昆虫的内分泌系统与激素

关于昆虫的内分泌系统与激素

昆虫激素是由昆虫体内神经分泌细胞或腺体分泌的调节昆虫生命活动不可缺少的微量化学物质。第2页,共34页，2024年2月25日，星期天第一节昆虫激素的内分泌细胞和器官神经分泌细胞心侧体咽侧体前胸腺咽喉下神经节F2、3第3页,共34页，2024年2月25日，星期天神经分泌细胞

在神经细胞中，有一类体积较大，并有分泌功能的细胞，称为神经分泌细胞（neurosecretorycell，NSC），存在于脑、咽下神经节和其他胸、腹部神经节中，但主要为脑神经分泌细胞。第4页,共34页，2024年2月25日，星期天脑神经分泌细胞特点：a、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

），如促前胸腺激素（PTTH）或促蜕皮激素。

功能：

激发其它内分泌器官分泌有关激素；

第5页,共34页，2024年2月25日，星期天心侧体的功能a、贮存和释放促前胸腺激素的功能。b、分泌心侧体激素。咽侧体的功能

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（JH）。第6页,共34页，2024年2月25日，星期天前胸腺的功能F1在促前胸腺激素的作用下，分泌蜕皮激素。咽喉下神经节分泌细胞分泌卵滞育激素，使卵滞育。第7页,共34页，2024年2月25日，星期天第二节昆虫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（brainhormone，BH）、蜕皮激素（moltinghormone，MH）和保幼激素（juvenilehormone，JH）第8页,共34页，2024年2月25日，星期天1．脑激素（brainhormone，BH）昆虫脑神经分泌细胞的分泌物，属蛋白质多肽类物质。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（prothoracotropichormone，PTTH）

脑激素前胸腺咽侧体调控蜕皮激素保幼激素第9页,共34页，2024年2月25日，星期天蜕皮激素（moltinghormone，MH）

由前胸腺分泌，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、黑化有关。刺激蛋白质基质（如细胞色素）等的合成作用。可引起幼虫、蛹的滞育。MH有增高细胞呼吸代谢的作用。第10页,共34页，2024年2月25日，星期天保幼激素（juvenilehormone，JH）

由咽侧体分泌，保持幼虫生理状态，抑制蜕皮和变态

特点：

分泌有周期性。一般蜕皮前分泌少，蜕皮后分泌多。

JH分泌过量，产生超龄幼体（畸形）。

JH一般无专一性，各种昆虫的JH属于某一种。第11页,共34页，2024年2月25日，星期天第三节激素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，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；

(3)激素对靶子器的作用过程

第12页,共34页，2024年2月25日，星期天(1)活化过程

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、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，脑激素经过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。第13页,共34页，2024年2月25日，星期天(2)激素的分泌、结合和运动过程

当昆虫体内的内分泌器官接受脑神经分泌物质的刺激作用后，内分泌细胞开始产生特有的激素，如蜕皮激素和保幼激素。这些激素与蛋白质载体结合，靠体液运送到靶细胞。(3)激素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mRNA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。第14页,共34页，2024年2月25日，星期天在BH的作用下当JH＞MH时幼虫蜕皮幼虫当JH＜MH时幼虫脱皮后蛹当JH=0MH单独作用时蛹羽化为成虫第15页,共34页，2024年2月25日，星期天第四节昆虫的外激素

外激素（pheromone）又称信息激素（messages），是由昆虫特殊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。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。第16页,共34页，2024年2月25日，星期天1．种内信息素

（1）性信息素（sexpheromone）（2）集结信息素（aggregationpheromone）（3）报警信息素（alarmpheromone）（4）标记信息素（trailpheromone）2．种间信息素（allelochemics）（1）利己素（allomone）（2）利它素（kairomone）（3）协同素（synomone）第17页,共34页，2024年2月25日，星期天（1）性信息素（sexpheromone）

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，能引诱同种异性个体进行交尾的化学物质。第18页,共34页，2024年2月25日，星期天

鳞翅目雌虫释放的性信息素腺体，一般位于腹末生殖孔附近，腺体起源于节间榴膜，通常处于第8、第9腹节之间。蝶类通常由雄虫释放性信息素，一种斑蝶雄性后腹部有1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，散布性外激素。鞘翅目昆虫的性信息素，有的在粪便中，有的在后肠，有的却在腹部末端。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，而蜜蜂却由上颚腺分泌。第19页,共34页，2024年2月25日，星期天性外激素的通讯方法

接受：触角为主，口须等。敏感度达分子水平，

1~2个分子。

释放：

传递介质：空气，水流（水生昆虫）。

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20页,共34页，2024年2月25日，星期天（2）集结信息素（aggregationpheromone）

聚集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（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21页,共34页，2024年2月25日，星期天（3）告警信息素（alarmpheromone）

当昆虫受到天敌侵袭时，释放到体外并引起同种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22页,共34页，2024年2月25日，星期天（4）标迹信息素（trailpheromone）

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。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23页,共34页，2024年2月25日，星期天2．种间信息素（allelochemics）

（1）利己素（allomone）

利己素是由一种昆虫释放，能引起其它种个体行为反应的化学物质，其行为对释放者有利。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24页,共34页，2024年2月25日，星期天（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、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25页,共34页，2024年2月25日，星期天（3）协同素（synomone）

协同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，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26页,共34页，2024年2月25日，星期天第五节昆虫激素的应用昆虫类内激素的应用昆虫类外激素的应用第27页,共34页，2024年2月25日，星期天5.1昆虫类内激素农药的应用

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用。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、灭幼脲、扑虱灵等。第28页,共34页，2024年2月25日，星期天保幼激素类似物

人工合成JH类似物，对农、林、仓库害虫、卫生昆虫的防治展示了广泛的应用前景及益虫的利用上。例家蚕，5龄时食量大，用人工合成的JH，产生巨型幼虫，茧大，提高茧产量达20%。第29页,共34页，2024年2月25日，星期天目前成功的不多，原因：

农业害虫，90%幼虫危害，虫龄不齐，不好操作。JH类似物在空气中易被氧化光解、失效，残效期短。MH有公害，与人类的避孕药结构相似。MH对昆虫体壁的渗透性差。第30页,共34页，2024年2月25日，星期天5.2昆虫外激素的应用作为害虫预测预报的工具。进行发生期、发生量、分布区域的预测。直接防治大量诱捕法。诱杀田间雄虫，使雌雄比例失调。迷向法。使雄虫找不到雌虫的准确位置。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。——性信息素的应用为主第31页,共34页，2024年2月25日，星期天追踪信息素

在白蚁的发生区，诱集白蚁，或在蚁巢附近撒含有杀虫剂的追踪激素，让白蚁沿道将杀虫剂