40596-69-8 / 昆蟲激素

昆蟲激素是由昆蟲內(nèi)分泌腺體產(chǎn)生的具有調(diào)節(jié)昆蟲生長發(fā)育功能的微量活性物質(zhì)。主要有腦激素(brainhormone)、蛻皮激素 (molting hormone)和保幼激素(juvenile hormone)三類。腦激素是蛋白質(zhì)或多肽化合物，蛻皮激素是膽甾酮結(jié)構(gòu)化合物，這兩類激素用作農(nóng)藥尚未實用化。保幼激素是萜類化合物，具有控制昆蟲正常發(fā)育變態(tài)的作用。在鑒定其化學結(jié)構(gòu)的基礎上，衍生合成，多種保幼激素類似物(juvenoids)已經(jīng)商品化應用。例如烯蟲酯(methoprene)和幾種藥效更高的非萜化合物，用于害蟲防治。

昆蟲激素和信息激素區(qū)別
昆蟲激素由昆蟲內(nèi)分泌器官分泌，散布于昆蟲體內(nèi)，經(jīng)血液運送到作用部位，以調(diào)節(jié)和控制昆蟲本身的生長、發(fā)育、變態(tài)、滯育、交配、生殖、兩性異態(tài)、多型現(xiàn)象和生理代謝作用等。如腦激素、蛻皮激素、保幼激素等。昆蟲激素通常分內(nèi)激素和外激素兩大類。

信息激素是同種昆蟲個體間的化學通信物質(zhì)，散布于昆蟲體外，以調(diào)節(jié)或誘發(fā)同種間其它個體的特殊行為，如雌、雄蟲間的引誘、集結(jié)、標記蹤跡、告警自衛(wèi)等，還可對個體發(fā)育過程產(chǎn)生特殊的影響，如性成熟的抑制和性別的決定等。

腦激素
腦激素是昆蟲腦內(nèi)神經(jīng)分泌細胞所分泌的一種激素，能調(diào)節(jié)控制幼蟲前胸腺分泌蛻皮激紊，其中最重要的是促前胸腺激素。昆蟲的腦神經(jīng)分泌細胞有幾百個到幾十個不等，這些內(nèi)分泌細胞在不同時期、不同環(huán)境因子作用下分泌肽類或蛋白質(zhì)激素。

昆蟲的腦既是神經(jīng)中樞，又具有分泌激素的功能。無頭幼蟲、無頭蛹或無腦蛹能生活很長時間,不取食,不爬動，但能呼吸，背血管仍能有規(guī)律地搏動。如果將別的昆蟲的腦移植入這些無頭幼蟲或無腦蛹的體內(nèi)，不管移植的部分在身體何處，過了一段時間，這些無頭幼蟲或無腦蛹又可恢復發(fā)育。將腦磨碎，或?qū)⒛X的活性物質(zhì)抽提出來，再注射入無頭幼蟲或無腦蛹體內(nèi)，這些無頭幼蟲或無腦蛹也能恢復發(fā)育。可見昆蟲腦具有分泌激素的功能。

蛻皮激素
蛻皮激素由昆蟲前胸腺分泌的一種控制其蛻皮與變態(tài)的化學物質(zhì)。前胸腺分泌的蛻皮激素于1954年以家蠶蛹中分離提純獲得結(jié)晶，經(jīng)鑒定有α蛻皮激素、β蛻皮激素、26-蛻皮激素、20，26-蛻皮激素4種，都屬類固醇化合物。近年來從44種蕨類植物、26 種裸子植物和46種被子植物如桑、川牛膝、銀杏、 羅漢松等植物中也發(fā)現(xiàn)有蛻皮激素活性的類似物存在。由前胸腺分泌的蛻皮激素首先誘導基 因活動，然后使細胞核內(nèi)染色體某些部位出現(xiàn)“膨松”來控制細胞分化，致使昆蟲新表皮生長，舊表皮脫去。絕大多數(shù)有翅亞綱的成蟲，前胸腺 很快退化消失，而有些無翅亞綱的昆蟲如衣魚 成蟲在成蟲期一年內(nèi)蛻皮3～5次，因此多數(shù)昆 蟲成蟲不能蛻皮，僅有少數(shù)昆蟲成蟲仍能蛻皮。昆蟲的前胸腺分泌蛻皮激素必須首先受到腦激素的活化，前胸腺有控制昆蟲蛻皮與變態(tài)的功能。

圖1為昆蟲的蛻皮。

蛻皮激素在蠶業(yè)上的應用，主要是與保幼激素配合使用以增產(chǎn)蠶絲。由于5齡期的蠶， 吃下的桑葉主要用于制造蠶絲，此時人工添加保幼激素，可延長5齡時間，使蠶多吃桑葉，合成更多絹絲蛋白，為了使家蠶上簇同步化，或是因桑葉供應緊缺，均可使用蛻皮激素促其立即上簇以增加或確保蠶絲產(chǎn)量。蛻皮激素可使昆蟲發(fā)生反常的蛻皮，并引起死亡，故可用于農(nóng)作物害蟲的防治工作。

保幼激素
保幼激素的主要作用是抑制未成齡的幼蟲變態(tài)，保持昆蟲幼年期特征，使蛻皮后仍為幼蟲。

簡史
1936年，英國人威格爾斯沃思(V. B.Wigglesworth)將吸血蝽(Rhodnius prolixus)4齡若蟲咽側(cè)體植入取食一天的5齡若蟲腹部，5齡若蟲不能羽化為成蟲，而超齡蛻皮為“6齡”若蟲。這種試驗首次證實，昆蟲的蛻皮和變態(tài)受咽側(cè)體分泌的保幼激素調(diào)節(jié)。1956年，美國的威廉斯(C.M.Williams)發(fā)現(xiàn)，惜古比天蠶蛾(Hyalophora cecropia)雄蛾腹部富含保幼激素，經(jīng)乙醚提取獲得了有保幼激素活性的油狀物，并研究了它的化學和生物活性，提出用保幼激素作“第3代”殺蟲劑的設想。1961年，施米萊克(P.Schmialek)從黃粉蟲糞便和酵母中分離出保幼激素活性物，被鑒定為法尼醇和法尼醛。這 一發(fā)現(xiàn)促進了保幼激素化學的發(fā)展。

應用
昆蟲保幼激素不能直接殺死昆蟲，只能使昆蟲死于變態(tài)過程，或通過不育或使卵不孵化減少子代種群數(shù)量，故作用緩慢，不能迅速控制暴發(fā)性害蟲的危害，限制了在農(nóng)業(yè)上的應用。目前主要用在以下幾方面：
①防治衛(wèi)生害蟲。烯蟲乙酯對德國小蠊活性高，能使雌、雄成蟲都不育。不斷用此藥處理，半年到一年之后，可使其因不育而絕跡，對大型蜚蠊也有效。將烯蟲酯制成緩釋劑，防治跳蚤、蚊、蠅也很有效。
②防治半翅目害蟲。烯蟲炔酯防治溫室蚜蟲和粉虱很有效，已在美國登記。但在大田應用穩(wěn)定性不好。雙氧威防治溫室粉虱和介殼蟲有效。
③防治貯藏害蟲。擬保幼激素對谷物、面粉、煙草等貯藏期間的鱗翅目害蟲活性高，美國試用烯蟲酯、雙氧威對許多貯藏害蟲都有效。
④防治蟻類。烯蟲酯餌劑能阻礙害幼蟲正常變態(tài)，使蟻王不育，防治廚蟻等有效。也有用擬保幼激素治白蟻的報告。
⑤增產(chǎn)蠶絲。將保幼激素或擬保幼激素如抗幼烯噴于蠶座(2～4微克/頭)或噴于5齡蠶體(1～3微克/頭)可抑制變態(tài)，使5齡幼蟲期延長1天多，食量增加，個體增大，吐絲增加。一般可使萬繭絲量增加15%左右。
昆蟲保幼激素與其他殺蟲劑作用機理不同，能防治對其他殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性的害蟲，但也應注意對保幼激素抗藥性的產(chǎn)生和發(fā)展，已經(jīng)有這方面的報道。

參考資料

中國農(nóng)業(yè)百科全書總編輯委員會農(nóng)藥卷編輯委員會,中國農(nóng)業(yè)百科全書編輯部 編.

王運兵,呂印譜 主編.無公害農(nóng)藥實用手冊.鄭州：河南科學技術出版社.2004.