昆虫激素

更新时间:2022-08-25 18:28

激素是一些化学信息物质,存在就能引起重大的生理反应,昆虫激素基本上可分为两大类:内激素和外激素。这些化学物质只要少量而调节基本的生命活动。可经体液运至全身各处,对昆虫的生理机能代谢、生长发育、滞育变态生殖等起调节控制作用,已发现有20余种。

简介

可经体液运至全身各处,对昆虫的生理机能、代谢、生长发育、滞育变态生殖等起调节控制作用,已发现有20余种。昆虫的主要内分泌器官包括咽侧体、前胸部腺心侧体生殖腺、脑神经(内)分泌细胞、食管下神经节分泌细胞,各神经节的分泌细胞等。

内外激素分类

激素是一些化学信息物质,存在就能引起重大的生理反应,昆虫激素基本上可分为两大类:内激素和外激素。这些化学物质只要少量而调节基本的生命活动。

内激素或内分泌是由昆虫体内的腺体或组织所产生的化学信息物质,它们被分泌到体液内,借体液流动被带至全身,而对昆虫的生长和发育,起着控制和调节的作用。经过几十年的研究,目前已知对昆虫生长发育起作用的内分泌系统主要包括以下三种器官,即脑中的一群神经分泌细胞,紧位于脑后的小形白色腺体咽侧体,和泣于前胸的前胸腺。当内外环境的变化(温度、光照、食物、生理状态等),被各种感受器接受后,即刺激脑神经分泌细胞,而释放出脑激素。脑激素据目前所知是一些多肽类,它能促使其它内激素的产生,因此是环境和直接影响发育的激素之间的桥梁。

外激素主要是体表的分泌腺体所分泌的醇类或其它化合物,它们具种的特异性,由空气或其它媒介传播,作用于同种的同性或异性个体。接受者经不同感觉器接纳极少量的外激素,就会引起生理反应。因此,内激素是在个体内协调个体的生理和行为活动,而外激素则在种群的个体之间,协调生理和行为的行动。

分泌器官分类

昆虫的内分泌器官分为两大类:①神经分泌细胞,如脑神经分泌细胞;②腺体内分泌器官,如咽侧体。由昆虫内分泌器官所分泌的激素及其作用并不相同,例如脑神经分泌细胞分泌脑激素。脑激素包括好几种激素,其中一种激素能促进前胸腺细胞活动,所以叫做促前胸腺激素。前胸部腺又称蜕皮腺,它所分泌的激素是蜕皮激素(MH),促进昆虫的蜕皮。

化学性质分类

从化学性质上可将昆虫激素分为3大类型:①蛋白质类,包括肽类,如脑激素滞育激素、激脂激素等;②甾醇类,如蜕皮激素;③萜烯烯类,如保幼激素

昆虫激素对某一生理过程起调节作用时,常常由几种激素共同组成内分泌调节系统,例如,脑激素-蜕皮激素-保幼激素调节系统共同控制昆虫的变态过程。

激脂激素 (AKH)  蝗虫在飞翔时分泌调节脂类利用的激素,在飞蝗飞翔开始几分钟内,这种激素能刺激脂肪体释放甘油二酯,故名激脂激素。激脂激素是从飞蝗心侧体腺体瓣(内瓣)细胞释放出来进入体液的。它在脂肪体中促进甘油三酯经过环腺苷酸等的中间机制,生成甘油二酯,甘油二酯再从脂肪体中进入体液。激脂激素又在飞翔肌中起作用,它能抑制碳水化合物的氧化,刺激脂肪酸的氧化,因而使得脂肪体中甘油二酯用作长距离飞翔的能源。激脂激素已分离出两种:

①激脂激素1 十肽,分子量为1158,它的化学结构式如下:

焦谷氨酸-白-天冬酰胺-苯丙-苏-脯-天冬酰胺-色-甘-苏-NH2

②激脂激素2 八肽,结构式如下: 天冬酰胺-苏-丝-谷-甘-白-苯丙-色-NH2

现在已有合成的激脂激素及其类似物。激脂激素已在飞蝗、沙蝗、美洲蜚蠊竹节虫棉红蝽黄粉虫马铃薯甲虫蛱蝶烟草天蛾等昆虫中发现。

滞育激素  滞育是昆虫在进化过程中对环境刺激的一种适应反应。中国饲养的家蚕有多化性、二化性、一化性等许多品种(见化性)。二化性和一化性的蚕蛾产出的卵,在当年夏季或秋季进入滞育状态,到隔年春季再孵化出来。蚕卵之所以发生滞育现象,乃是由于雌蚕蛾的食管下神经节能分泌出一种滞育激素,调节蚕卵的滞育。滞育激素是蛋白质类物质。滞育激素有两个有效成分,即滞育激素A和滞育激素B,分子量分别为3300和2000。滞育激素B氨基酸组分是:赖氨酸组氨酸精氨酸、天冬氨酸、苏氨酸丝氨酸谷氨酸脯氨酸甘氨酸丙氨酸胱氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸酪氨酸苯丙氨酸葡糖胺半乳糖胺等。滞育激素除诱导蚕卵滞育外,还能促进蛹卵巢中海藻糖酶的活动,刺激体液3-羟基犬尿氨酸输入蛹卵巢中,增加卵巢中发育卵的3-羟基犬尿氨酸的积累,结果使滞育卵形成眼色素

鳞翅目古毒蛾(Orgyia antigua)卵的滞育据说也受来自食管下神经节的激素的调节。

后肠灵  美洲蜚蠊体的提取物,能促进肌肉活动,使后肠的纵肌产生缓慢收缩。后来发现这类物质来自心侧体。经过鉴定,确认它是一个5肽:H-精-酪-亮-脯-苏-OH。现已能合成,经层析、电泳、药理鉴定,证明合成的后肠灵与自然界存在的作用相同。现在已从 6个目8种昆虫中找到后肠灵,如家蝇、烟草天蛾、飞蝗等。

利尿激素  已在竹节虫蜚蠊、沙蝗、吸血蝽、棉红蝽、菜粉蝶、幽蚊幼虫、刺刺蝇等昆虫中发现,它能加快已进食昆虫的马尔皮基氏管排泄的速度。该激素是由脑神经分泌细胞、食管下神经节、心侧体、胸神经节、腹神经索等神经节中释放出来的。

鞣化激素  昆虫蜕皮的过程分为3个连续的步骤:旧表皮的裂开和蜕掉;新表皮伸展和膨大;由于表皮骨化和暗化。将伸展开的新表皮硬化而稳定下来。表皮的硬化和暗化率涉到表皮的骨化作用,表皮蛋白质的变化。在色素特别是黑色素的沉积过程中鞣化激素起着关键作用。鞣化激素已在蜚蠊、沙蝗、吸血蝽、黄粉虫麻蝇烟草天蛾丽蝇等昆虫中发现。鞣化激素是由末端腹神经节产生的一种蛋白质。

蜕壳激素  调节昆虫所有的幼虫态、蛹态以及成虫态蜕去旧壳行为的激素。将调节成虫态从蛹壳或末龄幼虫旧壳中羽化出来的调节激素,特别称为羽化激素。昆虫能从它的旧壳中羽化出来,已证明是由体内蜕壳激素促成的。蜕壳激素是从原脑的中部,可能是由脑中枢神经分泌细胞释放出来,输送到心侧体,然后进入体液中。蜕壳激素能调节昆虫的蜕壳行为,也能影响翅表皮的塑化,引起蛹腹节间肌肉“有程序性的细胞死亡”。成虫行为的表达也需要这一激素。蜕壳激素已在蜚蠊、无翅红蝽、中国柞蚕烟草天蛾天蚕蛾等昆虫中发现。蜕壳激素是一种蛋白质,分子量约8000~9000。能耐高温,在100℃30分钟内不丧失活性,储存于-20℃处能长期保留活性。

此外,昆虫激素如围蛹形成因子、表皮塑化因子、似胰岛素激素、似胰高血糖激素、卵巢静态激素、睾丸激素等均有一些报道。

昆虫激素类农药

一种新型农药。由昆虫激素和对昆虫生长发育有调节作用的植物性物质制成,或为人工合成的仿昆虫激素。昆虫激素是由昆虫自身分泌并影响其变态、发育、繁殖或互相传递信息的微量化学物质。当它的分泌受到抑制或增加时,昆虫的发育或正常活动即受阻碍、干扰。在多种昆虫激素中只有一部分可用作农药。其特点是活性高、用量少(一般在1微克以下的剂量即发生作用)、专一性强,且无公害。由于这类药剂与传统杀虫剂毒杀害虫的致死作用不同,故也称作“软杀虫剂”或第3代杀虫剂。主要可分内激素和外激素两大类。

内激素类

70年代后逐步被用作农药。主要包括下列类型。

保幼激素 昆虫在幼虫期咽侧体内(与脑连接)分泌的一种激素。可使昆虫自卵孵化后继续保持在幼虫状态。幼虫经数次蜕皮到最后一龄时,保幼激素停止分泌,才蜕皮化蛹。若在这时用保幼激素处理,可使昆虫化蛹不正常而死亡。昆虫成虫用保幼激素处理,可使其不产卵或产卵后不孵化。人工合成的保幼激素类似物,比天然保幼激素活性高几百倍,现已有不少种类。其中有的对蚊类幼虫、贮粮害虫温室内同翅目害虫有较高的药效。保幼激素也可用于家蚕饲养,使桑蚕摄食后延迟化蛹,从而增加蚕丝的产量。

抗保幼激素 即存在于熊耳草、胜红蓟等植物体内的早熟素,能抑制昆虫咽侧体分泌保幼激素,从而使幼虫早熟、死亡。抗保幼激素对害虫的各龄期都有效,但离实际应用尚有距离。

蜕皮激素 昆虫生长发育过程中控制蜕皮的一种激素,缺乏或过多时会使昆虫发育不正常而死亡。这种激素结构较复杂,合成困难,且不能从昆虫体壁外渗入,某些昆虫(如蝗虫)在消化道内也不吸收,因而至今尚难实际应用。

抗蜕皮激素 主要指灭幼脲类物质。具有抗几丁质合成作用,使昆虫蜕皮时不能形成新表皮,变态受阻而死亡。用灭幼脲类处理成虫,可抑制成虫产卵或产卵后不孵化。已作为商品性农药的灭幼脲I,其优点是对高等动物和鱼类、鸟类的毒性都低,选择性强,可保护益虫而对马尾松毛虫粘虫、棉象?、舞毒蛾等有较高药效。

外激素类

或称昆虫信息素,是昆虫向体外释放,用于相互传递信息的物质。其中雌虫或雄虫分泌的相互吸引求偶的物质称性信息素

种类很多,用作农药时有3方面的作用:①测报虫情。将微量性信息素吸收在载体内,制成诱捕器,根据诱捕某种害虫的数量可预报虫情,确定施药适期。②诱杀。在有信息素的捕获器中,加一些杀虫剂,可诱杀成虫,从而减轻幼虫的危害。③迷向。在一定的区域内,大量释放性信息素,可扰乱害虫雌、雄之间的正常求偶行为,从而失掉繁殖力。

在推广使用上,为使空气中较长时期保持性信息素的一定浓度,可将其制成微胶囊、空心纤维剂或多层片剂,以便持续缓慢释放。

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