植物次生代謝物質對昆蟲的作用

植物次生代謝物質對昆蟲的作用［摘要］:次生代謝物質就是植物在長期進化過程中適應生態(tài)環(huán)境的結果，是植物自身防御機制的表現(xiàn)（Zobayed等，2005），也是植物自身用于減少昆蟲、微生物或自然危害的物質基礎。這也是植物次生代謝物最原始、最重要的功能。其中，利用植物次生代謝物質防治病蟲害是近年來的熱點。本文主要論述植物此生代謝物質與昆蟲間的相互作用以及病蟲害防御現(xiàn)狀?！娟P鍵詞】：次生代謝物質防御機制昆蟲植物次生代謝物質的概念及種類特定條件下，一些重要觸及代謝產(chǎn)物，如乙酰輔酶A、丙二酸單酰輔酶A、莽草酸及一些氨基酸等，作為原料或前體，進一步經(jīng)歷不同代謝過程（即次級代謝）所產(chǎn)生的萜類、酚類、生物堿等化合物，即次級代謝產(chǎn)物。一些萜類物質影響植物的生長發(fā)育，還有一些植物的萜類有毒，可防止哺乳動物的吞食。酚類中的類黃酮類和黃酮醇類不只存在于花器官，也存在綠葉中，吸收在外線B使植物細胞免受傷害異黃酮類還具有殺蟲及抑制病原微生物生長作用。生物堿具有著很大的藥用價值。等等。利用植物次生代謝物質從事病蟲害防止具有重要的應用價值。植物次生代謝物質對昆蟲的作用2.1植物次生物質對昆蟲的防御功能2.1.1對昆蟲的趨避和阻止昆蟲產(chǎn)卵植物本身雖然不能移動，但它可以通過產(chǎn)生一些揮發(fā)性次生物質，引起昆蟲的負趨向運動和無定向移動，從而可避免或抵御昆蟲取食。比如胡椒樹葉揮發(fā)物對家蠅有驅避和阻礙取食作用。另外，在昆蟲個尋找寄主植物過程中，植物揮發(fā)性次生物質可作為誘導植食性昆蟲尋找食物、產(chǎn)卵場所的信號物質。2.1.2阻止昆蟲取食次生物質中的生物堿，類黃酮和萜內(nèi)酯等可以對昆蟲取食其抑制作用。例如一些茄科植物體內(nèi)含有的澎體生物堿起到抵制馬鈴薯葉甲蟲取食。2.1.3抑制昆蟲的生長發(fā)育植物次生物質抑制昆蟲的生長、生殖及存活。植物的一些次生物質可以通過降低營養(yǎng)來減少昆蟲的取食。另外昆蟲的生長發(fā)育、變態(tài)和生殖的化學調(diào)節(jié)是通過比較復雜的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)來完成的，調(diào)節(jié)昆蟲胚后形態(tài)發(fā)生的保幼激素和調(diào)節(jié)脫皮素以及它們的拮抗物質均存在于植物中。例如人們從多種裸子植物中分離出的昆蟲蛻皮素活性物質,以及從北美冷杉中分理處的昆蟲保幼激素活性物質，這些物質會影響昆蟲的正常變態(tài)發(fā)育過程,導致不育甚至死亡。2.1.4對昆蟲的毒殺作用生物堿，除蟲菊醋類，魚藤酮類等含氮次生物質多能引起昆蟲中毒，這種中毒包括，神經(jīng)毒殺作用：昆蟲取食含有對神經(jīng)代謝有毒性的植物次生物質，昆蟲就會表現(xiàn)興奮、痙攣，最后死亡。煙堿類植物次生物質通過對昆蟲的突觸傳導抑制，阻斷受體通道電流的影響來達到擊斃昆蟲的目的。（2）哦、破壞呼吸系統(tǒng)：呼吸代謝是昆蟲利用營養(yǎng)物質，產(chǎn)生能量以維持生命活動和繁衍種群的生理生化過程，其代謝過程涉及到一系列色素細胞核酶類物質。比如魚藤所含魚藤酮是一種典型的呼吸毒劑。（3）破壞消化系統(tǒng)。植物高大的多年生植物在化學防御上發(fā)展了大量的以碳元素為基礎的次生物質，是昆蟲消化率降低，消化時間延長從而達到自身保護，而短生植物在生長過程中作為昆蟲食物的時間較短，主要依賴高毒性的次生物質來對付蟲害。2.1.5對昆蟲解毒物質的破壞谷胱甘肽S-轉移酶是催化還原性谷胱甘肽與具有勤電子集團的化合物進行軛合反應的一類酶。廣泛存在自然界中，在脊椎動物、哺乳動物和植物對異源物質的解毒代謝中其重要作用。在昆蟲對殺蟲劑、植物的次生物質的解毒作用中也起著重要的作用。單寧酸對谷胱甘肽S-轉移酶有著破壞作用。例如植物次生物質單寧酸對棉鈴蟲的谷胱甘肽s-轉移酶的誘導作用具有明顯劑量效應。低劑量的單寧酸表現(xiàn)明顯的誘導作用，高劑量的則表現(xiàn)抑制作用。低劑量短時間的處理，谷胱甘肽s-轉移酶出現(xiàn)誘導增加可能是昆蟲的應急性適應，隨著時間和劑量的增加，反而抑制了美德活性，次生物質的適應性也下降。植物次生物質對昆蟲信息素的作用植物次生物質對昆蟲信息素的作用主要包括影響昆蟲信息素的產(chǎn)生、釋放以及昆蟲對信息素的反應等。例如一些昆蟲利用植物次生物質作為合成信息素來源或前體，一些寄主植物的揮發(fā)物可以誘導昆蟲產(chǎn)生或釋放信息素，還有些次生物質影響昆蟲對信息素的反應，起到增效或抑制作用。3.1.1對昆蟲性信息素的作用植物次生物質對昆蟲信息素作用的主要表現(xiàn)為增強昆蟲對性信息素的反應。這些性信息素大部分是雌蟲釋放的，也有性信息素是雄蟲釋放的，如粉紋夜蛾。將植物揮發(fā)物質加入到性信息素中進行誘捕時不但能增加對雄蟲的引誘作用，也能增加對雌蟲的引誘用。3.1.2對昆蟲聚集信息素的影響植物次生物質對昆蟲聚集信息素的作用效果隨使用濃度不同而有所不同，在植物揮發(fā)物質濃度較低的情況下，一般起到增效作用，但濃度超過一定程度就產(chǎn)生抑制作用?這與昆蟲聚集信息素本身的作用特點有關系。如小麥的花、葉可以引誘棉鈴蟲，是因為其含有揮發(fā)性的次生物質。3.1.3對昆蟲天敵的引誘作用在受到蟲害攻擊后，植物體內(nèi)的揮發(fā)性次生物質增加，此種物質對捕食性昆蟲有引誘作用，來捕食目前的食草昆蟲，從而減少對自身的侵害，即達到防御目的,也不破壞生態(tài)平衡。次生物質在生物(植物、害蟲、天敵)的協(xié)同進化中具有化學指紋圖譜的作用。作為昆蟲取食和各種活動的場所，植物在三級營養(yǎng)層次的相互關系中起到核心的作用。3.1.4植物間的化學通訊作用一些植物體內(nèi)揮發(fā)性的滑雪通訊物質是茉莉酸及其甲酯的衍生物。植物通過其進行的化學通訊，有些植物受到昆蟲侵食時,它們會立即釋放出揮發(fā)性的化學物質通知其他同種植物，這些植物接受信號后，迅速在體內(nèi)產(chǎn)生抗蟲害的化學物質以抵御害蟲的侵食(如紅榿木、柳樹、白楊和糖楓)。這種作用不僅可以發(fā)生在同種內(nèi)，不同植物種間也可發(fā)生。3.1.5應用前景利用植物次生物質對信息素的影響可以將其應用于害蟲防治，如通過次生物質對信息素的增效或抑制作用?在生產(chǎn)上可以用來提高信息素的使用效率或降低信息素的使用成本，特別是對于部分只能引誘雄蟲的信息素，加入植物揮發(fā)物后還可以增加對雌蟲的引誘，這對防治害蟲就具有更為重要的意義。除此之外，寄主植物揮發(fā)物對天敵也具有引誘作用，利用植物揮發(fā)物對天敵的引誘作用增強天敵對害蟲的防治。再者，利用部分植物次生物質對有聚集習性昆蟲的趨避作用，可以用于保護名貴樹種等。但具體的用法用量因品種而異。4、昆蟲與植物次生物質的協(xié)同進化4.1昆蟲對植物次生物質的抗性和忍受能力植物中的次生物質隨著食物進入昆蟲體內(nèi)使其成為所謂異生素，它們多數(shù)干擾昆蟲機體代謝，顯示不同程度的毒性，以植物為食的昆蟲必須能適應這些成分，并發(fā)展一定的解毒機制使本身免于受害，或者改變和利用它們以達到自身在生態(tài)上的目的。昆蟲有兩種解毒機制:①充分調(diào)動體內(nèi)各種酶類物