第九章—昆虫的内分泌系统与激素资料.ppt

第九章昆虫(knchng)的激素和外激素 第一页，共三十四页。昆虫激素是由昆虫体内神经分泌(fnm)细胞或腺体分泌(fnm)的调节昆虫生命活动不可缺少的微量化学物质。第二页，共三十四页。第一节 昆虫激素的内分泌细胞(xbo)和器官神经分泌(fnm)细胞心侧体咽侧体前胸腺咽喉下神经节F2、3第三页，共三十四页。神经分泌神经分泌(fnm)细胞细胞 在在神神经经细细胞胞(shn jn x bo)中中，有有一一类类体体积积较较大大，并并有有分分 泌泌 功功 能能 的的 细细 胞胞，称称 为为 神神 经经 分分 泌泌 细细 胞胞（neurosecretory cell，NSC），存存在在于于脑脑、咽咽下下神神经经节和其他胸、腹部神经节中，但主要为脑神经分泌细胞。节和其他胸、腹部神经节中，但主要为脑神经分泌细胞。第四页，共三十四页。脑神经分泌细胞特点脑神经分泌细胞特点(tdin)：a、具有神经细胞的特点，传递神经冲动。具有神经细胞的特点，传递神经冲动。b、具有分泌细胞的特点，主要分泌脑激素（活化激素、具有分泌细胞的特点，主要分泌脑激素（活化激素），），如促前胸腺激素（如促前胸腺激素（PTTH）或促蜕皮激素。）或促蜕皮激素。功能：功能：功能：功能：激发其它内分泌器官分泌有关激素；激发其它内分泌器官分泌有关激素；第五页，共三十四页。心侧体的功能心侧体的功能(gngnng)a、贮存和释放、贮存和释放(shfng)促前胸腺激素的功能。促前胸腺激素的功能。b、分泌心侧体激素。、分泌心侧体激素。咽侧体咽侧体的功能的功能(gngnng)咽侧体是分泌保幼激素的中心，当咽侧体受到促前胸腺激素咽侧体是分泌保幼激素的中心，当咽侧体受到促前胸腺激素的刺激，即分泌保幼激素（的刺激，即分泌保幼激素（JH）。）。第六页，共三十四页。前胸腺的功能前胸腺的功能(gngnng)F1在促前胸腺激素在促前胸腺激素(j s)的作用下，分泌蜕皮激素的作用下，分泌蜕皮激素(j s)。咽喉下神经节分泌咽喉下神经节分泌(fnm)细胞细胞分泌卵滞育激素，使卵滞育。分泌卵滞育激素，使卵滞育。第七页，共三十四页。第二节 昆虫(knchng)激素昆虫的激素可分为两大类：内激素和外激素内激素 由内分泌器官分泌，散布由内分泌器官分泌，散布(snb)(snb)于昆虫体内，于昆虫体内，经血液运送到靶器官或靶细胞，在不同的生发育阶段，相互作用，调节和控制昆虫的生长、发育、变态、滞育、交配、两性异态、多态现象以及一般的生理代谢作用。如：脑激素（brain hormone，BH）、蜕皮激素（molting hormone，MH）和保幼激素（juvenile hormone，JH）第八页，共三十四页。1脑激素脑激素(j s)（brain hormone，BH）昆虫脑神经分泌细胞的分泌物，属蛋白质多肽(du ti)类物质。脑激素按功能可被称为“促激素”，激活前胸腺和咽侧体等分泌器官，使之分泌相应的激素。如促前胸腺激素（prothoracotropic hormone，PTTH）脑激素前胸腺咽侧体调控蜕皮激素蜕皮激素保幼激素保幼激素第九页，共三十四页。蜕皮激素（蜕皮激素（molting hormone，MH）由前胸腺分泌，主要作用是激发蜕皮过程。主要作用是激发蜕皮过程。激发体壁细胞中各种酶系的活性作用，与表皮的糅化、黑激发体壁细胞中各种酶系的活性作用，与表皮的糅化、黑化有关化有关(yugun)。刺激蛋白质基质（如细胞色素）等的合成作。刺激蛋白质基质（如细胞色素）等的合成作用。用。可引起幼虫、蛹的滞育。可引起幼虫、蛹的滞育。MH有增高细胞呼吸代谢的作用。有增高细胞呼吸代谢的作用。第十页，共三十四页。保幼激素(j s)（juvenile hormone，JH）由咽侧体分泌，保持幼虫生理(shngl)状态，抑制蜕皮和变态 特点：特点：特点：特点：l l 分泌有周期性。一般蜕皮前分泌少，蜕皮后分泌多。分泌有周期性。一般蜕皮前分泌少，蜕皮后分泌多。l JH分泌过量，产生超龄幼体（畸形）。分泌过量，产生超龄幼体（畸形）。l JH一般无专一性，各种一般无专一性，各种(zhn)昆虫的昆虫的JH属于某一种。属于某一种。第十一页，共三十四页。第三节 激素(j s)的作用过程昆虫的生长、蜕皮、变态、滞育等许多生理活动都具有明显的周期性。现已证明(zhngmng)，这些生理现象都是受昆虫激素调节控制的。激素的调节和控制作用可归纳为以下几个过程：(1)活化过程；(2)激素的分泌、结合和运动过程激素的分泌、结合和运动过程；(3)激素对靶子器的作用过程 第十二页，共三十四页。(1)活化(huhu)过程 昆虫最重要的内分泌器官是脑神经分泌细胞，当外界环境因子如光、昆虫最重要的内分泌器官是脑神经分泌细胞，当外界环境因子如光、温度、湿度、食物等发生变化时，对昆虫产生一种刺激，经感觉器官传入温度、湿度、食物等发生变化时，对昆虫产生一种刺激，经感觉器官传入脑神经中枢，脑将神经性冲动转变为激素性冲动，促进或抑制脑激素的分脑神经中枢，脑将神经性冲动转变为激素性冲动，促进或抑制脑激素的分泌。泌。当环境因子比较适宜时，激活脑神经分泌细胞，分泌出脑激素，脑激当环境因子比较适宜时，激活脑神经分泌细胞，分泌出脑激素，脑激素经过素经过(jnggu)(jnggu)心侧体神经纤维或体液，输入咽侧体和前胸腺，促使咽侧心侧体神经纤维或体液，输入咽侧体和前胸腺，促使咽侧体和前胸腺活动，分泌出相应的保幼激素和蜕皮激素。体和前胸腺活动，分泌出相应的保幼激素和蜕皮激素。第十三页，共三十四页。(2)激素激素(j s)的分泌、结合和运动过程的分泌、结合和运动过程 当当昆昆虫虫体体内内的的内内分分泌泌器器官官接接受受(jishu)脑脑神神经经分分泌泌物物质质的的刺刺激激作作用用后后，内内分分泌泌细细胞胞开开始始产产生生特特有有的的激激素素，如如蜕蜕皮皮激激素素和和保保幼幼激激素素。这这些些激激素素与与蛋蛋白白质质载载体体结结合合，靠靠体体液液运运送送到到靶靶细胞。细胞。(3)激素激素(j s)对靶子器的作用过程对靶子器的作用过程 当激素被载体携带到靶子细胞时，便与细胞膜上的特殊受体结当激素被载体携带到靶子细胞时，便与细胞膜上的特殊受体结合，经受体进入细胞质后作用于染色体上某些特定位点，使染色体合，经受体进入细胞质后作用于染色体上某些特定位点，使染色体产生膨突现象，促使产生膨突现象，促使mRNAmRNA转录出不同的遗传信息，合成相应的蛋转录出不同的遗传信息，合成相应的蛋白质，这一步骤称为激素作用步骤。白质，这一步骤称为激素作用步骤。第十四页，共三十四页。在在BH的作用下的作用下当当JHMH时时 幼虫蜕皮幼虫蜕皮 幼虫幼虫当当JHMH时时 幼虫脱皮后幼虫脱皮后 蛹蛹当当JH=0 MH单独单独(dnd)作用时作用时 蛹羽化为成虫蛹羽化为成虫第十五页，共三十四页。第四节第四节 昆虫昆虫(knchng)的外激素的外激素 外激素（外激素（pheromone）又称信息激素（）又称信息激素（messages），是由），是由昆虫特殊昆虫特殊(tsh)器官分泌并散布于昆虫体外，作用于种间或种内器官分泌并散布于昆虫体外，作用于种间或种内个体间产生生理和行为反应的微量化学物质。个体间产生生理和行为反应的微量化学物质。昆虫信息激素种类较多，根据作用性质不同可分为：种内信昆虫信息激素种类较多，根据作用性质不同可分为：种内信息素和种间信息素两类。息素和种间信息素两类。第十六页，共三十四页。1种内信息素（1）性信息素（sex pheromone）（2）集结信息素（aggregation pheromone）（3）报警信息素（alarm pheromone）（4）标记(bioj)信息素（trail pheromone）2种间信息素（allelochemics）（1）利己素（allomone）（2）利它素（kairomone）（3）协同素（synomone）第十七页，共三十四页。（1）性信息(xnx)素（sex pheromone）性信息素是一类性成熟的雌性或雄性昆虫分泌释放的化学物质，分散在空气中，随空气的流动而分布到各处(ch)，能引诱同种异性个体进行交尾的化学物质。第十八页，共三十四页。l鳞鳞翅翅目目雌雌虫虫释释放放的的性性信信息息素素腺腺体体，一一般般位位于于(wiy)腹腹末末生生殖殖孔孔附附近近，腺腺体体起起源源于于节节间间榴榴膜膜，通通常常处处于于第第8、第第9腹腹节节之之间。间。l l蝶类通常由雄虫释放蝶类通常由雄虫释放蝶类通常由雄虫释放蝶类通常由雄虫释放(shfng)(shfng)性信息素，一种斑蝶雄性性信息素，一种斑蝶雄性性信息素，一种斑蝶雄性性信息素，一种斑蝶雄性后腹后腹后腹后腹部有部有部有部有1 1对生的臭腺，这种臭腺和可外翻的毛状鳞（气味刷）对生的臭腺，这种臭腺和可外翻的毛状鳞（气味刷）对生的臭腺，这种臭腺和可外翻的毛状鳞（气味刷）对生的臭腺，这种臭腺和可外翻的毛状鳞（气味刷）连在一起，在求爱过程中气味刷展开成扇形，散布性外激连在一起，在求爱过程中气味刷展开成扇形，散布性外激连在一起，在求爱过程中气味刷展开成扇形，散布性外激连在一起，在求爱过程中气味刷展开成扇形，散布性外激素。素。素。素。l l鞘翅目昆虫的性信息鞘翅目昆虫的性信息(xnx)(xnx)素，素，有的在粪便中，有的在后有的在粪便中，有的在后有的在粪便中，有的在后有的在粪便中，有的在后肠，有的却在腹部末端。肠，有的却在腹部末端。肠，有的却在腹部末端。肠，有的却在腹部末端。半翅目在后胸腹板。同翅目在半翅目在后胸腹板。同翅目在半翅目在后胸腹板。同翅目在半翅目在后胸腹板。同翅目在后足胫节上。膜翅目昆虫则可在腹部前侧边缘，而蜜蜂后足胫节上。膜翅目昆虫则可在腹部前侧边缘，而蜜蜂后足胫节上。膜翅目昆虫则可在腹部前侧边缘，而蜜蜂后足胫节上。膜翅目昆虫则可在腹部前侧边缘，而蜜蜂却由上颚腺分泌。却由上颚腺分泌。却由上颚腺分泌。却由上颚腺分泌。第十九页，共三十四页。性外激素的通讯性外激素的通讯(tngxn)方法方法 接受接受：触角(chjio)为主，口须等。敏感度达分子水平，12个分子。释放释放(shfng)：传递介质：传递介质：空气，水流（水生昆虫）。组分：组分：一般是由几种组分组成的化合物。90%以上由雌虫释放，发射机构在第8、第9腹节之间的 节间膜有性外激素分泌腺。第二十页，共三十四页。（2）集结(jji)信息素（aggregation pheromone）聚集(jj)信息素是由某种昆虫释放，招引同种个体（雌虫和雄虫）群集的一类化学物质。甲虫类如小蠹虫的粪便以及沙漠蝗蝻(hungnn)（由后肠分泌）的粪便中都有这类物质，蜜蜂由上颚腺分泌，使这些昆虫具有群集性。第二十一页，共三十四页。（3）告警信息素（alarm pheromone）当昆虫受到天敌侵袭时，释放到体外并引起同种(tn zhn)个体逃避或防御的化学物质。如蚜虫受攻击后由腹管排出告警信息素，使附近的蚜虫停止进食而离去。该液体物质经证明为一种倍半萜，是一种高度不稳定的烃。第二十二页，共三十四页。（4）标迹信息(xnx)素（trail pheromone）标迹信息素又称示踪信息素，是由某种昆虫释放给同种其他个体指示路径的物质(wzh)。如白蚁和蚂蚁等社会性昆虫，工蚁找到食物源后沿途释放此类物质，它们用这种物质标记路线，使其他的蚁按原路找到合适的食物。蚁类标迹物一般为甲酸。第二十三页，共三十四页。2种间信息(xnx)素（allelochemics）（1）利己素（allomone）利己素是由一种昆虫释放，能引起其它种个体(gt)行为反应的化学物质，其行为对释放者有利对释放者有利。如昆虫释放驱避物质（repellent）：蝽类臭腺排出的醛或酮化合物；有些昆虫释放毒性物质（venom）：蜂受到攻击放出蜂毒（肽类），及瓢虫受攻击时放出生物碱。第二十四页，共三十四页。（2）利它素（kairomone）利它素是由一种昆虫释放，能引起它种个体行为反应的化学物质，对接受者有利。如蚜虫粪便（蜜露）中的信息素使捕食天敌（瓢虫(pio chn)、蚜蛉）提供信息；植物次生代谢产物为害虫寻找到寄主提供信息。如十字花科蔬菜上芥子油能引诱菜粉蝶产卵、取食，使昆虫找到寄主植物和被捕食和寄生的猎物。利它素在昆虫取食、产卵、寻找寄主等过程中起十分重要作用。第二十五页，共三十四页。（3）协同(xitng)素（synomone）协同素是由一种昆虫(knchng)释放，能引起它种个体行为反应的化学物质，这一反应对释放者和接受者均有利。如蚜虫为蚂蚁提供蜜露，蚂蚁保护蚜虫，使蚜虫与蚂蚁互利共栖。第二十六页，共三十四页。第五节第五节 昆虫激素昆虫激素(j s)(j s)的应用的应用昆虫类内激素昆虫类内激素(j s)的应用的应用昆虫类外激素的应用昆虫类外激素的应用第二十七页，共三十四页。5.1 昆虫类内激素农药昆虫类内激素农药(nngyo)的应用的应用 蜕皮激素类似物蜕皮激素类似物 使之蜕皮不形成新表皮，或抑制几丁质合成酶的作使之蜕皮不形成新表皮，或抑制几丁质合成酶的作用用(zuyng)。目前用的昆虫生长调节剂即干扰昆虫体内激。目前用的昆虫生长调节剂即干扰昆虫体内激素平衡，破坏害虫正常的生长、发育。例：抑太保、灭素平衡，破坏害虫正常的生长、发育。例：抑太保、灭幼脲、扑虱灵等。幼脲、扑虱灵等。第二十八页，共三十四页。保幼激素保幼激素(j s)类似物类似物 人人工工合合成成(rn n h chn)JH类类似似物物，对对农农、林林、仓仓库库害害虫虫、卫生昆虫的防治展示了广泛的应用前景及益虫的利用上。卫生昆虫的防治展示了广泛的应用前景及益虫的利用上。例例家家蚕蚕，5龄龄时时食食量量大大，用用人人工工合合成成的的JH，产产生生巨巨型幼虫，茧大，提高茧产量达型幼虫，茧大，提高茧产量达20%。第二十九页，共三十四页。目前(mqin)(mqin)成功的不多，原因：l l农业害虫，农业害虫，农业害虫，农业害虫，90%90%幼虫危害，虫龄不齐，不好操作。幼虫危害，虫龄不齐，不好操作。幼虫危害，虫龄不齐，不好操作。幼虫危害，虫龄不齐，不好操作。l lJH类似物在空气中易被氧化类似物在空气中易被氧化(ynghu)(ynghu)光解、失效，残效光解、失效，残效期短。期短。l lMH有公害，与人类的避孕药结构相似。有公害，与人类的避孕药结构相似。l lMHMH对昆虫体壁的渗透性差。对昆虫体壁的渗透性差。第三十页，共三十四页。5.2 昆虫昆虫(knchng)外激素的应用外激素的应用作为害虫预测预报作为害虫预测预报(ybo)的工具。的工具。进行进行(jnxng)发生期、发生量、分布区域的预测。发生期、发生量、分布区域的预测。直接防治直接防治直接防治直接防治n n大量诱捕法。诱杀田间雄虫，使雌雄比例失调。大量诱捕法。诱杀田间雄虫，使雌雄比例失调。n n迷向法。使雄虫找不到雌虫的准确位置。迷向法。使雄虫找不到雌虫的准确位置。n n与其它生物农药组合使用。如使被诱的雄虫沾病毒或化与其它生物农药组合使用。如使被诱的雄虫沾病毒或化学不育剂，与雌虫交配，使病毒蔓延、后代不育。学不育剂，与雌虫交配，使病毒蔓延、后代不育。性信息素的应用为主性信息素的应用为主第三十一页，共三十四页。追踪追踪(zhuzng)信息素信息素 在白蚁在白蚁(biy)的发生区，诱集白蚁的发生区，诱集白蚁(biy)，或在蚁巢，或在蚁巢附近撒含有杀虫剂的追踪激素，让白蚁附近撒含有杀虫剂的追踪激素，让白蚁(biy)沿道将沿道将杀虫剂带到巢内，使整个蚁巢毁灭。杀虫剂带到巢内，使整个蚁巢毁灭。第三十二页，共三十四页。1、绝大多数容易(rngy)挥发。2、容易被氧化和生物降解。3、无直接杀虫作用，可通过诱捕、迷向等方法间接防治害虫。4、毒性很低，不污染环境，堪称“无公害农药”。5、生物活性很高。昆虫信息素有以下昆虫信息素有以下(yxi)特点：特点：第三十三页，共三十四页。内容(nirng)总结第九章昆虫(knchng)的激素和外激素。第九章昆虫(knchng)的激素和外激素。分泌卵滞育激素，使卵滞育。激发体壁细胞中各种酶系的活性作用，与表皮的糅化、黑化有关。90%以上由雌虫释放，发射机构在第8、第9腹节之间的 节间膜有性外激素分泌腺。如蚜虫受攻击后由腹管排出告警信息素，使附近的蚜虫停止进食而离去。该液体物质经证明为一种倍半萜，是一种高度不稳定的烃。昆虫(knchng)信息素有以下特点：第三十四页，共三十四页。