昆虫的激素

昆虫的激素昆虫的生长发育、脱皮、变态、滞育、生殖、多型现象等生理过程以及行为反应等，都离不开激素的参与。激素（hormone)分为内激素和外激素两大类，是由机体内的特定腺体分泌的微量物质。内激素的分泌器官（腺体）无导管与体外相通，因此只能分泌于体内，并经血液运送至靶器官，引起并调节内部生理活动。外激素又称信息激素，其分泌器官（腺体）有导管与体外相通，分泌并散布于大气中，经空气传播，引起其它个体（同种或异种）的行为反应。第一节昆虫的内激素脑神经分泌细胞和脑激素前胸腺和蜕皮激素咽侧体和保幼激素心侧体及其激素第九章昆虫的激素1.1昆虫的内分泌器官内激素能活化染色体，调节昆虫体内核酸和蛋白质的合成，影响有关遗传物质的活动，决定遗传基本形状的出现程序。随着人们对激素的结构、作用机理认识的进一步深入，尤其是人工合成类似物的应用，激素将对害虫防治和益虫利用发挥更重要的作用。第一节昆虫的内激素脑神经分泌细胞脑心侧体咽侧体生殖腺前胸腺咽下神经节后胸神经节第1腹神经节末端腹神经节额神经节中枢神经分泌细胞侧神经分泌细胞心侧体脑下神经节咽下神经节咽侧体前胸腺——昆虫的内分泌系统1.1昆虫的内分泌器官第一节昆虫的内激素侧支轴突传运细胞体内合成轴突末梢贮存和释放——神经分泌细胞的结构1.1昆虫的内分泌器官神经细胞中的一类体积较大和有分泌功能的细胞，存在于脑、咽下神经节和其它胸、腹部神经节中，但主要是脑神经分泌细胞。神经分泌细胞大多是单极神经元，具有神经细胞和腺体细胞的双重特征。其主要结构特征是轴突末梢特膨大。1.2昆虫的重要内激素及其作用内激素包括神经激素和腺体激素两类。目前，研究比较多的昆虫内激素有脑激素、蜕皮激素和保幼激素等，并已明确了它们调控昆虫变态的机制。脑激素（BH，brainhormone）又称活化激素和促前胸腺激素（PTTH），是一类神经激素，主要作用是活化前胸腺和咽侧体的分泌活动。蜕皮激素（MH，moltinghormone）也称前胸腺激素，主要作用是激发昆虫的脱皮活动。保幼激素（JH，juvenilehormone）又叫咽侧体激素，主要起保持幼虫状态、抑制蜕皮和变态的作用。第一节昆虫的内激素第一节昆虫的内激素昆虫蜕皮激素和保幼激素的化学结构A.α-蜕皮激素；B.β-蜕皮激素；C.保幼激素OHABCCOOCH3JHⅠ：R1=R=C2H5JHⅡ：R1=R2=C2H5JHⅢ：R1=C2H5JH0：R1=R2=CH3OHOHOHOHOHOHOHOHOHOHR1R2RHHHOOO1.2昆虫的重要内激素及其作用第一节昆虫的内激素——脑激素的活化作用前胸腺咽侧体调控活化蜕皮激素保幼激素分泌活动脑激素1.2昆虫的重要内激素及其作用激素对变态的调节第一节昆虫的内激素脑激素、保幼激素、蜕皮激素的综合作用可以调节控制昆虫的生长发育和变态。在BH的活化作用下：当JH＞MH时：幼虫蜕皮幼虫当JH＜MH时：幼虫脱皮化蛹当JH=0，MH单独作用时：蛹羽化成虫脑神经分泌细胞心侧体咽侧体贮存PTTHPTTH刺激低浓度JH化蛹前胸腺高浓度JH幼虫脱皮蜕皮激素幼虫卵蛹（滞育）低温刺激PTTH成虫1.2昆虫的重要内激素及其作用第一节昆虫的内激素1.3变态激素在害虫防治中的应用脑激素、保幼激素和蜕皮激素又合称昆虫变态激素。目前已模拟合成多种保幼激素和蜕皮激素（昆虫生长调节剂），并用于害虫防治或益虫利用。这类物质能干扰虫体内的激素平衡，破坏其正常生长发育、变态和生殖，且对高等动物毒性小，不污染环境，被称为第3代杀虫剂。昆虫生长调节剂的作用机制是多方面的。保幼激素类似物能抑制组织对蜕皮激素的感受性，阻止变态的发生，或阻碍几丁质的合成，使昆虫不能顺利脱皮而死亡；蜕皮激素类似物则主要促使昆虫不正常早熟（提前脱皮、化蛹、羽化等）。第二节昆虫的信息素第九章昆虫的激素信息激素（message）又叫外激素（pheromone），是由虫体内的特殊腺体分泌到体外，引起同种（种内信息素）间或是异种（种间信息素）其它个体行为反应的化学通信物质，具有刺激和抑制两方面的作用。信息素作为通讯工具或化学语言，主要由信息素的释放、传递和接受3部分组成。信息素的释放通常由外分泌腺体和能使化合物分子传递到周围介质中去的特化器一起组成。传递介质则主要根据昆虫的生活方式不同，可以是空气或水，也可以是相关的其它物体，接受部分为嗅觉器官和味觉器官。2.1昆虫的外分泌腺体昆虫释放信息激素的腺体部位，因种类不同而异，但多位于头部、胸部、腹部、翅以及后足等特定部位。例如，鳞翅目雌虫一般位于腹末生殖孔附近，腺体起源于节间褶膜，通常处于第8、9腹节之间，但各种昆虫的腺体形态结构则不完全相同。蝶类通常由雄虫释放性信息素，一种斑蝶雄性的后腹部生有1对臭腺，与外翻的毛状鳞（气味刷）连在一起，在求爱过程中气味刷展开呈扇形，散布性外激素。鞘翅目昆虫的性信息激素，有的在粪便中，有的在后肠或腹部末端。半翅目昆虫多在后胸腹板。同翅目多在后足胫节上。膜翅目多在腹部前侧边缘，而蜜蜂却由上颚腺分泌。第二节昆虫的信息素第二节昆虫的信息素2.2昆虫信息素的化学组成及作用原理昆虫信息素是带有挥发油性质的化学物质，具有香味或臭味。一般都是多种成分的混合物，有的是顺式或反式异构体组成的混合物，有些是乙酸酯和醇或乙酸酯和醛的混合物，有的是不同双键位置的异构体，有的结构很简单，有的则较为复杂。多数是长链的不饱和醇、乙酸酯或醛类，如蛾类的性外激素。但也有不少是萜类化合物，如标迹外激素和集结外激素。信息素在结构上的微小变化，就会丧失部分甚至全部引诱活性，或者相反。因为立体构型不同，有的改变可增加活性，有的则可降低活性，有的化学成分相同，但因构型的比例不同而成为各种不同虫种的性信息素。信息素特别是性信息素的释放有严格的条件限制，主要取决于成虫性成熟状态、时间和环境条件。许多昆虫从羽化后的整个生命周期都可以产生和释放信息素，有些昆虫则必须达到一定的虫龄，才能达到性成熟，并且在自然死亡前的某个时期就停止了信息素的产生。各种昆虫均按自身固有的生物钟释放性信息素。如4～5天蛾龄的雄性红带卷叶蛾在上午9时的反应最强烈；球果蝇雌性信息素的释放在黑暗后5～6小时开始，9小时后最盛。光、温、气可直接影响性信息素的释放。此外，不同的光周期和温度的变化还可通过改变体内生物钟的作用而间接控制性行为。2.2昆虫信息素的化学组成及作用原理第二节昆虫的信息素第二节昆虫的信息素性信息素（sexpheromone）由某一性别（多为雌性）个体释放，引诱异性前来交尾。如家蚕雌蛾腹部的特殊腺体分泌的蚕蛾醇，能引诱雄蛾前来交配。性抑制信息素（inhibitorypheromone）能抑制后代的卵巢发育。如蜜蜂蜂后的上颚腺长链不饱和有机物（性抑制外激素Ⅰ和Ⅱ），能抑制工蜂的卵巢发育。标迹信息素（trailpheromone）标记踪迹。如蚂蚁、白蚁、蜜蜂等。告警信息素（alarmpheromone）遇敌袭击时，告知同类其它个体警惕或逃生。如蚂蚁、蚜虫等。集结信息素（aggregationpheromone）招引其它个体前来集结。如小蠹虫等很多甲虫和飞蝗等。2.3昆虫信息素的种类昆虫变态激素类似物（生长调节剂）的应用：保幼激素类似物——灭幼脲等。蜕皮激素类似物——抑太保等。昆虫性信息素的应用：作为害虫预测预报的工具直接防治大量诱捕法迷向法与其他防治措施组合（昆虫病毒、原生动物、不育剂）其他信息素的应用：白蚁的踪迹信息素与杀虫剂的混合使用第三节昆虫激素的应用第九章昆虫的激素1.控制昆虫生长发育和变态的主要激素有哪几种？它们分别是由那些内分泌器官分泌的？2.内激素是如何控制昆虫的生长发育和变态的？3.名词解释：激素、信息素、性信息素，集结信息素、踪迹信息素、告警信息素。4.何谓昆虫生长调节剂？何谓仿生农药？它们有何发展前景？本章重点及复习思考题第九章昆虫的激素