1、博士研究生学位论文开题报告定稿博士研究生学位论文开题报告论文题目：竹织叶野螟性信息素的提取、鉴定及活性研究研究生姓名： 刘 曼 研究生学号： 2010010035 校内导师： 杨茂发 校外导师：学位类别： 博 士 专业名称： 农业昆虫与害虫防治 年 级： 2010级 所在学院： 农学院 论 文 工作起止时间：2010年9月2013年7月 贵州大学研究生院制2011年 10月10日 填写填 表 需 知一、 填写本表前，研究生应根据本表各部分要求写出初稿，由各硕士点研究生指导教师小组组织，在硕士点（教研室、重点实验室、研究所等）内公开作学位论文工作的开题报告,开题专家组意见必须三人以上签字方可通过
2、。二、 参照指导教师小组意见修改初稿后正式填写本表，所填内容一经确定，一般不随意变动。三、 本表各部分如不够填写，可自行加页。四、 本表一式三份，研究生院一份，指导教师一份，所在学院一份。五、 请于第三学期结束前完成本表的填写并由培养单位报研究生院审批后存档。一、 课题来源（指课题的项目来源、如省基金“”课题、国家基金“”课题，没有课题的就填“自选课题”。）1. 贵州省自然科学技术基金：竹织叶野螟性信息素的提取、鉴定及生物活性测定，黔科合J字20092102号；2. 贵州省“十一五”重大科技攻关项目子项目：贵州省主要栽培竹种灾害性有害生物防治技术研究，重大专项（2007）6002号。二、 选题
3、的国内外研究现状及水平、研究目标及意义（包括应用前景、科学意义、理论价值）以及主要参考文献1 国内外研究现状与水平1.1 研究对象简介竹织叶野螟Algedomia coclesalis Walker隶属鳞翅目Lepidoptera，螟蛾科Pyralidae，野螟亚科Pyraustinae，俗名竹螟、竹包虫、竹卷叶虫。国内已知分布于贵州等12省市，国外主要分布于东南亚。该虫主要以幼虫卷叶危害竹类，17龄均可危害，尤其是高龄幼虫食叶量甚重。经笔者调查，在赤水地区，对撑绿竹的危害率高达90。竹织叶野螟整个幼虫阶段都潜在竹苞内危害，竹叶对其本身就有保护作用，更不易被天敌发现；竹织叶野螟老熟幼虫是吐丝下
4、垂到地表结茧化蛹，化学农药对其根本没有杀伤作用，因此，传统的防治措施难度较大（徐天森，1978; 郑宏, 2002; 黄丽琳, 2006；杜长才，2003；张爱良等，1992；沈炳顺等，1992）。昆虫性信息素或称性外激素，是由同种昆虫某一性别的特殊分泌器官分泌于体外，扩散于周围环境中的微量化学物质，经空气或其它媒介传递到同种异性的感受器，引起种群中个体一定的行为或生理效应，具有种的特异性。用昆虫性信息素防治害虫是近些年发展起来的一种治虫新技术。而有关竹织叶野螟性信息素的研究尚属空白。1.2 国外蛾类性信息素研究概况目前昆虫性信息素研究内容主要集中在：1. 昆虫性信息素的提取、鉴定、组分特征、
5、化学结构及人工合成；2. 昆虫的性信息素通讯系统；3. 昆虫性信息素在防治害虫上的应用。蛾类昆虫性信息素的多样性从家蚕雌蛾性信息素的成分鉴定开始，昆虫信息素的研究已有40多年(Butenandt et a1., 1959)。现在全世界已有565种雌蛾的性信息素被鉴定，其中105种在中国有分布。野外诱引试验中，1237种雄蛾被人工合成的性引诱剂所诱引，其中我国有分布的为38种(Arn et a1., 2005)。依据化学结构，蛾类昆虫性信息素可以分为3种类型（韦卫等，2006），第一种，性信息素分子具有末端功能基，其分子结构几乎都是1018个碳链，有12个双键的直链一级醇、或是其乙酰脂或醛的衍生
6、物。主要属于15总科的22个科(包括含有许多重要害虫的卷叶蛾科、螟蛾科及夜蛾科)，具有此类化学结构性信息素的种类占已被鉴定性信息素的蛾类种类的75%。例如家蚕(Butenandt et al., 1959)、烟草潜叶蛾(Yamaoka et al., 1990)、二化螟(Nesbitt et al., 1975)等。第二种，性信息素为分子末端无功能基的多烯或单烯烃以及由具有环氧结构化合物。具有此类化学结构性信息素的种类占已被鉴定性信息素的蛾类种类的15。如瘤尺蠖蛾(Ando et a1., 1997)、桑尺蠖蛾(Tan et a1., 1996)以及毒蛾科昆虫(Wakamura et a1.,
7、 2002)。第三种，性信息素分子是具有侧链、三键的化合物(Subchev and Jurenka, 2001)。蛾类性信息素通讯系统蛾类性信息素通讯系统由信息素释放器、传播信息素的介质和接收信息素分子的器官所组成，分别称之为释放系统、传递系统和接收系统。性信息素通讯系统具有高度的种特异性。国际上有关性信息素通讯系统的进化和遗传机制的研究逐渐开展并不断深入，研究方式有4种：1)研究不同地理种群性信息素通讯系统的变异性，可以洞察物种形成的初始过程；2)比较近缘种性信息素通讯系统的差异性，构建系统发育树，可以推测性信息素通讯系统多样化是如何发生的；3)采用人工选择方法，测定性信息素通讯系统中相关性
8、状的遗传力，研究性信息素通讯系统的发生进化的可能性；4)利用具有性信息素通讯系统差异的不同种或不同种群间进行杂交，比较研究亲本与杂交后代性状差异性，可以阐明其差异的遗传机理(Lofstedt et al., 1990; Lofstedt, 1993; Roelofs et al., 2002；Roelofs and Rooney, 2003)。例如，通过比较不同地理种群的黄地老虎Agrotis segetum 的性信息素通讯系统，发现不同地理种群的黄地老虎的性信息素具有显著多态性 (Lofstedt et al., 1986；Wu et al., 1999).释放系统 蛾类性信息素由外分泌腺所
9、产生，外分泌腺由昆虫体壁的皮层细胞变化而成，雌性昆虫释放性信息素的部位通常位于腹部89节节间膜上，而雄虫释放性信息素的器官的分布要广泛的多，腹部、翅膀、足、胸等部位均有分布，其中多分布于前腹部和后腹部。昆虫性信息素的释放时间、释放量受昆虫种类、虫龄、昼夜节律、光照和温湿度等条件的影响(Carde and Webster, 1980)。如，生活期长的昆虫，羽化后第2天、第3天性信息素分泌量最多；生活期短的昆虫，羽化后很短时间内分泌量就可达到高峰。释放性信息素的时间也有差别，如桃小食心虫在2:003:00，桑尺蠖在3:004:00，桑蛀虫在11:0012:00，而梨小食心虫则在17:0020:00
10、释放性信息素，这主要是受昼夜节律所影响，若人为改变光周期，则昆虫释放性信息素的时间也会发生相应的改变。另外，温度对性信息素的释放也有影响，一种冬尺蠖雌蛾释放性信息素的最适温度为512，当气温高于l7时，停止释放。此外，昆虫释放性信息素有时还受寄主植物的影响，总的来说，蛾类性信息素的产生和释放主要有2种类型。一是，成熟的雌蛾性腺一直具有高浓度的性信息素，且有节律的释放到体外（如甘蓝银纹夜蛾）(Hunt and Haynes, 1990)；二是，性成熟的雌蛾性腺内的性信息素的浓度节律和释放节律同步（如玉米夜蛾）(Raina et al., 1991; Raina and Menn, 1987)。关
11、于蛾类性信息素产生和释放调控机制有3种假说：一是神经调控；二是体液调控；三是神经和体液调控均存在(Raina A. 1993)。传递系统 蛾类性信息素的传递主要是通过空气的流动，即依靠风力的作用，由上风处传到下风处，在扩散过程中形成一定的浓度梯度(性信息素带)，接受信号的个体会随此浓度梯度逆向移动或飞行，直至定向到达性信息素释放源，所以在性信息素研究领域风洞被大量应用(杜家纬, 2001)。关于昆虫性信息素的有效传递距离说法不一。有人认为能传几公里，有人则认为最多能传几米(苗建才, 1999)。接收系统 蛾类性信息素的接收系统是昆虫的触角或感觉毛，昆虫通过触角产生神经冲动，做出定向飞行、振翅和
12、交尾等各种行为反应。感受信息素的感受器官主要在昆虫触角上，在整根触角的表面密布形状奇特并具有嗅觉功能的化感器，依据形态不同可分为10多种（Berg and Mustapara, 1995）：毛形感器、刺形感器、锥形感器、腔锥形感器、板形感器、鳞形感器、栓锥形感器、坛形感器、钟形感器和具橛感器。昆虫性信息素的受体具有蛋白质性质，由于受体空间结构的特异性，使不同种的昆虫能区分性信息素分子结构上的微小差别，能区别不同的官能团，如-0H、-CH0、-COOH、双键位置(位置异构体)、几何异构体和光学异构体等（向玉勇和杨茂发，2006）。1.3 蛾类性信息素研究方法性信息素的提取 提取昆虫性信息素的方法
13、有4种：(1)冷凝法；(2)浸提法；(3)吸附法；(4)固相微萃取法(SPME)(李红军等，2008)。其中，SPME是一种新兴的现代提取技术，由于该方法无需溶剂，鉴定时没有溶剂的影响，而且提取成本相对较低，有利于快速取样分析（zhang et al., 1994）。目前，SPME已商品化。化学结构鉴定 性信息素研究核心内容为其组分的化学结构鉴定，蛾类性信息素具有挥发性，其化学结构的鉴定用气质联用(GC-MS)进行分析十分有效(Huang et al., 1998)。气质联用分析一般在分子量、双键数及功能基上没有问题，但是双键位置的直接鉴定比较困难。对于含有一个双键化合物通常用二甲基二硫醚衍生
14、化后才能用GC-MS分析双键的位置，但此法不适用于共轭双键及分子中两个以上的双键的定位，必须部分还原后再用DMDS法鉴定。共轭双键化合物可用MTAD衍生化再用GC-MS分析进行双键定位(McElfresh and Milar, 1999)，而含两个以上双键的化合物必需部分氢化后再用DMDS法或臭氧介法进行双键定位。以上三种方法都需要一定量的化合物，对于性信息素含量低的蛾类，十分不便。新的双键位置定位的方法的探索十分必要。对于含有氧环结构的化合物的性信息素可以用正相和反相的色谱柱联用的方法，用手性HPLC可分取光学异构体(Pu et a1., 1999)。各种分离样品均需通过触角电位测定或大田生
15、物测定，才能确定其分离纯化物即合成化合物的生物活性。人工合成 根据结构测定结果，选择原料易得、合成简便、生产效率高的合成方法和合成路线，人工合成所需样品及其各种异构体(位置异构体、几何异构体和光学异构体等)，供大田筛选之用。自从20世纪60年代初开展昆虫性信息素研究以来，已经被鉴定了性信息素结构的大多数实现了人工合成。在国外，已经有多家进行性信息素制剂开发利用的公司，如日本已有44种性信息素制剂投放市场，而我国目前尚无生产性信息素制剂的公司。近年来，随着现代科学仪器的发展、超微量有机分析技术和有机合成的不断进步，昆虫性信息素的研究工作也有了较大的发展。昆虫性信息素的结构测定工作将会展现出更加蓬
16、勃发展的趋势(盂宪佐, 2000)。1.4 蛾类性信息素在害虫防治中的应用 性信息素在害虫防治中有广阔的应用前景，具体体现在以下几个方面。害虫预测预报 昆虫性信息素专一性强，可以灵敏地监测害虫的发生，当害虫刚从外地迁入或是刚从蛹中羽化出时，就能及时监测到，尤其对一些偶发性害虫和目前尚无测报方法的害虫特别有价值。国外已鉴定了80种可用于虫情测报及防治应用的昆虫性信息素(盂宪佐, 2000)。表1国内已被鉴定并合成性诱剂的蛾类名录序号昆虫名序号昆虫名序号昆虫名1马尾松毛虫Dendrolimus punctatus18桑毛虫Euproctis xanthocampa35核桃举肢蛾Atrijuglan
17、s hetauhei2油松毛虫Dendrolimus tabulaeformis19槐小卷蛾Cydi trasias36金纹细蛾Lithocolletis ringoniella 3白杨透翅蛾Parathrene tabaniformis 20金线松小卷蛾Celypha pseudolexicola37苹褐卷蛾Pandemis heparana 4大杨透翅蛾Aegeria apiformis 21茶黄毒蛾Euproctis pseudoconspersa 38甘蔗条螟Chilo sacchariphagus5杨干透翅蛾Sphecia siningensis22梨小食心虫Grapholitha
18、molesta39甘蔗白螟Scirpophaga nivella 6蒙古木蠹蛾23桃小食心虫Carposina nipponensis40甘蔗黄螟Argyroploce schistaceana 7舞毒蛾Lymantria dispar24枣粘虫Ancylis sativa41小菜蛾Plutella xylostella 8槐尺蛾Semiothisa cinerearia25桃蛀螟Dichocrocis punctiferalis42烟青虫Heliothis assulta 9茶尺蛾Ectropis obliqua26苹小卷蛾Pandemis heparana43茄黄斑螟Leucindes o
19、rbonalis 10桑尺蛾Phthonandria atrilineata27棉褐带卷蛾Adoxophyes orana44甜菜夜蛾Spodoptera exigua 11松稍螟Dioryctria rubella28梨大食心虫Nephoteryx pirivorella45麦蛾Sitotroga cerealtlla 12葡萄透翅蛾Paranthrene regalis 29桃潜蛾Lyonetia clerkella46印度谷螟Plodia interpunctella 13亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis 30稻螟蛉Naraga aenescens 47青海草原毛虫Cyn
20、aephora qinghaiensis14二化螟Chilo suppressalis 31大豆食心虫Leguminivora glycinivorella48棘禾草螟Chilo hyrax 15三化螟Tryporyza incertulas32粘虫Mythimna separata49苹果蠹蛾Laspeyresia pomonella 16稻显纹纵卷叶螟Susumia exigna 33小地老虎Agrotis ypsilon50棉红铃虫Pectinophora gassypiella 17大螟Sesamia inferens 34二点螟Chilo infuscateelus 51棉铃虫Hel
21、icoverpa armigera大量诱捕 该法就是在农田中设置大量的性信息素诱捕器诱杀田间雄蛾，导致田间雌雄比例严重失调，减少雌雄间的交配概率，使下一代虫口密度大幅度降低(何复梅, 1992)。交配干扰 该法就是在充满性信息素气味的环境中，雄蛾丧失寻找雌蛾的定向能力，致使田间雌雄间的交配机率大为减少，从而使下一代虫口密度急剧下降。干扰雌雄间的交配可直接使用人工合成的目标昆虫的性信息素(柬春娥等，1994)。 配合治虫 该法就是将性信息素与化学不育剂、病毒、细菌等配合使用，利用性信息素诱捕器引诱雄蛾，让被诱的雄蛾沾染病毒、原生动物，或接触化学不育剂后仍返回田问，该种雄蛾通过与田间雌蛾交配而使病
22、毒蔓延，导致整个种群产生流行病；接触过化学不育剂的雄蛾，同样通过交配使雌蛾产生子代不育。采用性信息素和生物农药相组合的联用技术发挥了二者的长处，是目前重点发展的一个方面（赵博光，1996）。1.5 我国蛾类性信息素研究概况我国昆虫性信息素的研究始于20世纪60年代，70年代进入系统研究和快速发展阶段。目前我国蛾类性信息素研究内容和成果主要集中在以下几个方面：1. 求偶与性信息素释放节律；2. 性腺的位置和形态结构；3. 触角化感器形态和种类；3. 应用触角电位分离和鉴定性信息素；4. 性信息素的生物合成与调控；5. 性信息素的化学结构鉴定与人工合成（盂宪佐，2000；何复梅，1992；韦卫等，
23、2006；李咏玲等，2010；张清泉等，2009）。目前我国已经有51种蛾类的性信息素被鉴定并合成性诱剂（见表1）。且先后在30余种害虫上开展应用性信息素预测预报和防治技术研究。2 研究目标与意义2.1 研究目标掌握竹织叶野螟的求偶行为，摸清竹织叶野螟性信息素分泌腺的位置，提取竹织叶野螟性信息素，确定其有效成分及化学结构。在此基础上进一步研究性信息素的产生和释放节律，探明交配和温度对竹织叶野螟性信息素产生的影响。2.2 研究意义昆虫性信息素在害虫防治上具有专一性强、不污染环境、对天敌和有益生物安全等特点，已受到国内外学者的高度重视，已经成为害虫综合治理措施之一，有广阔的应用和发展前景。本课题开
24、展竹织叶野螟性信息素的相关研究，一方面填补我国在该虫性信息素方面研究的空白，丰富我国蛾类性信息素的研究内容，另一方面为竹织叶野螟的综合防治提供基础资料，具有一定的科学和实践意义。3. 参考文献杜家纬.植物一昆虫间化学通讯及其行为控制J.植物生理学报,2001,27(3)：2629杜长才.竹织叶野螟生活习性及其防治研究J.安徽农业科学,2003,31(4)：683684.黄丽琳.竹织叶野螟的初步研究J.安徽农学通报,2006,12(4):134何复梅.昆虫性信息素的研究J.昆虫天敌,1992,14(4):l9l194柬春娥,曹赤阳,张永孝,等.性信息素新剂型干扰棉田红铃虫交配效果的研究 J.江苏
25、农业学报,1994,10(2):4854李红军,何雄奎,曾爱军,等.瘿蚊性信息素的研究进展J.华北农学报,2008, 23 (增刊):278281.李咏玲，韩福生，张金.2010.山西农业科学,38(6):5154.苗建才.无公害杀虫剂及应用技术M哈尔滨：黑龙江科学技术出版社1999张清泉,张雪丽,陈丽丽. 2009. 蛾类昆虫性信息素的研究及利用J. 广西植保(增刊),7375.盂宪佐我国昆虫性信息素研究与应用的进展J.昆虫知识,2000,37(2):7584.沈炳顺等.竹腔注药防治竹织叶野螟的药效机理试验J.浙江林业科技,1992,12(4):3941.徐天森.竹织叶野螟生物学特性与防治方
26、法J.中国林业科学,1978(1):4955.郑宏.竹织叶野螟生物学特性与防治J.华东昆虫学报,2002,11(1):7376.宣子灿等.竹织叶野螟食叶量及其为害指标的研究J.竹子研究汇刊,1991,10 (2):5460.张爱良,蒋平,杨国荣.竹织叶野螟防治指标的研究J.竹子研究汇刊, 1992,11(3):2431.韦卫,赵莉蔺,孙江华.蛾类性信息素研究进展J.昆虫学报,2006,49(5):850858向玉勇,杨茂发.昆虫性信息素的研究应用进展J.湖北农业科学,2006,45(2)：250256赵博光,景志高,王克山,等.性信息素加病毒诱芯技术可行性试验J.林业科学,1996,32(4)
27、:348353.Ando T，Ohtani K，Yamamoto M，Miyamoto T，Qin XR，Witjaksono，1997Sex pheromone of Japanese giant looper, Ascotis selenaria cretncea: identification and field testsJ. J. Chem. Eco1., 23: 24132423.Arn H, and Pfiesner E, 2005. Internet data baseDB. http:/www.pherolist.slu.se/. Berg BG，Mustapara HThe
28、 Significance of major pheromone components and interspecific Signals as expressed by receptor neurons in the Oriental Tobacco Bud Worm Moth，Helicoverpa AssultaJ. Comp. Physiol. A., 1995, 177：683694Butenandt A，Beckmann R，Stamm D，Hecker E，1959Uberden Sexual-Lockstofdes Seidenspinners Bombyx moriJ. Re
29、indarstellung und Konstitution. Z. Naturasch., 14b: 283284. Carde, R.T., Webster, R.P. 1980. Endogenous and exogenous factors controlling insect sex pheromone production and responsiveness, particularly among Lepidoptera. In Regulatio n of Insect Development and BehaviourM, pp.991. Karpacz: Wroc1awT
30、ech. Univ. Press.Huang Y，Tatsuki S，Kim CG，Hoshizaki S，Ishikawa Y，1998Identification of the sex pheromone of Ostrinia palustralisJ. Entomol. Experi. et Appl., 86: 313318.Hunt, R.E., Haynes, K.F. 1990. Periodicity in the quantity and blend ratios of pheromone components in glands and volatile emission
31、s of mutant and normal cabbage looper moths, Trichoplusia niJ. J. Insect Physiol. 36:76974.Yamaoka R, Kuwabara Y, Ogawa M, Nakamura S, Muneyuki R. 1990. Isolation and identification of the female sex pheromone of the potato tuber worm moth, Phthorimaea operculella (Zeller)J. Agric. Biol. Chem., 40: 19711977.Lfstedt C, Lfstedt L. Lanne B
