植物源引誘劑的應(yīng)用技術(shù)之二課件

植物源害蟲引誘劑的應(yīng)用李為爭，，wei-一、氣味分子的“嗅感”與相互作用

（《食品風味化學(xué)》/丁耐克，李亦兵，1996）醚臭：彎棒狀分子，厚0.5nm樟腦味：剛性球或卵形分子，直徑0.75nm動物香：圓盤狀，直徑0.9nm花香：蝌蚪形，0.9nm，0.4nm薄荷：契形，邊緣強電負性氫鍵腐敗臭：分子帶不同電荷（三甲氨、吡啶、吡咯、腐肉氨、尸氨）果香味：短鏈酯小分子氣味來自官能團，大分子氣味取決于分子整體構(gòu)型3氣味環(huán)渡（《調(diào)香術(shù)》/林祥云）提示：調(diào)香技術(shù)的兩個“康莊大道”：一、陳化；二；黃金分割。三、化學(xué)指紋圖理論化學(xué)指紋圖理論（Visser，1986）：植物在不同生長發(fā)育期會由次生代謝途徑產(chǎn)生具有種或品系特性的氣味，帶有遺傳穩(wěn)定性。昆蟲識別植物依賴于這些植物氣味的化學(xué)指紋圖，可分為一般性氣味（如綠葉氣味）和特異性氣味（如十字花科異硫氰酸酯類）我對化學(xué)指紋圖理論的質(zhì)疑距離植物遠近不同，混合氣體各組分的相對比例也不同，包括SPME在內(nèi)的一切富集手段都不可能得到“純天然的成分”。在密閉空間，混合物形成以點氣味源為中心的同心球狀氣團。oC1C2蛾類趨向過程中，不同距離利用的主要信息不同

(李為爭，2010年亞太化學(xué)生態(tài)會議報告，上海)距離Flightto……O2、N2等雜醇油綠葉氣味芳香族和單萜長鏈脂肪族、倍半萜呈味物質(zhì)Plantsecondarycompounds四、昆蟲對氣味的感受機理1、嗅覺與味覺感受器2、信息分子－受體鑲嵌論3、觸角摩擦帶電4、氣味結(jié)合蛋白5、氣味受體6、神經(jīng)元及神經(jīng)編碼7、記憶的形成昆蟲腦可能的工作機制-記憶和再認的形成LobeaLobeb事件A事件B時空關(guān)聯(lián)大腦次級神經(jīng)元鏈接橋形成了！提示一：只有反饋式神經(jīng)元才能形成記憶！而匯聚式和發(fā)散式的不行；提示二：時間和空間尺度可能與腦中相應(yīng)神經(jīng)元的連接強度成正比；提示三：除了時間和空間，其他如電流、亮度、顏色等信息會經(jīng)過CNS重新計算，感覺量和知覺量并不一致；提示四：神經(jīng)元電脈沖遵循二進制的“全或無法則”。棉鈴蟲蛾對花香氣味學(xué)習經(jīng)歷的研究性別處理方式處理物質(zhì)選擇苯乙醛選擇乙酸芐酯雌蟲條件化苯乙醛146雄蟲暴露苯乙醛812雄蟲無經(jīng)歷-812雄蟲條件化苯乙醛137雄蟲條件化乙酸苯甲酯1010雌蟲條件化乙酸苯甲酯614雌蟲暴露苯乙醛1010雄蟲暴露乙酸苯甲酯713雌蟲暴露乙酸苯甲酯812雌蟲無經(jīng)歷-911聯(lián)系性學(xué)習行為研究的結(jié)論蛾類對花香氣味的偏好性是由于這些氣味總是伴隨著單糖和低聚糖的出現(xiàn)，通過信息關(guān)聯(lián)學(xué)習行為逐步強化，并具有可塑性；只有與糖水等報酬關(guān)聯(lián)起來的氣味信息，才能逐漸形成條件反射（懲罰性刺激關(guān)聯(lián)起來呢？）；野外條件下蛾從羽化之日起就一直處于某種背景氣味之下，處于不斷的學(xué)習中，兩類蛾偏好性的差異可能導(dǎo)致許多實驗室測定結(jié)果在野外并不有效。五、引誘劑的應(yīng)用原理與前景時間空間卵幼蟲蛹成蟲子系統(tǒng)超系統(tǒng)卵陰動陽靜陰靜陽動提問：昆蟲綱的基本特征昆蟲的基本生命需求：取食、求偶、產(chǎn)卵系統(tǒng)進化注意：成蟲會飛是構(gòu)建氣味場進行自動化防治的基礎(chǔ)！提示一：場是技術(shù)系統(tǒng)進化的最高級層次；提示二：昆蟲是無脊椎動物唯一成蟲會飛行的；提示三：昆蟲是可以被欺騙的（信息濾過作用）！“存其形，完其勢，友不疑，敵不動。巽xùn而止蠱?！报D―《三十六計-金蟬脫殼》

鱗翅目自從白堊紀晚期就開始為顯花植物授粉如此長的地質(zhì)年代已經(jīng)形成了固定的通訊關(guān)系，還會產(chǎn)生抗性嗎？一個人即使再挑食厭食，也不可避免要吃小麥、水稻！研究實例：黑楊Populusnigra

‘Italica’疑難問題黑楊是風媒花，不能為夜蛾成蟲提供花蜜；楊樹的葉片從來未見棉鈴蟲幼蟲取食；只有萎蔫的帶葉楊樹枝把能夠誘蛾。棉鈴蟲的產(chǎn)卵寄主：棉花、玉米、小麥、豌豆、加拿大蓬、倉耳、（煙草、番茄）棉鈴蟲的蜜源寄主：大蔥、洋蔥、胡蘿卜、芹菜、向日葵、茼蒿<棉鈴蟲預(yù)測預(yù)報與綜合治理>/王厚振華堯楠牟吉元2、“楊素”論（或影響取食假說）楊素水解產(chǎn)生楊酸和單糖（王厚振，1998）；水楊醇、苯醛、和單糖（陸永躍，2001）。反面證據(jù)：田間試驗發(fā)現(xiàn)，楊素配糖體的引誘量只有天然楊枝把的11％－17％。水楊苷（<簡明植物生物化學(xué)>/李雄彪,張金忠）3、影響求偶肖春和杜家緯（中科院上海昆蟲所）：采用“EAG＋風洞”試驗發(fā)現(xiàn)，楓楊的氣味只能誘集處女雌蛾，推測與求偶活動有關(guān)!付新華（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)）：加拿大楊葉片氣味與信息素混用能夠增效！楊樹葉片的氣味刺激性信息素釋放，并作為交尾場所。求偶假說證據(jù)二：夜蛾味刷釋放雄性信息素多是花香成分，同樣來自糖苷水解！東方粘蟲和披肩粘蟲雄性信息素各為苯乙醇和苯甲醛，以苯乙基-β-糖苷和芐基-β-糖苷貯于腺體。釋放時糖苷經(jīng)特殊管道和水解酶、β-糖苷酶混合，分解為信息素和己糖。（《昆蟲生物化學(xué)》/王蔭長）對求偶假說的質(zhì)疑反例一：楊葉萎蔫氣味混入性信息素誘芯，能夠強烈抑制后者的活性（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)）；反例二：肖春的風洞試驗在黃昏時進行，但取食、求偶、交尾、產(chǎn)卵等生命行為發(fā)生于不同的時辰！反例三：吊飛磨測試表明，已交配雌蟲飛行能力下降為處女雌蟲的1/20。棉鈴蟲夜間飛行行為節(jié)律孟祥令（1962）：18：00－21：00：取食1：00－6：00：交尾黎明前：產(chǎn)卵、隱藏苗春生（芹菜）：20：00－21：00（42.3％）：取食1：00－2：00（40.4％）：交尾4：00－5：00（17.3％）：再取食陸永躍（楓楊）：22：00－24：00：趨近但又飛走4：00－6：00：90％是后半夜誘的。馬繼盛：制造出配方再討論“機理”問題黑楊葉片的揮發(fā)物成分非常復(fù)雜，哪一種是有效的呢？或者哪幾種必須摻合在一起才是有效的？難道要將所有的化合物全部購買回來？每種成分要做劑量反應(yīng)測試，再混配測試，試驗次數(shù)和代價簡直就是天文數(shù)字！中國科學(xué)院動物研究所張鐘寧組放棄了！中國科學(xué)院上海昆蟲研究所杜家緯、肖春放棄了！澳大利亞Gregg等放棄了！實驗內(nèi)容之一：黑楊萎蔫葉片誘蟲活性成分篩選1、GC-MS（氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用）化學(xué)分析2、EAG（觸角電位）測定3、大田誘捕5、單獨放置的棉鈴蟲雄蛾活動節(jié)律觀察6、載體的篩選7、棉鈴蟲與黑楊的真實關(guān)系黑楊萎蔫葉片氣味分析2002年5月19日、6月15日、8月25日采集葉片收集方法：（1）水蒸氣蒸餾：二氯甲烷萃取，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮；（2）氣體吸附法:6月15日采集的葉片，吸附劑為PorapakQ,二氯甲烷洗脫，無水硫酸鈉干燥，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮。GC-MS分析方法HP5890AGC+5972AMS；HP5毛細柱；He為載氣；進樣口與檢測器分別為220℃和280℃；程序升溫：70℃保留2min，以11℃/min升溫至225℃，225℃保留10min，進樣量2μl。二氯甲烷萃取物分析從有機化學(xué)角度看，可能是芳香族化合物起作用黑楊氣味成分的規(guī)律GC出峰順序按代謝途徑聚為若干峰簇（Peakclusters）;信息化合物需具備“不穩(wěn)定”和“可靠”兩種對立性質(zhì)。Rt∈[5min,30min]；汰除烷烴。棉鈴蟲蛾對萎蔫黑楊葉片揮發(fā)物成分的EAG反應(yīng)提示一：Kaissling液6.4-mmolKCl，20.0mmolKH2PO4，2.0-mmolMgCl2，1.0mmolCaCl2，354mmol蔗糖,12.0mmol

NaCl，9.6mmolKOH，H2O加至1升。提示二：如黑楊氣味主要引誘交配雌蟲，水楊醛和苯甲醛應(yīng)受到足夠重視，而己醇和己醛可能是在非大田背景下蛾對綠色植物的期望所致。石蠟油瓊脂芳香族初探載體的篩選我試驗過各種材料，如球鞋底（多直觀的氣味吸附劑?。?、衛(wèi)生筷（從這里釋放，還回到這里去怎樣？）、凡士林（清涼油的載體）、脫脂棉（同衛(wèi)生筷的依據(jù)）、石蠟油（風油精的溶劑）、大豆油（上海昆蟲所提供的信息）、羊毛脂（大寶SODmilk）等。室內(nèi)固體芳香劑用瓊脂作載體，能否在昆蟲的引誘劑上應(yīng)用呢？后來發(fā)現(xiàn)，瓊脂膠有一些奇妙的性質(zhì)。多糖凝膠的奇妙結(jié)構(gòu)提示一：瓊脂凝膠含水量越大，氣味揮發(fā)物揮發(fā)速度反而越慢；提示二：瓊脂凝固過程中可等比例收縮直到完全干燥；提示三：沒有這種載體的發(fā)現(xiàn)，夜蛾對花的種類的偏好性無從談起。許多花的開放期與棉鈴蟲成蟲的4個飛行季節(jié)不重疊；另外即使重疊，各種花在自然生態(tài)系統(tǒng)中的豐度是不同的，如胡蘿卜、芹菜、大蔥這些人工栽培的蔬菜。結(jié)論楊樹枝把模擬了夜蛾取食的花香成分，肯定了“取食論”；楊枝把誘蛾沒有明顯的種、性別、交尾狀態(tài)的特異性（回憶一下，肖春、原國輝的相互矛盾的結(jié)論是否可用陸永躍的節(jié)律觀察來解釋？），但夜蛾卻是鱗翅目中補充營養(yǎng)習性最突出的一類；一個“荒唐”的結(jié)論，應(yīng)研究“昆蟲與試劑的關(guān)系”，而不是昆蟲與“植物”的關(guān)系。遺憾的是，這一點被主流化學(xué)生態(tài)學(xué)者嗤之以鼻。為什么必須是黑楊而不是其他樹葉？夜蛾成蟲只能取食水溶性的單糖和低聚糖，而在自然界單糖主要存在于花的蜜腺中，糖苷水解產(chǎn)生的芳香族化合物便是可靠的“引路人”。植物或靠花瓣釋放，或在木質(zhì)部成苷貯存這些“生理性廢氣”。楊樹屬于后者，因此新鮮葉片不能誘蛾，但萎蔫后的氣味濃度比蜜源植物的高，這是楊樹枝把與“背景蜜源氣味”共存仍能大量誘蛾的保證；蜜源寄主和產(chǎn)卵寄主相分離是楊枝把棉田誘蛾基本原理