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茶尺蠖性信息素的提取、鉴定及相关生物学研究

作　者: 杨云秋
导　师: 宛晓春
学　校: 安徽农业大学
专　业: 茶学
关键词: 茶茶尺蠖性信息素环境扫描电镜气相色谱与触角电位联用触角电位反应田间诱蛾试验
分类号: S435.711
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

茶尺蠖属鳞翅目、尺蛾科、枝尺蛾亚科，是我国东南茶区重要的茶树害虫。以幼虫食叶为主要危害方式，暴发时可将茶树叶片及嫩芽全部吃光。目前防治茶尺蠖的主要方法仍采用有机农药进行防治，但多年来大量使用的有机农药带来了天敌数量减少、害虫抗药性增强、环境污染及茶叶产品农药残留超标等后果。对于中国茶叶产业而言，就迫切需要采取生物防治技术以减少农药的使用。其中，利用昆虫性信息素防治茶尺蠖则是一个可替代有机农药使用的切实可行的生防技术。本论文基于昆虫化学生态学的理论和方法，利用环境扫描电镜、触角电位、气相色谱与触角电位联用、毛细管色谱-质谱联用、有机合成和田间试验等技术、方法，在茶尺蠖性信息素的提取、鉴定、合成及茶尺蠖生物学等方面展开了一系列的研究，旨在探明茶尺蠖性信息素通讯系统及其动态变化特点，并探索利用性信息素防治茶尺蠖的新途径。主要研究内容及结果如下：1．茶尺蠖生物学研究：在室内对茶尺蠖的生物学特性及性行为进行了连续观察，结果表明：成虫雌雄性比为1：1.22，羽化时间主要集中在18：00~2：00，而交尾时间则集中在21：00~24：00，其中23：00左右是交尾高峰。雌蛾有多次产卵现象。根据观察，采集性信息素在雌蛾羽化后第二日龄的夜晚22：30进行为最佳。2．通过环境扫描电镜观察了茶尺蠖产卵器及触角的结构：结果表明茶尺蠖产卵器的节间膜表面分布着乳头状突起，是性信息素分泌部位。在触角表面共观察到4种感器，分别是毛形感器、锥形感器、刺形感器、和鳞形感器，其中毛形感器数量最多，是感受性信息素分子的主要化学感受器。雌、雄成虫在触角感器的数量、种类都有明显的差异。3．茶尺蠖交尾策略及对雄蛾EAG反应的影响。通过对茶尺蠖交尾习性的观察和雌、雄交尾前后EAG变化的测定发现，雄蛾具有多次交尾习性，交尾次数对雄蛾寿命有显著影响；雌蛾大多数只交配一次，交尾次数对雌蛾寿命没有显著影响；雄蛾交尾后1、2、3、4日对性腺提取物的EAG反应没有变化，和未交尾雄蛾表现的反应保持一致；而雄蛾对交尾后1、2、3、4日雌蛾的性腺提取物EAG反应很小，明显低于对未交尾雌蛾的性腺提取物的反应值。4．茶尺蠖性腺提取物活性组分的确定及其结构鉴定。采用气相色谱与触角电位联用(GC-EAD)和毛细管色谱-质谱联用（GC-MS）等分析技术，发现从茶尺蠖雌蛾性腺提取物中有两个组分具有明显的EAG反应，鉴定后认为这两个组分结构分别为Z3Z6Z9-十八碳三烯和Z3Z9-6,7-环氧-十八碳二烯，其含量分别为1.25±0.41ng和0.79±0.48ng，两个组分的比例大约是1.89。5．茶尺蠖性信息素的化学合成。以亚麻酸甲酯为原料，经过醇化、脱羧等反应得到Z3Z6Z9-十八碳三烯，再经环氧化得到Z3Z9-6,7-环氧-十八碳二烯，纯度分别达到98.45%和98.2%。6．茶尺蠖性信息素室内生测。采用EAG技术测定了茶尺蠖成虫触角对雌蛾性腺提取物及合成标准化合物的电生理反应，结果表明茶尺蠖雄蛾触角对Z3Z6Z9-18Hy和Z3Z9-6,7epo-18Hy均有触角电位反应，当Z3Z6Z9-18Hy: Z3Z9-6,7epo-18Hy为2：8、5：5时引起的触角电位较高，分别为7.816±0.254mV和7.650±0.201mV。茶尺蠖雄蛾触角对性信息素各组分的剂量反应大致呈―S‖形曲线。7．田间诱蛾试验。将茶尺蠖性信息素标准化合物配成诱芯进行田间诱捕试验，结果发现田间诱捕试验的效果与雄蛾对性信息素EAG反应结果一致。性信息素单一组分在田间可以诱到少量雄蛾；不同比例的二元组分诱蛾后发现Z3Z6Z9-18Hy:Z3Z9-6,7epo-18Hy为2：8的诱芯平均诱捕量最大可达35头；同时，田间试验表明剂量为10μg的诱芯诱蛾量达到最高。本论文首次提取出了茶尺蠖性信息素的全组分，对其结构进行了鉴定，同时获得了性信息素组分的含量和比例，并在田间诱蛾试验中获得了最佳诱芯的配方，不仅丰富了昆虫性信息素研究的内容，而且为利用合成性信息素进行高效、无毒、无污染、无公害的防治茶尺蠖提供了新方法、新途径。

全文目录

中文摘要  3-5
Abstract  5-7
目录  7-10
插图和附表清单  10-11
第1章文献综述  11-35
  1.1 昆虫性信息素生物学研究  11-15
    1.1.1 释放性信息素的腺体部位  11-12
    1.1.2 昆虫求偶与性信息素释放节律  12-13
    1.1.3 性信息素的感受机制  13-14
    1.1.4 昆虫性信息素的生物合成与调控  14-15
  1.2 昆虫性信息素的结构鉴定及合成  15-21
    1.2.1 昆虫性信息素的收集  15-17
    1.2.2 昆虫性信息素的分离和结构鉴定  17-19
    1.2.3 化学合成  19
    1.2.4 生物测定  19-21
  1.3 昆虫性信息素的应用  21-23
    1.3.1 大量诱捕法（Mass-Trapping）  21-22
    1.3.2 干扰交配（Mating Disruption）  22-23
    1.3.3 配合治虫（Cooperate Pesticide）  23
    1.3.4 虫情监测（Monitoring）  23
  1.4 鳞翅目昆虫性信息素的分类及枝尺蛾亚科昆虫性信息素研究进展  23-34
    1.4.1 鳞翅目昆虫性信息素的分类  23-24
    1.4.2 枝尺蛾亚科昆虫性信息素  24-34
  1.5 研究展望  34-35
第2章引言  35-38
第3章茶尺蠖成虫性行为习性的研究  38-45
  3.1 引言  38
  3.2 材料与方法  38-39
    3.2.1 供试虫源  38
    3.2.2 雌雄蛹比例与化蛹时间  38
    3.2.3 雌雄成虫比例与羽化时间  38-39
    3.2.4 雌蛾卵巢的解剖及卵量计数  39
    3.2.5 交尾时间段及交尾持续时间  39
    3.2.6 人工光周期对成虫羽化节律的影响  39
  3.3 结果与分析  39-44
    3.3.1 雌雄蛹比例与化蛹特性  39-40
    3.3.2 雌雄蛾比例与羽化时间  40-41
    3.3.3 羽化节律  41
    3.3.4 雌成虫怀卵特征及怀卵量  41-42
    3.3.5 成虫交尾习性  42-43
    3.3.6 人工光周期成虫羽化节律及求偶节律  43-44
  3.4 讨论  44-45
第4章茶尺蠖产卵器及触角结构的研究  45-49
  4.1 引言  45
  4.2 材料与方法  45-46
    4.2.1 供试昆虫  45
    4.2.2 雌雄蛾外生殖器外观形态特征  45
    4.2.3 雌蛾外生殖器扫描电镜观测  45-46
    4.2.4 雌雄蛾触角扫描电镜观测  46
  4.3 结果与分析  46-47
    4.3.1 雌雄蛾外生殖器外形特征  46
    4.3.2 雌蛾产卵器端部感觉器  46
    4.3.3 雌蛾产卵器表面结构  46
    4.3.4 触角的一般形态  46-47
    4.3.5 茶尺蠖触角感器的种类、形态、数量和分布  47
  4.4 讨论  47-49
第5章茶尺蠖交配策略及对雄蛾 EAG 反应的影响  49-54
  5.1 引言  49
  5.2 材料与方法  49-50
    5.2.1 供试昆虫  49
    5.2.2 雌雄蛾交尾次数与寿命  49-50
    5.2.3 交尾后雄蛾对性信息素 EAG 反应  50
    5.2.4 未交尾雄蛾对交尾后雌蛾性腺提取物 EAG 反应  50
  5.3 结果与分析  50-52
    5.3.1 成虫交尾次数及对寿命影响  50-51
    5.3.2 交尾后雄蛾对性信息素 EAG 反应  51
    5.3.3 未交尾雄蛾对交尾后雌蛾性腺提取物 EAG 反应  51-52
  5.4 讨论  52-54
第6章茶尺蠖性信息素提取及结构鉴定  54-64
  6.1 引言  54
  6.2 材料与方法  54-56
    6.2.1 试虫及饲养  54
    6.2.2 化学试剂  54
    6.2.3 单腺体性信息素的提取  54-55
    6.2.4 气相色谱与触角电位联用（GC-EAD）确定活性组分  55
    6.2.5 气相色谱与质谱联用（GC-MS）鉴定结构及组分比例  55-56
  6.3 结果与分析  56-63
    6.3.1 GC-EAD 活性检测  56
    6.3.2 组分结构初步鉴定  56-60
    6.3.3 标准品比对及组分确定  60-62
    6.3.4 单腺体提取物中各组分的含量和相对比例  62-63
  6.4 讨论  63-64
第7章茶尺蠖性信息素的化学合成  64-69
  7.1 引言  64
  7.2 材料与方法  64-66
    7.2.1 原料  64-65
    7.2.2 主要仪器  65
    7.2.3 合成方法  65-66
  7.3 结果与讨论  66-69
第8章茶尺蠖性信息素室内生测  69-75
  8.1 引言  69
  8.2 材料与方法  69-71
    8.2.1 供试昆虫的饲养  69
    8.2.2 供试性信息素化合物  69
    8.2.3 腺体提取物提取  69-70
    8.2.4 触角电位试验  70-71
  8.3 结果与分析  71-74
    8.3.1 茶尺蠖雌雄蛾触角 EAG 反应差异  71-72
    8.3.2 茶尺蠖雄蛾触角对性信息素剂量 EAG 反应  72-73
    8.3.3 茶尺蠖雄蛾触角对不同比例组分的 EAG 反应  73-74
  8.4 讨论  74-75
第9章茶尺蠖性信息素活性组分的初步田间诱蛾试验  75-81
  9.1 引言  75
  9.2 材料和方法  75-77
    9.2.1 性信息素  75
    9.2.2 诱芯  75
    9.2.3 诱捕器  75-76
    9.2.4 田间调查  76
    9.2.5 诱芯比例  76
    9.2.6 诱芯剂量  76
    9.2.7 诱捕器放置方向及诱芯寿命  76-77
  9.3 结果与分析  77-79
    9.3.1 性信息素比例对诱蛾活性的影响  77
    9.3.2 性信息素剂量对诱蛾活性的影响  77-78
    9.3.3 诱捕器放置方向及诱芯寿命对诱蛾效果的影响  78-79
  9.4 讨论  79-81
结论  81-82
创新点  82-83
参考文献  83-96
图版  96-101
致谢  101-102
作者简介  102
在学期间发表的论著及科研成果清单  102

茶尺蠖性信息素的提取、鉴定及相关生物学研究

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