昆 虫 学 报 !"#$%&#’(’)’*+"$,+&+"$，!"#$%&&’，(（) *）：(’&+(’( ,--.&(’(/0%10 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 毒素对棉铃虫雄蛾感受雌蛾性信息素 !" 反应的影响 #$% 穆兰芳，董双林! （南京农业大学，农业部病虫监测与治理重点开放实验室，南京 %4&&1’） 摘要：用含3>毒素的人工饲料饲养棉铃虫 -.)+"’/.01$ $0(+*.0$ * 龄幼虫至成虫（死亡率为 (&K L ’&K），采用触角电位 （$9$C>BA7#>$##A:B76，5?M）技术，测定了雄蛾对雌蛾性信息素%种组分顺1/十六碳烯醛（21/40：?9F）、顺44/十六碳烯醛（244/40： ?9F）及其混合物（244/40：?9FN21/40：?9FO12N*）的 5?M反应。结果表明，3>毒素对雄蛾感受性信息素单一组分和混合物的 5?M反应均具促进作用；且随信息素剂量的增加，这种促进作用也随之增强。这一结果对于评价和实施延缓棉铃虫对3>棉抗 性的“庇护所”策略，具有一定的参考意义。 关键词：3>毒素；棉铃虫；性信息素；5?M反应 中图分类号：P10’ 文献标识码：? 文章编号：&(’(/0%1（0 %&&’）&*/&(’&/&’ #&&’(") *& !" "*+,- *- #$% .’)/*-)’) *& 012’ 0*"3) *& "3’ (*""*- 4*225*.0， !"#$%&’"()* *(+$,"(*（674-’.）"* )’+ /3’.*0*-’ QRS7#/T7#:，UV.M -@"7#:/S8#!（W$X S7YAB7>ABX A; QA#8>AB8#: 7#F Q7#7:$6$#> A; Z97#> U8D$7D$D 7#F ,#D$C>D， Q8#8D>BX A; ?:B8C"9>"B$，.7#G8#: ?:B8C"9>"B79 R#8J$BD8>X，.7#G8#: %4&&1’，[@8#7） $4)".1("：\@$ >@8BF/8#D>7B 97BJ7$ A; >@$ CA>>A# YA99]AB6，-.)+"’/.01$ $0(+*.0$（^_Y#$B），]$B$ B78D$F >A 7F"9> ]8>@ 7B>8;8C879 F8$> CA#>78#8#: 3> [BX4?C >A‘8# 7> (&K + ’&K 9$>@79 FAD$H 59$C>BA7#>$##A:B76（5?M）B$DEA#D$D ]$B$ B$CABF$F ;AB >@AD$ D"BJ8J79 679$ 6A>@D 7#F "#>B$7>$F 6A>@DH \@$ B$D"9>D 8#F8C7>$F >@7> 5?M J79"$D A; 3> >A‘8# >B$7>$F 679$D >A 21/40：?9F，244/40：?9F 7#F >@$8B Y8#7BX 68‘>"B$（244/40：?9FN 21/40：?9FO12N*）]$B$ 799 @8:@$B >@7# >@AD$ A; CA#>BA9D，7#F >@7> F8;;$B$#C$D A; >@$ 5?M J79"$D Y$>]$$# >B$7>6$#>D 7#F CA#>BA9D Y$C76$ :B$7>$B 7D >@$ CA#C$#>B7>8A# A; >@$ D$‘ E@$BA6A#$ CA6EA#$#>D 8#CB$7D$FH \@$D$ B$D"9>D ]$B$ 6$7#8#:;"9 8# $J79"7>8A# 7#F 86E9$6$#>7>8A# A; >@$“B$;":$”D>B7>$:X "D$F >A EAD>EA#$ >@$ 3> CA>>A# B$D8D>7#C$ YX >@$ CA>>A# YA99]AB6H 8’9 5*.:)：3> >A‘8#；-.)+"’/.01$ $0(+*.0$；D$‘ E@$BA6A#$；5?M B$DEA#D$ 昆虫两性间的通讯和交配极易受到外界各种不 3>棉）后期的抗虫性下降，相当数量的棉铃虫幼虫 利因素如气候（光照、温度、湿度）、食物以及化学农 可存活、发育并进入成虫期，这部分成虫由于整个幼 药等的影响（37a$B 7#F [7BFb，4121；U$98D9$ 7#F 虫期一直处于 3>毒素的胁迫下，相对于经亚致死剂 QC.$89，41)2）。对多种昆虫的研究已经表明，亚致 量短暂处理的成虫而言，它所受到的影响可能更大。 死剂量的杀虫剂处理可以使昆虫的性信息素通讯系 为了明确转 3>基因棉（3>毒素）对棉铃虫性信 统发生漂移（[97Ba 7#F ^7X#$D，411%），不仅可使雌虫 息素通讯系统的影响，我们首先在室内条件下，将 性信息素的生物合成受到抑制（QAAB$，41)2），求偶 3> [BX4?C毒素（同 3>棉中的相同）定量掺入人工饲 率降低（37a$B，41)2），而且雄蛾对同种性信息素的 料中饲养棉铃虫幼虫，对存活至成虫的个体利用触 反应也受到影响（T9AXF，41)4；S8##，41)’；U$E9"$C@ 角电位测定技术，研究了3>毒素对棉铃虫雄蛾感受 .# $)H，411)，4111，%&&4）。由于转 3> 基因棉（简称 雌蛾性信息素能力的影响。 基金项目：国家自然科学基金项目（*&%2&)2)）；农业结构调整重大技术研究专项（%&&*/&’/&%3） 作者简介：穆兰芳，男，4121年2月生，硕士研究生，5/6789：6"97#:;<40*=#$> !通讯作者 ?">@AB;ABCABB$DEA#F$#C$，5/6789：D9FA#:<#G7"H$F"HC# 收稿日期 I$C$8J$F：%&&(/&0/42；接受日期 ?CC$E>$F：%&&(/4&/4) ’期 穆兰芳等：!"毒素对棉铃虫雄蛾感受雌蛾性信息素P,K反应的影响 8/+ 信息素样品到滤纸片上（面积6/33NO33），放置’ ! 材料和方法 3LE左右待溶剂挥发后，装入刺激管内。刺激管的 出气口对准触角，相距+ -3。刺激时间/11 3<，刺激 !"! 含#$毒素人工饲料的制备 间隔约’1（< 保证触角敏感性完全恢复）。测定@根 !"菌株#$%&’由澳大利亚棉花研究所提供，该 触角，每浓度平行刺激/次；以重蒸正己烷为空白对 菌株仅表达 ()*+,- 毒素。用 !., 培养基（牛肉膏 照。 /01 2、蛋白胨 +101 2、氯化钠 /01 2、水 + 111 34，5# 对照和处理雄蛾触角的测定交替进行。每根触 &067&08）培养（戴经元等，+998），提取并制备 !"毒 角先测定对一系列浓度由低到高的 %9%+@：,BC的反 素冻干粉，在8:保存备用（!"毒素提取方法由南京 应，再测定对 %++%+@：,BC 的反应，最后测定对二元 农业大学高聪芬老师提供）。采用棉铃虫人工饲料 混合物的反应。 配方（,)3;< !" #$=，+996），定量加入 !"毒素冻干粉 制成含!"毒素的人工饲料，8:冰箱保存，备用。 % 结果与分析 !"% 试虫与饲养 供试棉铃虫采自大田，室内饲养’78代。养虫 %"! 对主要组分 !!!,!-：(./的’()反应 室光周期+84>+1$、温度（6/?+）:、相对湿度 @1A 棉铃虫雄蛾对雌蛾性信息素主要组分 %++%+@： ?+1A。幼虫’ 龄前用不含 !" 毒素的人工饲料群 ,BC的 P,K反应结果如图+。由图 +可以看出取食 养，’龄后移至塑料培养皿（直径约/ -3）内，每皿 + !"毒素人工饲料的棉铃虫雄蛾的 P,K反应均高于 头；分别用含 !" 毒素的人工饲料（处理）和不含 !" 对照。当刺激物剂量低于或等于+16 E2F 4时，差异 ! 毒素的人工饲料（对照）饲养，直至化蛹。处理组每 未达显著水平；当 %++%+@：,BC 的剂量达 +1’ E2F 4 ! 6天换一次新鲜饲料。蛹期时将雌雄分开，置入羽 或以上时，两者差异达到极显著水平。 化笼中，逐日检查并将同日龄成虫放于同一羽化笼 %"% 对次要组分 !0,!-：(./的’()反应 内，成虫喂以+1A的蔗糖水，待用。至羽化时，处理 %9%+@：,BC 是棉铃虫雌蛾性信息素的次要组 组棉铃虫死亡率为81A 7/1A，对照组棉铃虫死亡 分。由图6可以看出，处理组棉铃虫雄蛾对 %9%+@： 率约6A。 ,BC的 P,K反应均高于对照雄蛾。当剂量较高时， !"& ’()刺激样品的配置 两者差异达到显著水平。 顺9%十六碳烯醛（%9%+@：,BC）和顺++%十六碳烯 %"& 对二元混合物的’()反应 醛（%++%+@：,BC）为棉铃虫雌蛾性信息素的活性组 处理和对照组棉铃虫雄蛾对雌蛾性信息素二元 分，其中 %++%+@：,BC为主要组分。6个化合物均由 混合物（%++%+@：,BC>%9%+@：,BCD9&>’）的 P,K反应 上海植物生理生态研究所昆虫化学生态室提供，纯 结果如图 ’。同单一组分的结果类似，当混合物的 度经气谱检测大于 9/A。各性信息素及其混合物 剂量在+7+1 E2F 4时，处理和对照间没有显著差 ! （%++%+@：,BC>%9%+@：,BC D9&>’）均用重蒸正己烷作 异；当剂量增加至+16 E2F 4及以上时，处理组雄蛾 ! 溶剂，配置成+18、+1’、+16、+1、+、10+ E2F 4 @个浓度 的反应强度极显著高于对照组。 ! 梯度。 !"* 触角电位仪及测试条件 & 讨论 触角电位仪为 G*E";-H 公司生产。(G61/ 刺激 控制器，测定时工作条件为：直流电，增益 611。电 自从+99@年 !"棉相继在美国和澳大利亚等国 极通过信号放大器，在计算机上显示，所用软件为 进入商品化应用以来，!"棉在田间应用已近 +1 年， G*E";-H公司提供的专用软件。 !"棉的应用改变了原有棉花与棉铃虫之间的互作 !"+ ’()测定方法 关系，有效地抑制了棉铃虫的发生和危害（董双林， 以’日龄未交配雄虫为试虫，在暗期第 @ H 左 +99O）。但现在普遍应用的 !"棉仍存在 6个突出的 右取出（范伟民等，611’），用眼科剪刀将棉铃虫触角 问题，一是棉花生长后期对棉铃虫的抗性下降问题， 自基部剪下，并用锋利刀片切除末端 67’节，然后 由此导致对第’、8代棉铃虫的抗性效果明显降低， 用 G5;-")IJ ’@1 导电胶将触角横搭在 .J61/（KILE 仍需进行必要的化学防治（张天真和唐灿明，6111）； +1M）电极上。实验时，用微量进样器抽取 +1 4性 二是棉铃虫的抗性风险问题，由于 !"棉不能杀死所 ! MAG 昆虫学报 0&/+12/’,’$’-%&+3%2%&+ MN卷 图! 取食含"#毒素饲料的棉铃虫雄蛾对性信息素主要组分 !!!$!%：&’(的)&*反应 +,-. ! /01234,50607)&*48520658507 "#$%&’(#)*++),%-#)+ 13’810#95#0 !!!$!%：&’( :8#;886#98"##0<,6#483#186#36(#98=06#40’ !表示差异显著（.>?@?A），!!表示差异极显著（.>?@?!），B#C(86#D5 /$#85#；下同。 "345#0228(;,#9“!”3485,-6,7,=36#’E(,778486#3# .>?@?A36(;,#9“!!”3488<#4818’E5,-6,7,=36#’E (,778486#3# .>?@?!（B#C(86#D5 /$#85#）. F985318:8’0;. 图G 取食含"#毒素饲料的棉铃虫雄蛾对性信息素次要组分 !H$!%：&’(的)&*反应 +,-. G /01234,50607)&*48520658507 "#$%&’(#)*++),%-#)+ 13’810#95#0 !H$!%：&’( :8#;886#98"##0<,6#483#186#36(#98=06#40’ 图I 取食含"#毒素饲料的棉铃虫雄蛾对性信息素二元混合物的)&*反应 +,-. I /01234,50607)&*48520658507 "#$%&’(#)*++),%-#)+ 13’810#95#0:,634E1,<#C48 （!!!$!%：&’(J!H$!%：&’( K HLJI）:8#;886#98"##0<,6#483#186#36(#98=06#40’ &期 穆兰芳等：$%毒素对棉铃虫雄蛾感受雌蛾性信息素012反应的影响 ’*& 有的棉铃虫个体，高强度持续的选择压力显然更有 个环节，其中的机制有待进一步研究。 利于棉铃虫抗性基因的筛选。对于后一个问题，建 参 考 文 献（!"#"$"%&"’） 立和利用“庇护所”、保护棉铃虫的敏感种群，通过敏 感种群与可能的抗性种群间的随机交配、稀释抗性 1=?4H OP，$>,B 2D，N>>%4= KP，#;;!Q I94 6E@>=E%>=G 876%7=4 E,B 基因，是目前普遍采用的应对策略。但如果敏感个 B4R46>5?4,%>S %!$&’()!*+##*,&-!*#: OE%7=E6K4H4E=89T,H%A%7%A>,，%94 D8A4,%ASA81=? >S %94 UR4=H4EH 34R46>5?4,%E6 1B?A,AH%=E%A>,，$7664%A, 体和抗性个体间不能随机交配，这一对策的可行性 *V: #W’XQ 就有了疑问（谭声江等，!""#）。因此，研究 $% 毒素 $EY4=IN，NE=BZ KI，#;V;Q 0,B>-4,>7H E,B 4[>-4,>7H SE8%>=H ESS48%A,- 对棉铃虫性信息素通讯系统的影响，无论对于 $%棉 54=A>BA8A%A4H >S S4?E64 8E66A,- E,B ?E64 H4[ 594=>?>,4 =4H5>,H4 A, 棉田后期利用性信息素防治棉铃虫，还是有效实施 .*#+/($&"/#,($!0"#（$7H8Y）: 1: 230!’"4/50&($:，!*：;’&W;*"Q 和评价$%棉抗性预防和治理的“庇护所”策略都具 N6E=Y3N，\EG,4H]^，#;;!Q D7@64%9E64SS48%H>S8G54=?4%9=A,>,894?A8E6 8>??7,A8E%A>,，8>7=%H9A5，E,B >RA5>HA%A>, A, %94 8E@@E-4 6>>54= 有重要意义。 （/45AB>5%4=E：O>8%7ABE4）: 1: 6’(3: 63"(,($:，<*：#VV#W#VV<Q 本研究结果表明，用含有$%毒素的人工饲料饲 3EAP_，‘E,-$，/7>aa，_7$，b9E,aL，_7bO，#;;’Q D%7BA4H>,’#" 养棉铃虫 & 龄幼虫（至羽化时死亡率在 ’"( ) H%=EA,H>S 7#’&$$80"/8*&3-&!30&0AH>6E%4BS=>?H>A6H: 1(8*3#$(9%8#:/(3- *"(），存活雄蛾对较高剂量的雌蛾性信息素（+#"" ;-*&’8$"8*#$<3&)!*0&"5，#（& !）：#’’ W#*!［Q 戴经元，王波，罗曦霞， ,-. /）的 012反应显著增强；而对较低剂量的性信 俞波，詹学明，喻子牛，#;;’Q 从土壤中分离的’#"株苏云金芽孢 ! 杆菌的鉴定: 华中农业大学学报，#（& !）：#’’W#*!］ 息素的012反应虽有增加，但未达显著水平。据此 346AH64P，L8O4A6PO，#;<VQ NE66A,-@49ERA>=E,B594=>?>,4%A%4=>S%94%=74 并结合对棉铃虫雌蛾单腺体中性信息素二元混合物 E=?Gc>=? 40!8=#$!"&# 83&+83’"#（\Ec:）（/45AB>5%4=E：O>8%7ABE4） 含量的测定结果（一般低于 #"" ,-. /，未发表数 ! 7,B4= BASS4=4,% %4?54=E%7=4 E,B 59>%>54=A>BA8 8>,BA%A>,H: 1: 230!’" 据），我们推测，$%棉棉田来源的棉铃虫雄蛾对雌蛾 4/50&($:，&&：&#*W&!’Q 性信息素的感受能力可能增强，但在田间自然性信 34657489PL，/4-E664% $，^>7A664% J，!""#Q JE=%AE6 8>?54,HE%A>, >S %94 息素浓度条件下，这种增强作用还不足以增加其获 H7@64%9E64SS48%>SB46%E?4%9=A,>,%94H4[594=>?>,E68>??7,A8E%A>,>S >*&’/(-*#,,#?*#00&’#!: @/!,(0+/!*!，’!：;<*W;;#Q 得交配的机会。另外，杀虫剂处理也影响雌蛾性信 34657489PL，2E=4E7 0，I4==A4= U，^>7A664% J，#;;<Q D7@64%9E6 4SS48%H>S 息素的合成和释放，有些杀虫剂能增强雌虫释放性 %94 A,H48%A8AB4 896>=5G=AS>H >, %94 H4[ 594=>?>,E6 8>??7,A8E%A>, >S 信息素的能力，有些则有抑制作用（34567489 !" #$:， >*&’/(-*#,,#?*#00&’#!: @/!,(0+/!*!，&X：#VV*W#V<*Q #;;<，#;;;，!""#），因此，有必要就取食$%棉对雌蛾 34657489PL，/4-E664%$，I4==A4=U，^>7A664%J，#;;;Q L>BASA8E%A>,H>S%94 性信息素合成和释放的影响做进一步研究。还需指 H4[594=>?>,E68>??7,A8E%A>,>S>*&’/(-*#,,#?*#00&’#!@GEH7@64%9E6 B>H4>SB46%E?4%9=A,: @/!,(0+/!*!，&<：V!;WV&;Q 出的是，本研究只是对采自田间的相对敏感种群进 3>,-D/，#;;<Q 1BRE,84HA,=4H4E=89E,B7%A6AFE%A>,>S%=E,H-4,A8 7" 8>%%>, 行了测定，若从 $% 抗性预防和治理的角度考虑，则 S>=54H% 8>,%=>6: ;’"# .(005+&& A&3&’#，#"（!）：*VWX&Q［董双林， 需进一步对抗、感种群进行比较研究，以明确它们的 #;;<Q 转 7"基因棉及其抗虫性研究与利用进展:棉花学报，#" 交配选择性，为实施和评价“庇护所”策略提供依据。 （!）：*VWX&］ 对此，我们正在进行系统研究。 ^E, ‘L，D94,- N^，D7 P‘，!""&Q 0648%=>59GHA>6>-A8E6 E,B @49ERA>=E6 =4H5>,H4H>S @>%9 H4[4H >S %94 8>%%>, @>66c>=?，%!$&’()!*+# #*,&-!*# 在昆虫中，信息素分子从触角感觉毛表面孔道 （\d@,4=）%>H4[594=>?>,4H: ;’"#63"(,($(-&’#A&3&’#，’X（!）：#&< 弥散进入感器腔，然后与信息素结合蛋白（594=>?>,4 W#’&［Q 范伟民，盛承发，苏建伟，!""&Q 棉铃虫成虫对性信息素 @A,BA,- 5=>%4A,）结合，穿过血淋巴到达感觉神经元树 的电生理和行为反应研究: 昆虫学报，’（X !）：#&<W#’&］ 突膜的特定部位（C>-% !" #$:，#;<#）。在此，信息素 ^6>GBPJ，#;<#Q D7@64%9E6 4SS48%H>S54=?4%9=A, >,594=>?>,4=4H5>,H4 E,B 与树突膜上的受体相结合，并进一步影响膜的离子 ?E%A,->S?E645A,Y@>66c>=??>%9H: 1: 6’(3: 63"(,($:，V’：X&’W X&<Q 通透性，进而引起膜电位的变化，产生感受器电位 /A,, N0，#;<*Q L76%A564 4SS48%H >S >8%>5E?A,4 E,B 896>=BA?BS>=? >, （D%4,-6 !" #$:，#;;;）。气味降解酶（>B>=E,% B4-=EBA,- 594=>?>,4=4H5>,H4%9=4H9>6BHA,%948E@@E-46>>54=?>%9，>*&’/(+$80&# 4,FG?4H）也在昆虫感受气味物质的过程中产生作 3&: 4!0"&’: A’&:，#X：’’*W’’XQ 用。近来的研究表明，谷胱甘肽转移酶（2DIH）和 LEe@f894MN>AH,Z L，PE8g7A,MP>6G 0，^=E,8>AH LN，L4A66>7= JO，!""!Q J’*"H特异地存在于雄蛾触角毛型感器中，具有降 83O186>,A,->S@A>%=E,HS>=?E%A>,4,FG?4H@46>,-A,-%>%948G%>89=>?4 J’*"SE?A6G A, %94 E,%4,,E4 >S %94 ,>8%7AB ?>%9 B#,!0"*# ?*#00&’#!: 解信息素的功能（K>-4=H !" #$:，#;;;；LEA@4894M 230!’"B($: 7&($:，#（# &）：!V&W !<#Q N>AH,4 !" #$:，!""!，!""’）。$%毒素对棉铃虫雄蛾感 LEe@f894MN>AH,Z L，OAY>,>R 11，TH9ABE _，PE8g7A,MP>6G 0，/4E6 ‘D， 受性信息素的影响，可能涉及这一过程的一个或多 !""’Q J94=>?>,4 E,>H?AE A, E H8E=E@ @44%64 A,B784B @G &3 )&)( 676 昆虫学报 )$’&45’#6#(#=,$&+,5,$& 6?卷 !"#!$!%!&"&’()#*+&,&"*-.*/+(.!"/*"01,*2 !"#$2 %&’(2 )$&*2 +$,2 B&%%&"$&CCE&+, $* "&"-;’ +*’D/*F %& )+&C&"/ %#* *’’*B%!U*"*FF &’ ;’- -+)，34（3 53）：336789 336:6; B&%%&"？<0,52 +$,2 ;8((2，6:（35）：334393346［; 谭声江，陈晓 <&&+*=>，38?@; A"#!$!%!&" &’ B#*,!B(C B&,,D"!B(%!&" $*%E**" ,(C*F (". 峰，李典谟，张惠珍，N443; 其他寄主作物能成为 ;’感性棉铃虫 ’*,(C*F&’ ./(,#’0,12/&（G*)!.&)%*+(：H&B%D!.(*）$1FD$C*%#(C(,&D"%F 的庇护所吗？科学通报，6（: 35）：334393346］ &’)*+,*%#+!"2 32 4$#52 45’#6#(2，?4：7937; J&/%=P，=!..!’&+.G<，38?3; T#*+&,&"*$!".!"/(".!"(B%!U(%!&"$1,&%# =&/*+F<，I("! <，J&/% =，3888; K" &C’(B%&+1 F)*B!’!B /CD%#("!&"* L- ("%*""(*2 %&’8"/，N85：3:393:5; %+("F’*+(F*!"%#*F)#!"M,&%# 7&5*8$& 1/9’&2 32 49:2 ;,#(2，N4N： O#("/ XO，X("/ Y<，N444; X#* ())C!B(%!&" &’ %+("F/*"!B B&%%&" (". %#* 3:N793:5@; ,("(/*,*"%&’ +*F!F%("B* &’ B&%%&" $&CCE&+,2 <0,52 +$,2 ;8((2，67 L%*"/C<，O!*/*C$*+/*+P，Q&*R#&’’A，S+!*/*+I，3888; T*+!+*B*)%&+*U*"%F （N）：33893N@［; 张天真，唐灿明，N444; 转基因抗虫棉品种的推 (".%+("F.DB%!&" ,*B#("!F,F !" !"F*B% &C’(B%!&"2 A"：V("FF&" QL *.2 广利用与棉铃虫抗性的治理2 科学通报，6（7 N）：33893N@］ A"F*B%WC’(B%!&"2 L)+!"/*+-J*+C(/2 689::; X("LI，Y#*" Z>，G! [<，O#("/ VO，N443; Y(" &%#*+ #&F% F)*B!*F &’ （责任编辑：黄玲巧）