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植物次生化合物在害虫防治中的作用

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仲恺农业技术学院学报,18(2):65～71,2005

JournalofZhongkaiUniversityofAgricultureandTechnology文章编号:1006-0774(2005)02-0065-07

　收稿日期:2004-10-11

基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(G200001609);农业部农业结构调整重大技术研究专项资助项目(2002-01-05A).

作者简介:董红霞(1977-),女,山东德州人,在读硕士研究生.3通讯作者:E-mail:LingbingLB@163.com.

植物次生化合物在害虫防治中的作用董红霞,王敬淑,刘光华,凌　冰3(华南农业大学昆虫生态研究室,广东广州510642)

摘要:在化学生态学领域,植物次生化合物的研究一直是十分活跃的.在植物与昆虫的关系中,植物次生化合物起着重要的作用.文章对植物次生化合物与植食性昆虫的关系、植物次生化合物在害虫防治中的作用、植物次生化合物在害虫防治中的研究方法以及不同作用的评价指标进行了综述,并对植物次生化合物在害虫防治中的主要应用进行了讨论.

关键词:植物次生化合物;杀虫剂;害虫防治中图分类号:Q946.8;S43 文献标识码:A

TherolesofplantsecondarymetabolitesininsectpestcontrolDONGHong2xia,WANGJing2shu,LIUGuang2hua,LINGBing3(LaboratoryofInsectEcology,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)

Abstract:Therolesofplantsecondarymetabolitesininsectpestcontrolwerereviewed.Therelationshipbe2tweeninsectsherbivorousandplantsecondarymetaboliteswasintroduced.Theevaluationmethodandindex,theefficancyofplantsecondarymetabolitesininsectpestcontrolwerealsodiscussed.Keywords:plantsecondarymetabolite;pesticide;pestcontrol

几乎没有一种植物能够避免昆虫的取食为害,同时也没有一种植物能被所有植食性昆虫取食为害[1].

后一种情况反映了任何植物对于昆虫的侵害总有一种防御机制使昆虫无法突破.在植物对昆虫的防御机制中,最重要的是化学因素,其次是形态结构[1].在植物与昆虫的长期进化过程中,植物为避免植食性昆虫的

为害,形成或诱导产生本身特有的次生化合物,对大多数昆虫起着化学防御作用.这些植物次生化合物又可称为植物次生代谢物质或植物次生物质.

植物对昆虫化学防御的类型主要有:①产生能引起昆虫忌避或抑制昆虫取食的物质,使觅食昆虫避开、离去或者阻碍正在取食的昆虫继续取食;②产生阻碍昆虫对食物进行消化和利用的化学物质;③产生某些物质使昆虫中毒死亡,或延迟其生长发育,降低繁殖率,从而使植物本身免于蒙受更大的损害[1];④产生某

些挥发性物质引诱致害昆虫的天敌,这种方式又被称作间接防御[2,3].

植食性昆虫诱导被害植物产生的挥发性次生物质(Herbivore2inducedvolatiles,HIV)的许多成分能直接作用于致害昆虫,如柠烯、蒎烯、香叶烯等对有些昆虫可起忌避或抗生作用,法尼烯有保幼激素活性等.关于植物次生化合物对昆虫不同作用的研究,为害虫综合防治提供了依据.

1　植物次生化合物对植食性昆虫的作用根据植物对昆虫的化学防御类型,植物次生化合物对植食性昆虫的作用可分为引诱、驱避、毒杀和拒食作用.

111　引诱作用有些植物次生化合物对昆虫取食有引诱和刺激作用,或对昆虫产卵有刺激作用[4],如十字花科植物中

含有的葡糖硫苷和烯丙异硫氰酸对菜粉蝶(PierisrapaeL.)的取食有引诱作用和产卵刺激作用[5];甘蓝蚜

(Brevicorynebrassicae)对植物体内的葡糖硫苷和各种氨基酸平衡有反应,引导其在合适的叶片上取食;柑桔凤

蝶(PapilioxuthusL.)、美凤蝶(P.memnonL.)、玉带凤蝶(P.polytesL.)等与马兜铃(Aristolochiasspp.)组织内的马蔸铃酸有密切的联系.成虫依赖于这些化合物找到寄主,选择幼嫩的叶片产卵,这些化合物对幼虫取食起引诱作用和刺激取食作用.另外,有些植物在受到昆虫取食为害后产生的一些挥发性次生化合物对害虫天敌具有强烈的引诱作用.例如Potting等[6]发现受玉米螟(Chilopartellus)幼虫为害的玉米植株上,受伤害的叶片能产生对螟黄足绒茧蜂(Cotesiaflavipes)

有引诱作用的挥发性物质.现在认为,植物被昆虫侵害后,不

仅其受伤部位产生HIV,没有被侵害的叶片也产生这样的物质,也能引诱害虫的天敌[7,8].

茉莉花(Cestrumnoctumum)所产生的挥发性化合物对斜纹夜蛾(Spodopteralitura(F.))

有明显的引诱作

用,而且斜纹夜蛾夜晚的取食时间与茉莉花产生香味的时间一致,茉莉花对斜纹夜蛾起取食引诱作用的主要成分是苯乙醛[9].从日本女贞(Ligustrumjaponicum)

中分离出的苯乙醛222苯乙醇262甲基252庚烯222酮、醋酸

苯甲酯、苯甲醛能明显地刺激诱导菜粉蝶产生伸出喙的取食行为,在田间和风洞试验中也表现出对成虫行为的剌激作用,这是典型的取食引诱作用[10].胡萝卜花对1～2日龄棉铃虫(Heliothisarmigera)

成虫有引诱活

性,表明胡萝卜花的气味对棉铃虫有取食引诱作用[11].

112　驱避作用植物中含有昆虫所不喜欢或讨厌的某些次生化合物,对植物来说是它们的保护剂,有防御取食者的作用.许多不同的次生物质,如萜类、生物碱和黄酮类都有对昆虫产卵和取食的驱避作用.

植物对昆虫的防御机制中最重要的是化学因素,植物的化学防御与昆虫的适应生理过程很复杂,如马兜铃组织内的马蔸铃酸对大多数生物有毒性,起着忌避、拒食和致毒作用[12].金裳凤蝶(Troidesaeacus(

Felder

etFelder))成虫选择马兜铃的叶片产卵,幼虫取食叶片,其体内储存的马蔸铃酸(硝基菲类化合物)可于蛹及成虫体内继续储存,对其他生物的侵害具有防御作用.柑桔(Citrusspp.)的组织内含有柠烯等一系列特有的化学物质,这些化学物质对大多数生物的侵害起着防御作用.柑桔凤蝶、美凤蝶、玉带凤蝶等的取食与这些化合物有密切的联系,它们取食叶片组织的同时,也使这些化合物进入食道,并被吸收到血液之中.这些化合物对于凤蝶幼虫并不是必需的营养需求,当凤蝶幼虫遇到敌害时,可将翻缩腺翻出体外,排出这些挥发性的化合物,对敌害起着警戒作用.

我国早在古代就开始利用植物散发的气味来驱除住宅内的害虫.其中研究得较多的是植物气味的驱蚊作用.现在已经证明具有驱蚊作用的植物有香茅(Cymbopogoncitrates)、雪松(Cedrnudeodara)、松树(Pinus

spp.)、柏树(CupressusFunebrisEndl.)、桉树(Eucalyptusspp.)、肉桂(CinamomumcassiaPresl)、百里香(Thymus

mongolicusRonn.)、夜来香(Telosmacordatum(Burm.F.)Merr.)、罗勒(OcimumbasilicumL.)、薄荷(Menthahap2localyxBriq.)、天竺葵(PelargoniumhortorumBailcy.)、多香果(Pimentadioica)、大蒜(Alliumstativum)等.最近

从具有驱蚊作用的植物柠檬香草(Cymbopogoncitrates)中鉴定出两种具有驱蚊活性的组分[13]:香叶醛和橙花

醛,对淡色库蚊(Culexpipienspallens)和伊蚊(Aedesalbopictus)等有驱避作用

.

大量事实说明,植物次生化合物对大多数植食性昆虫起防御作用,能适应其中一个植物分类单元(科、属、种)的次生化合物的只是昆虫中的极少数种.在数十万种植食性昆虫中,每种仅能取食30余万种植物中的极少数,在不被取食的植物中,化学防御物质起着重要的作用.

113　毒杀作用植物次生化合物对昆虫的毒杀作用也即对昆虫的抗生作用或致死作用.这方面的研究比较多,有些植物次生化合物已经制成产品生产销售.植物次生化合物对昆虫的毒杀作用,常被用作植物性杀虫剂防治害虫.如烟碱对昆虫有神经毒性常被用作杀虫剂;禾本科杂草母麦(Loliumtemulentum)

和芦竹属植物芦竹

(Arundodonax)穗状花提取物中的芦竹碱对玉米蚜(RhopalosiphummaidisFitch)有胃毒作用[14];印楝

(Azadirachtaindica)中的抽提物或印楝素对烟青虫(Chlorideaassulta)、禾草螟(Chilopartellus)和三叶草斑潜蝇

66 仲恺农业技术学院学报第18卷

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病虫害防治中的生物防治技术

病虫害防治中的生物防治技术

病虫害防治中的生物防治技术摘要病虫害防治是农业生产中至关重要的环节，对于确保农作物的健康生长和农民的经济利益具有重要意义。

生物防治技术作为一种环保、可持续的防治方法，备受关注。

本文详细介绍了生物防治技术的概念、分类、作用机理以及应用实例，并对生物防治技术的优势和挑战进行了分析。

一、引言病虫害防治是农业生产中至关重要的环节，对于确保农作物的健康生长和农民的经济利益具有重要意义。

传统的化学防治方法虽然在一定程度上能够抑制病虫害的发生，但长期使用会导致环境污染、病虫害抗药性增强等问题。

因此，寻求一种环保、可持续的防治方法成为当务之急。

生物防治技术作为一种有效的防治手段，具有广阔的应用前景。

二、生物防治技术概述1.概念生物防治是指利用生物物种间的相互关系，以一种或一类生物抑制另一种或另一类生物的方法。

生物防治技术主要包括以虫治虫、以菌治虫、以菌治病、以鸟治虫等。

2.分类（1）天敌生物防治：利用害虫的天敌，如寄生蜂、捕食性昆虫等，对害虫进行控制。

（2）微生物防治：利用微生物菌剂，如苏云金杆菌、白僵菌等，对病虫害进行防治。

（3）植物源生物防治：利用植物提取物或植物源农药，对病虫害进行防治。

（4）信息素生物防治：利用昆虫信息素，如性信息素、聚集信息素等，对害虫进行诱杀或干扰。

三、生物防治技术作用机理1.天敌生物防治作用机理天敌生物防治主要利用害虫的天敌对害虫进行捕食或寄生，从而降低害虫的种群密度。

捕食性天敌通过捕食害虫，直接减少害虫数量；寄生性天敌则通过寄生在害虫体内或体外，影响害虫的生长发育和繁殖，从而达到控制害虫的目的。

2.微生物防治作用机理微生物防治利用微生物菌剂对病虫害进行防治。

微生物菌剂中的活性成分，如苏云金杆菌产生的毒素，可以干扰害虫的生理代谢，导致害虫死亡。

此外，微生物菌剂中的拮抗菌可以通过竞争排斥、产生抗生素等机制，抑制病原菌的生长和繁殖。

3.植物源生物防治作用机理植物源生物防治利用植物提取物或植物源农药对病虫害进行防治。

植物次生代谢物的研究进展

植物次生代谢物的研究进展

植物次生代谢物的研究进展植物次生代谢物的种类、合成途径及应用研究进展摘要：植物次生代谢是植物在长期进化过程中与环境相互作用的结果。

由初生代谢派生。

萜类、生物碱类、苯丙烷类为植物次生代谢物的主要类型，其代谢途径多以代谢频道形式存在，具有种属、生长发育期等特异性。

本文综述了植物次生代谢物的主要类型、合成途径及应用价值，同时对合理开发植物次生代谢资源做了展望。

关键词：次生代谢;生理功能 ; 应用进展The Type,Biosynthesis and Application Progress of theSecondary metabolism in PlantsAbstract: Plant secondary metabolism result from the process that plant is of long-term evolution and the environment interaction,Derived from primary metabolism.T erpenoids, alkaloids, benzene propane classes are the main kind of plant secondary metabolites.Its metabolic pathway mainly depend on metabolic channels and has the specificity of such as species, growth development period.Main types of plant secondary metabolites is reviewed in this paper, the synthesis methods and application value, at the same time of plant secondary metabolism resources reasonable development were discussed.Keywords: secondary metabolism ; physiological functions ; application progress0 前言植物次生代谢(secondary metabolism)的概念最早于1991年由Kossel明确提出，是由初生代谢(primary metabolite)派生的一类特殊代谢所产生的物质。

昆虫滞育及其调控课件

昆虫滞育及其调控课件

影响前胸腺的发育和蜕皮激素的合成，进而调控滞育。
保幼激素
与促前胸腺激素相互作用，调节昆虫的滞育状态。
细胞和分子水平的变化
01
02
03
细胞周期停滞
滞育昆虫的细胞周期停滞 在G2期，导致细胞增殖受 阻。
基因表达变化
滞育昆虫的基因表达谱发 生变化，涉及能量代谢、 信号转导和细胞周期调控 等基因。
蛋白质合成与降解
光周期调控 光周期对昆虫滞育的影响非常显著，通过调整光周期可以 诱导昆虫进入或退出滞育状态。
生物调控
天敌调控
天敌对昆虫滞育的调控作用非常 显著。一些捕食性天敌可以通过 捕食作用控制昆虫的数量，从而
影响昆虫的滞育状态。
寄生性天敌
寄生性天敌可以通过寄生作用控制 昆虫的数量，从而影响昆虫的滞育 状态。
竞争与互利调控
滞育昆虫的蛋白质合成与 降解平衡发生变化，导致 滞育状态下的代谢稳态维 持。
滞育与基因表达的关系
基因表达谱差异
滞育昆虫与非滞育昆虫的 基因表达谱存在显著差异， 涉及多种基因家族的成员。
转录因子
转录因子在滞育调控中发 挥重要作用，如叉头框、 亮氨酸拉链等。
信号转导途径
多种信号转导途径参与滞 育调控，源自MAPK、 JAK/STAT等。调节种群数量
滞育也有助于调节昆虫种群数量。 在资源有限或环境条件不利时， 部分昆虫进入滞育状态以减少对 资源的竞争，从而维持种群数量 稳定。
PART 02
昆虫滞育的生理机制
神经内分泌调节
下丘脑-垂体-卵巢轴
在昆虫滞育过程中，下丘脑分泌的神经激素通过调节垂体和卵巢 的激素分泌来控制滞育。
促前胸腺激素
昆虫与昆虫之间的竞争和互利关系 也会影响昆虫的滞育状态。例如， 一些昆虫会利用其他昆虫的分泌物 来调节自己的滞育状态。
农作物病虫害的抗性机制与利用

农作物病虫害的抗性机制与利用

农作物病虫害的抗性机制与利用随着人口的增长和食品需求的增加，农作物病虫害对农业产量的威胁也日益严重。

为了保障粮食安全和提高农产品的质量，研究农作物病虫害的抗性机制及其利用成为了当今农业科研的热点之一。

本文将重点讨论农作物病虫害的抗性机制以及如何利用这些机制来有效地控制病虫害。

一、农作物抗性机制的研究农作物抗性机制是农作物对病虫害的防御反应，主要包括物理防御、化学防御和生物防御三个方面。

1.物理防御物理防御是指农作物通过外部结构或形态特征对病虫害的侵害进行阻止的机制。

例如，作物通过具有较厚的表皮或刺毛等外部结构来防御昆虫的吸食和病原菌的感染。

此外，一些农作物还具有具有闭口或收缩的生理机能，使得害虫无法进入到植体内部。

2.化学防御农作物的化学防御机制主要是通过合成和释放具有抗菌、杀虫活性的物质来对抗病原菌和害虫。

科学家们发现，一些农作物可以合成一些具有抗菌活性的化合物，如植物酚类、次生代谢产物等，通过这些物质的释放，能够抵御病原菌的感染。

此外，通过各种信号通路的调控，农作物还能合成一些具有杀虫活性的物质，如杀虫素等，有针对性地对抗害虫的侵害。

3.生物防御生物防御是指农作物通过与其他生物相互作用来对抗病虫害的机制。

农作物与一些毒性对昆虫或病原菌有害的微生物，如真菌、细菌等进行共生关系，通过共生的方式来抵御病虫害的侵害。

此外，农作物还能通过诱导植物抵御性和调控植物的免疫系统等方式来增强其对抗病虫害的能力。

二、利用农作物抗性机制的方法农作物病虫害的抗性机制为我们提供了一系列有效的防治方法，下面介绍几个常见的利用抗性机制的方法。

1.遗传改良通过遗传改良，可以将抗虫或抗病基因导入到普通农作物中，从而增加农作物抵御病虫害的能力。

例如，通过转基因技术，可以导入产生抗虫蛋白的基因到作物中，这样就可以使得作物对特定害虫具有抗性。

2.培育优良品种培育优良品种是通过选择与培育出具有抗性的农作物品种来对抗病虫害。

通过筛选和配种等方法，可以获得具有良好抗虫或抗病性的新品种。