1个学 科。
5.1998年,Mille和Haynes从内容和方法的角 度,给出化学生态学的定义:化学生态学是研 究在生物种内和种间关系中发挥作用的天然化 学物质的结构、功能、来源和重要性的科学。
标准物
Z3–14:OH E3–14:OH Z7–14: Ac 22.86 23.05 26.54
提取物
22.84 23.02 26.55 5.22 ± 2.34 5.85 ± 2.61 58.32 ± 4.72
E3–14: Ac
Z3E5–14: Ac Stearic acid
26.97
28.38 29.84
腺体表面分布着饱满的 锥状突出体,腺体细胞 存在于锥状突出体中
腺体细胞之 间有胞连接
Ch
Fi
Pc
内表皮含有多层状的几 丁质,几丁质中置埋着 细丝,细丝形成几层与 表面相平行的板层 (横)
表皮层有众多 细小孔道分布
Epi
Ca En
表皮层的凹陷中 有一细长输送管
第8~9节节间膜背面中 央区域的腺体细胞(纵) 表皮层分为上表皮(深) 和内表皮(浅)
我国该领域的研究论著也比较多,有代表性的 有: 钦俊德 1988 昆虫与植物关系—论昆虫与植物 的相互关系及其演化 科学出版社
杜家纬 1988 昆虫信息素及其应用 中国林业出 版社。 阎凤鸣 2003 化学生态学 科学出版社。
涉及昆虫化学生态学的杂志也比较多, 有代表性的有: (1)Journal of Chemical Ecology 《化 学生态学杂志》,国际化学生态学会主 办,美国出版,SCI刊源,影响因子约 2.5; (2)Chemoecology 《化学生态学》, 比利时出版。
(三)昆虫化学生态学研究现状
1.著名的实验室
ຫໍສະໝຸດ Baidu
昆虫化学生态学是化学生态学研究的重点, 国际上著名的11个化学生态学实验室,以昆虫 化学生态学为主要研究对象的实验室就有8个, 如:
①. 美国农业部昆虫化学生态实验室:益虫引
诱剂、害虫拒避剂和信息化合物等;
②.伦.T.卡代昆虫化学生态和行为实验室: ③. 瑞典农业大学化学生态学实验室:昆 虫性信息素,以及植物和昆虫关系、电 生理研究等。
我国该领域的研究也非常活跃,著名的实验室 研究有:
①. 浙江大学应用昆虫研究所 刘树森和娄永根 虫害诱 导抗性研究;
②. 中科院动物所 钦俊德院士和王琛柱研究员 植物和 昆虫关系研究;
③. 中国农科院植保所 郭予远院士 棉铃虫对信息化合 物感受机制研究; ④. 北京大学生命学院 吴才宏 昆虫对信息化合物的单 细胞感受机理研究。
Z714: Ac
Ⅳ
E314:Ac
Ⅴ
192(15) [M+–CH3COOH], 164(11), 149(17), 135(13), 123 Z3E514: Ac (11) ,109 (28) , 95 (24), 81 (32), 80 (41) , 68 (24), 67 (100),54 (23) Stearic acid
26.98
28.38
23.22 ± 1.96
23.15 ± 2.36
29.88
31.96 ±3.21
单腺体中五种成分的含量比为1: 0.9: 4: 10: 4
7–溴代–1–庚醇的制备
7–溴代–1–庚醇膦盐的制备
顺7十四碳烯醇的制备(Wittig反应)
Z7–十四碳烯醇乙酸酯的制备
合成产物纯化
物化学及生态学的交叉学科,也是当前国际昆
虫学界最活跃的研究领域之一。
研究昆虫化学生态学的意义在于:将化学与生
态学有机地结合起来,通过化学特性找出植
物与植物之间、植物与动物之间、植物和 动物与环境之间的相互内在的联系,恢复和建立 适合人类需求的持续性生态平衡系统,探索提供 顺适环境和较安全的各种管理和防治病虫害的技 术和策略,使农林业得到持续稳定的发展。
6.2003年,阎凤鸣认为:化学生态学属于生 态学的分支,是化学和生态学的交叉学科,研 究生物间的化学联系规律及其机制,并学科原 理加以应用的学科。
国际上化学生态学研究异常活跃,其中昆 虫化学生态及昆虫与植物信息物质研究占到化 学生态学研究的80%以上,主要涉及: 1. 昆虫信息素的研究和应用,商业化应用阶段; 2. 昆虫与植物关系研究,特别虫害诱导抗性机 制研究; 3. 昆虫对化学物质的感受机制研究;
第一章 绪论
蚂蚁是群居生活的,靠一种“化学语言”
保持联系,这种化学语言称“激素”,它是由
蚂蚁某一器官或组织分泌的一类化学物质。触
角辨别激素的气味来进行取食或其它活动。蚂 蚁死掉后,它身上的信息素会让其他蚂蚁把它 搬回去。
化学生态学概论
(一)化学生态学的概念
化学生态学是近20年来才出现的一门新兴 学科。它是由化学家启动,与生物学家协同发 展起来的。对化学生态学的规范化定义或研究 则由法国有机化学家Darbier(1976)的《化学生 态学导论》一书中形成,他认为化学生态学是 “研究活着的生物间,或生物世界与矿物世界 之间化学联系的科学"。