昆虫化学生态学资料

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"。