1、信息素及其在害虫防治中的应用信息素及其在害虫防治中的应用 Pheromones and Application Pest Control一、昆虫信息素的介绍一、昆虫信息素的介绍二、昆虫信息素在实际应用中的二、昆虫信息素在实际应用中的成功成功和和限制限制 三、昆虫信息素在害虫防治方面的实际应用三、昆虫信息素在害虫防治方面的实际应用昆虫信息素的基本生物学信息昆虫信息素的基本生物学信息basic bionomics of insects pheromonesl同种个体之间相互作用的化学物质，能影响同种个体之间相互作用的化学物质，能影响彼此的行为、习性、乃至发育和生理活动。彼此的行为、习性、乃至发育和
2、生理活动。l由由体内体内腺体制造，腺体制造，直接排出直接排出散发到体外。散发到体外。l能依靠能依靠空气空气、水水等传导媒介传给同种其他个等传导媒介传给同种其他个体。体。l分为分为性信息素性信息素、聚集信息素聚集信息素、跟踪信息素、跟踪信息素、告警信息素、疏散信息素、标记信息素等。告警信息素、疏散信息素、标记信息素等。昆虫信息素昆虫信息素性信息素、性信息素、聚集信息素聚集信息素性诱剂性诱剂一、昆虫信息素的介绍一、昆虫信息素的介绍二、昆虫信息素在实际应用中的二、昆虫信息素在实际应用中的成功成功和和限制限制 三、昆虫信息素在害虫防治方面的实际应用三、昆虫信息素在害虫防治方面的实际应用1、杀虫剂和信息
3、素的对比、杀虫剂和信息素的对比 Insecticides vs.Pheromones不直接接触植物和农产品，无毒、无残留、无污染不直接接触植物和农产品，无毒、无残留、无污染。杀虫剂：杀虫剂：没有实现长期害虫的控制，过度使用会引起次生没有实现长期害虫的控制，过度使用会引起次生性种群爆发；性种群爆发；对生活在地下或蛀干、蛀根的害虫没有作用；对生活在地下或蛀干、蛀根的害虫没有作用；挥发污染空气、径流污染地下水。挥发污染空气、径流污染地下水。信息素：信息素：能够使目标物种长期减少，原因是不伤害天敌，能够使目标物种长期减少，原因是不伤害天敌，低种群密度时效果显著增加，远距离两性个体主要低种群密度时效果显
4、著增加，远距离两性个体主要依靠信息素吸引；依靠信息素吸引；能够针对移动的成虫，阻止它们产卵；能够针对移动的成虫，阻止它们产卵；杀虫剂的使用（杀虫剂的使用（kg/ha）害虫的破坏量（）害虫的破坏量（）信息素的使用面积（信息素的使用面积（ha）2 信息素在害虫管理上的可行性主要有三信息素在害虫管理上的可行性主要有三 个原因：个原因：1）具有种属特异性）具有种属特异性 在许多昆虫中，信息素是最重要的区别同种和异在许多昆虫中，信息素是最重要的区别同种和异种的物质，物种之间配偶的识别主要依靠信息素。种的物质，物种之间配偶的识别主要依靠信息素。2）非常微量会产生很好的效果）非常微量会产生很好的效果 昆虫用
5、非常少量的信息素进行通讯。如：苹果蠹昆虫用非常少量的信息素进行通讯。如：苹果蠹蛾（蛾（codling moth Cydia pomonella）以几）以几ng/h的的速度释放信息素（果园苹果树以几速度释放信息素（果园苹果树以几g/ha/h的速度的速度释放挥发性化合物释放挥发性化合物-合欢烯，合欢烯，1ng=110-6mg 1mg=110-3g）。3）对动物是无毒的）对动物是无毒的 几个国家的监管机构都认为用鳞翅目几个国家的监管机构都认为用鳞翅目（lepidopteran）信息素是安全的。这一点）信息素是安全的。这一点由由 California Environmental Protection
6、Agency在大面积消灭褐色苹果蠹蛾（在大面积消灭褐色苹果蠹蛾（light brown apple moth）的行动中被证实。信息）的行动中被证实。信息素对公众健康、非目标有机体、环境都没素对公众健康、非目标有机体、环境都没有副作用。在防治粮食作物鳞翅目害虫方有副作用。在防治粮食作物鳞翅目害虫方面应用缓释技术配方没有检测到残留物质。面应用缓释技术配方没有检测到残留物质。3 信息素在基础害虫管理方面的缓慢发展信息素在基础害虫管理方面的缓慢发展Slow Development of Pheromone-Based Pest Management 原因原因大多数大学大多数大学中历史性的中历史性的将农
7、业和纯将农业和纯粹的生物学粹的生物学分开，这阻分开，这阻止了生态学止了生态学原理在农业原理在农业上的应用上的应用。化学药品的经化学药品的经济合成受限，济合成受限，导致缺乏高效导致缺乏高效配方材料；实配方材料；实际应用技术不际应用技术不够可靠。许多够可靠。许多国家切断国家切断 了用了用于学术研究机于学术研究机构方面的资金。构方面的资金。几乎没有传统几乎没有传统的化学工业投的化学工业投入信息素生产，入信息素生产，他们认为信息他们认为信息素技术在经济素技术在经济上是行不通的。上是行不通的。一、昆虫信息素的介绍一、昆虫信息素的介绍二、昆虫信息素在实际应用中的二、昆虫信息素在实际应用中的成功成功和和限制
8、限制 三、昆虫信息素在害虫防治方面的实际应用三、昆虫信息素在害虫防治方面的实际应用园艺园艺农业农业森林森林家庭家庭1 园艺园艺 Horticulture鞘翅目鞘翅目红棕象甲美国棕榈象甲棕榈果茎螟香蕉象甲白咖啡螟虫双翅目双翅目橄榄果实蝇鳞翅目鳞翅目葡萄卷叶蛾苹果蠹蛾梨小食心虫番茄潜叶蝇茄白翅野螟秋粘虫草地夜蛾 2 农业农业 Agricultures 鞘翅目鞘翅目棉铃象甲叩头甲鳞翅目鳞翅目棉红铃虫旧大陆棉铃虫斜纹夜蛾莎草粘虫黄河水稻螟西南玉米螟马铃薯块茎蛾 3 森林森林 Forestry 鞘翅目鞘翅目云杉八齿小蠹山松大小蠹道格拉斯冷杉甲虫鳞翅目鳞翅目舞毒蛾云山卷叶蛾松树列队蛾4 家庭家庭 Hous
9、eholds 日本丽金龟东方金龟子家蝇德国小蠊美国大蠊1）红棕象甲）红棕象甲 red palm weevil,Rhynchophorus ferrugineus是危害海枣、椰树、槟榔、棕榈等热带和亚热带是危害海枣、椰树、槟榔、棕榈等热带和亚热带多种多种棕榈科植物棕榈科植物的毁灭性害虫。的毁灭性害虫。一年可发生一年可发生 2-3代，可代，可世代重叠世代重叠，被害植株早期，被害植株早期症状状不明显，当症状明显时已进入害虫危害的症状状不明显，当症状明显时已进入害虫危害的中后期，而且虫口密度已达到极高情况。中后期，而且虫口密度已达到极高情况。该虫在树体内该虫在树体内隐蔽性隐蔽性极强，易随苗木调运作极强
10、，易随苗木调运作远距远距离传播离传播，危害极大。成年象甲对有毒的杀虫剂不，危害极大。成年象甲对有毒的杀虫剂不敏感，而幼虫生长在树干里，破坏导管组织。敏感，而幼虫生长在树干里，破坏导管组织。信息素研究方法：信息素研究方法：雄虫雄虫聚集信息素乙酸乙酯、乙酸乙酯、植物的挥植物的挥发物、大发物、大枣的混合枣的混合发酵物和发酵物和甘蔗糖蜜甘蔗糖蜜雌虫雌虫4-甲基甲基-5壬醇和壬醇和4-甲基甲基-5壬酮壬酮2）苹果蠹蛾）苹果蠹蛾 codling moth Cydia pomonella l杂食性杂食性的生活方式，使它对农作物、水果和观赏的生活方式，使它对农作物、水果和观赏性植物都构成严重的威胁。性植物都构
11、成严重的威胁。l危害的危害的隐蔽性隐蔽性，幼虫孵化后便很快蛀入果实内部。，幼虫孵化后便很快蛀入果实内部。l相对比较有效的广谱杀虫剂相对比较有效的广谱杀虫剂甲基谷硫磷甲基谷硫磷，由于它，由于它会产生严重的神经毒害，并造成环境污染和食品会产生严重的神经毒害，并造成环境污染和食品安全等问题，在许多国家已经被禁止。安全等问题，在许多国家已经被禁止。l抗性问题已经出现在几种杀虫剂中，并且有些杀抗性问题已经出现在几种杀虫剂中，并且有些杀虫剂很虫剂很昂贵昂贵且对有益的节肢动物且对有益的节肢动物有害有害。研究路径：研究路径：从从Roelofs等等(1971)到张涛等到张涛等(2005)经过不断研究经过不断研究
12、改进，改进，立体选择性合成立体选择性合成了目前应用比较广泛苹果了目前应用比较广泛苹果蠹蛾的性信息素。蠹蛾的性信息素。通过通过EAG和和GC-MS鉴定鉴定出苹果蠹蛾雌性信息素出苹果蠹蛾雌性信息素主要成分为主要成分为(E8,E10)-十二碳二烯醇十二碳二烯醇（codlemone）配合信息素配合信息素次要成分次要成分和和实际合成应用方法实际合成应用方法掌握掌握交尾习性交尾习性及及雌性性雌性性信息素放节律信息素放节律，发现苹，发现苹果蠹蛾的交尾行为主要果蠹蛾的交尾行为主要发生在发生在日落后日落后，个别能，个别能在清晨进行交尾。在清晨进行交尾。3）德国小蠊）德国小蠊 German cockroach,B
13、lattella germanica,Americanl是世界性的卫生害虫，也是我国重要的室内卫生是世界性的卫生害虫，也是我国重要的室内卫生害虫之一。害虫之一。l繁殖力非常强繁殖力非常强，对外界环境变化有较强的，对外界环境变化有较强的适应能适应能力力。据统计，一只雌虫在适宜的条件下一年内可。据统计，一只雌虫在适宜的条件下一年内可繁殖出几百万只后代。繁殖出几百万只后代。l由于德国小蠊是被动接触药剂，因而杀灭率低，由于德国小蠊是被动接触药剂，因而杀灭率低，用药时间长。大量而不合理使用杀虫剂，已经用药时间长。大量而不合理使用杀虫剂，已经导致德国小蠊产生了对相应杀虫剂的导致德国小蠊产生了对相应杀虫剂的
14、抗药性抗药性，从而加大了防治难度，也增加了防治的成本。从而加大了防治难度，也增加了防治的成本。信息素的研究方法：信息素的研究方法：正己烷正己烷和和二氯甲烷二氯甲烷都是聚集信息素的有效提取剂。都是聚集信息素的有效提取剂。若虫的粪便粗提物若虫的粪便粗提物能够明显提高蟑螂毒饵的杀虫能够明显提高蟑螂毒饵的杀虫效果。效果。根据德国小蠊的根据德国小蠊的若虫若虫和和雌、雄成虫雌、雄成虫，这，这3类试虫的活类试虫的活体诱源对德国小蠊的体诱源对德国小蠊的诱集作用和滞留作用诱集作用和滞留作用的差异。的差异。雄成虫的诱集活性最弱，若虫和雌成虫的诱集活性雄成虫的诱集活性最弱，若虫和雌成虫的诱集活性都较强。其中都较强。
15、其中若虫粪便若虫粪便的聚集和滞留活性最强，雄的聚集和滞留活性最强，雄成虫粪便的活性最弱。成虫粪便的活性最弱。4）棉铃象甲）棉铃象甲 cotton boll weevil Anthonomus grandisl是美国主要的棉花害虫，成虫和幼虫都可造成危是美国主要的棉花害虫，成虫和幼虫都可造成危害。在棉花现蕾之前，危害棉苗嫩梢和嫩叶，现害。在棉花现蕾之前，危害棉苗嫩梢和嫩叶，现蕾之后，成虫用它的长喙嵌入取食棉铃的内部组蕾之后，成虫用它的长喙嵌入取食棉铃的内部组织，幼虫蛀食棉蕾或在上穿孔，切断棉花纤维，织，幼虫蛀食棉蕾或在上穿孔，切断棉花纤维，致使棉蕾被污染或腐烂。致使棉蕾被污染或腐烂。l经济影响经
16、济影响：据美国农业部统计，美国每年因棉铃：据美国农业部统计，美国每年因棉铃象甲严重为害造成棉花减产达象甲严重为害造成棉花减产达2040%。并且。并且这种害虫能够随棉产品传播。从这种害虫能够随棉产品传播。从19世纪世纪90年代墨年代墨西哥棉铃象从中美洲传入得克萨斯后，它毁坏或西哥棉铃象从中美洲传入得克萨斯后，它毁坏或降低棉花的品质而造成的损失达几十亿美元。降低棉花的品质而造成的损失达几十亿美元。信息素的应用：信息素的应用：l雄性产生的聚集信息素雄性产生的聚集信息素诱诱杀烯混剂杀烯混剂已经被成功的纳已经被成功的纳入了入了信息素诱捕站信息素诱捕站，作为，作为棉铃象甲的吸引控制剂。棉铃象甲的吸引控制剂
17、。这种控制剂每年已被大量这种控制剂每年已被大量生产。生产。l14traps/ha能够使甲虫种能够使甲虫种群显著减少，并实现最低群显著减少，并实现最低的庄稼破坏。这项程序在的庄稼破坏。这项程序在美国实现了对棉铃甲很好美国实现了对棉铃甲很好的的控制控制和和根除根除，现在在南，现在在南美洲的至少有美洲的至少有250,000ha地区使用。地区使用。5）家蝇）家蝇 house flies Musca domestica l家蝇在人住所中家蝇家蝇在人住所中家蝇约占全部蝇类的约占全部蝇类的90%。家蝇幼虫多以生活在家蝇幼虫多以生活在垃圾场垃圾场、鸡粪堆鸡粪堆为主，为主，因此在养鸡场或使用因此在养鸡场或使用鸡
18、粪当堆肥的农场、鸡粪当堆肥的农场、果园附近，常会有非果园附近，常会有非常庞大的族群，算是常庞大的族群，算是极严重的环境卫生害极严重的环境卫生害虫。虫。l除了食物的吸引，家蝇还被信息素除了食物的吸引，家蝇还被信息素二十三二十三碳烯碳烯（(Z)-9-tricosene(muscalure)）所吸引。所吸引。l用用捕蝇瓶捕蝇瓶捕蝇。方法：瓶中贮水，底下放一定捕蝇。方法：瓶中贮水，底下放一定量的信息素化合物，并与一些甜的或腥臭的食量的信息素化合物，并与一些甜的或腥臭的食物，如鱼肠、烂瓜果等联合引诱，使其自然飞物，如鱼肠、烂瓜果等联合引诱，使其自然飞人瓶中，溺水死亡。使用时须把上盖盖好，防人瓶中，溺水死
19、亡。使用时须把上盖盖好，防蝇逃出。蝇逃出。l使用使用捕蝇笼捕蝇笼亦可采用上述方法诱杀。这种诱杀亦可采用上述方法诱杀。这种诱杀方法已被广泛应用在室内养鸡场和牲畜棚中。方法已被广泛应用在室内养鸡场和牲畜棚中。市售的市售的诱蝇灯诱蝇灯是一种很好的引诱工具。是一种很好的引诱工具。诱捕方法诱捕方法：6）舞毒蛾）舞毒蛾 gypsy moth Lymantria disparl高度高度杂食性杂食性，从苹果、，从苹果、梨、桃到槭树、云杉、梨、桃到槭树、云杉、马尾松等马尾松等500多种多种植植物。幼虫主要为害叶物。幼虫主要为害叶片，几周内可把树叶片，几周内可把树叶吃光。吃光。l人工采集卵块法、人人工采集卵块法、
20、人工采集幼虫法、喷雾工采集幼虫法、喷雾喷烟防治、杀虫剂防喷烟防治、杀虫剂防治都没有明显效果。治都没有明显效果。植物源引诱剂的研究：植物源引诱剂的研究：l在在受害的兴安落叶松针叶挥发物受害的兴安落叶松针叶挥发物中选取了中选取了 5 种作种作为引诱剂的成分，种类和含量参照前人的研究结为引诱剂的成分，种类和含量参照前人的研究结果进行实验设计和分析。果进行实验设计和分析。l利用一般利用一般线性模型线性模型(GLM)对对4种诱捕器类型和种诱捕器类型和3种种样地类型进行综合差异性分析，结合样地类型进行综合差异性分析，结合 LSD 多重比多重比较较对有显著差异项目进行多重比较。对有显著差异项目进行多重比较。
21、l一般情况下，植物源引诱剂对雄成虫的引诱效一般情况下，植物源引诱剂对雄成虫的引诱效果不如性信息素，但在果不如性信息素，但在种群高峰期的效果优于种群高峰期的效果优于性信息素性信息素；植物源引诱剂对性信息素具有明显；植物源引诱剂对性信息素具有明显的的增效作用增效作用，可以与后者配合使用；该研究诱，可以与后者配合使用；该研究诱集到的舞毒蛾全部为雄虫，绝大部分处于未交集到的舞毒蛾全部为雄虫，绝大部分处于未交配或未完全交配阶段；表明植物源引诱剂能够配或未完全交配阶段；表明植物源引诱剂能够对舞毒蛾雄成虫起到较好的控制作用。对舞毒蛾雄成虫起到较好的控制作用。展望展望 Outlookl随着国际上对化学农药使用
22、的限制越来越严格，随着国际上对化学农药使用的限制越来越严格，许多国家对使用农药都有明确规定，因此享有第许多国家对使用农药都有明确规定，因此享有第三代绿色农药之称的昆虫性信息素对于害虫的生三代绿色农药之称的昆虫性信息素对于害虫的生物防治具有重要意义！其符合物防治具有重要意义！其符合IPMIPM策略，而且不会策略，而且不会产生产生 3R 3R 现象，与传统农药相比具有明显的优越现象，与传统农药相比具有明显的优越性。性。l昆虫信息素的研究，完善和丰富了昆虫化学生态昆虫信息素的研究，完善和丰富了昆虫化学生态学的内容和体系，鼓励了农药的创新与开发。今学的内容和体系，鼓励了农药的创新与开发。今后昆虫性信息素的合成仍将是国内外研究的热点后昆虫性信息素的合成仍将是国内外研究的热点之一！随着合成战略的不断引入创新与摸索，以之一！随着合成战略的不断引入创新与摸索，以及更多昆虫性信息素结构的确定，昆虫性信息素及更多昆虫性信息素结构的确定，昆虫性信息素应用于农林业虫害防治的前景更加美好应用于农林业虫害防治的前景更加美好!
