天?？坪托◇紒喛评ハx(chóng)信息化學(xué)物質(zhì)研究進(jìn)展

陸鵬飛孫江華

(1.北京林業(yè)大學(xué)省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所農(nóng)業(yè)蟲(chóng)害鼠害綜合治理研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101)

天?？艭erambycidae，隸屬于鞘翅目Coleoptera，目前全世界確定約有35 000種，中國(guó)紀(jì)錄約有3 000種[1]。天?？评ハx(chóng)給我國(guó)林業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)巨大危害，是林業(yè)上常見(jiàn)的檢疫對(duì)象。在我國(guó)，常見(jiàn)的天牛有桑天牛Apriona germari、青楊脊虎天牛Xylotrechus rusticus、星天牛Anoplophora chinensis、光肩星天牛Anoplophora glabripennis、雙條杉天牛Semanotus bifasciatus、松墨天牛Monochamus alternatus、云斑天牛Batocera horsfieldi等。天牛幼蟲(chóng)隱蔽活動(dòng)、分散危害，幼蟲(chóng)期防治很難打破逐株施藥的局限；成蟲(chóng)喜在衰弱木或新伐木上產(chǎn)卵、裸露活動(dòng)、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，是防治的關(guān)鍵時(shí)期。

小蠹亞科Scolytinae，隸屬鞘翅目Coleoptera象蟲(chóng)科Curculionidae，是鞘翅目中進(jìn)化速度較快的一個(gè)種群，全世界記錄的小蠹有241屬6 000余種，我國(guó)所記錄的種類約有500余種。大多數(shù)小蠹屬于森林次生性害蟲(chóng)，危害倒木、枯死木及樹(shù)勢(shì)較弱的林木，從而導(dǎo)致被害植株死亡；少部分小蠹種類為初期性害蟲(chóng)，可以對(duì)健康樹(shù)木造成傷害。我國(guó)常見(jiàn)種類有紅脂大小蠹Dendroctonus valens、華山松大小蠹Dendroctonus armandi、落葉松八齒小蠹Ips subelongatus、云杉八齒小蠹Ips typographus、重齒小蠹Ips duplicatus、縱坑切梢小蠹Tomicus piniperda。小蠹類害蟲(chóng)分布范圍廣、繁殖速度快，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在林內(nèi)成群分布，終生啃食樹(shù)干，是我國(guó)目前最主要的森林蛀干檢疫性害蟲(chóng)。成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)蛀食樹(shù)皮或木質(zhì)部，形成分支的隧道，成蟲(chóng)羽化出蟄是防治的關(guān)鍵時(shí)期[2]。

昆蟲(chóng)化學(xué)生態(tài)學(xué)中信息化學(xué)物質(zhì)研究領(lǐng)域不斷取得重大進(jìn)展，尤其是對(duì)鞘翅目天?？坪托◇紒喛评ハx(chóng)的研究較多。目前，從多種天牛和小蠹中鑒定出的信息化學(xué)物質(zhì)在其配偶尋找、寄主定向、躲避攻擊等活動(dòng)中起著極其重要的作用，已成為探索天牛和小蠹類害蟲(chóng)防治的新途徑。筆者系統(tǒng)梳理了這兩類蛀干害蟲(chóng)信息化學(xué)物質(zhì)的成分、室內(nèi)活性生測(cè)、林間誘捕等研究進(jìn)展，綜述了兩類害蟲(chóng)化學(xué)通訊分子機(jī)制的最新成果，為下一步開(kāi)展化學(xué)生態(tài)調(diào)控提供新思路，也為其他林業(yè)蛀干害蟲(chóng)的防控提供借鑒。

1 天?？评ハx(chóng)及其寄主植物信息化學(xué)物質(zhì)的研究

1.1 天牛科昆蟲(chóng)信息素

迄今已報(bào)道了約100多種天牛性信息素，主要集中在天牛亞科Cerambycinae的葡萄虎天牛Xylotrechus pyrrhoderus、青楊脊虎天牛，溝脛天牛亞科Lamiinae[3]的桑天牛、青楊天牛Saperda populnea；幽天牛亞科Aseminae和鋸天牛亞科Prioninae等也有報(bào)道。

天牛性信息素在種群繁衍過(guò)程中能顯著影響成蟲(chóng)的求偶交配和產(chǎn)卵行為，現(xiàn)代科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，天牛雌雄成蟲(chóng)均可釋放性信息素，但彼此之間存在一定差異。

葡萄虎天牛雄蟲(chóng)釋放的性信息素是第一個(gè)被分離鑒定出來(lái)的，其組分為(2S，3S)-辛二酸和(2S)-羥基-3-辛酮[4]；青楊脊虎天牛雌雄成蟲(chóng)體表提取液中發(fā)現(xiàn)其主要物質(zhì)都是烷烴類化合物，其中雄蟲(chóng)特有組分明顯多于雌蟲(chóng)，特有組分中除烷烴外僅有二叔丁對(duì)甲酚，雌蟲(chóng)提取液的特有組分為鄰苯二甲酸丁酯、11-甲基二十七烷、13-甲基二十九烷和15-甲基三十一烷4種化合物[5]。

桑天牛雌雄成蟲(chóng)整體及其腹末組織提取物中發(fā)現(xiàn)其化學(xué)物質(zhì)均含有2，6-二叔丁基對(duì)甲基苯酚、十九碳烯、1，2-環(huán)氧十八烷、二十三烷、二十四烷、順-9-二十三碳烯、二十六烷、二十七烷、二十八烷和二十九烷，其中相對(duì)含量最高的是順-9-二十三碳烯，其次是二十七烷和二十九烷，兩者在不同提取物中的含量均表現(xiàn)為雌蟲(chóng)略高于雄蟲(chóng)[6]；對(duì)青楊天牛腹部、糞便、刻槽粗提液進(jìn)行GC-MS分析，發(fā)現(xiàn)其主要物質(zhì)主要包括醇類、醛類、酮類、酯類、芳香族化合物、萜烯類物質(zhì)和含氮化合物幾類，另外通過(guò)對(duì)其粗提液物質(zhì)及相關(guān)文獻(xiàn)的分析對(duì)比，可推測(cè)出檸檬烯、芳樟醇、壬酸、壬醛、水楊酸甲酯、法尼烯等一些物質(zhì)可能是青楊天牛產(chǎn)卵忌避信息素的成分[7]。

對(duì)溝脛天牛亞科中光肩星天牛的信息素研究較多。2002年，發(fā)現(xiàn)雄蟲(chóng)釋放的聚集信息素4-庚氧基丁醇和4-庚氧基丁醛1∶1比例的混合物對(duì)光肩星天牛成蟲(chóng)具有吸引力[8]；2003年，發(fā)現(xiàn)光肩星天牛雌蟲(chóng)的接觸型信息素(Z)-9-二十三烯、(Z)-9-二十五烯、(Z)-7-二十五烯、(Z)-9-二十七烯、(Z)-7-二十七烯的比例為1∶2∶2∶8∶1，雄蟲(chóng)通過(guò)觸角觸碰雌蟲(chóng)背部感知信息素，識(shí)別雌蟲(chóng)從而與之交配[9]；2014年，發(fā)現(xiàn)在光肩星天牛中還存在著雄蟲(chóng)追蹤雌蟲(chóng)的一種示蹤信息素，雌蟲(chóng)釋放的2-甲基二十二烷、(Z)-9-二十三烯，對(duì)于雄蟲(chóng)有著顯著的引誘效果，同時(shí)這種信息素在雌性中間還存在著排斥作用，使雌蟲(chóng)之間相互間隔[10]；2015年，研究發(fā)現(xiàn)在光肩星天牛中存在的雄性聚集信息素4-庚氧基丁醇和4-庚氧基丁醛，也存在于星天牛中，并且對(duì)星天牛的雌雄蟲(chóng)都具有吸引力[11]。

其他溝脛天牛亞科害蟲(chóng)，例如早期研究發(fā)現(xiàn)墨天牛屬M(fèi)onochamus的加洛墨天牛M.galloprovincialis的雄蟲(chóng)長(zhǎng)距離性信息素2-(undecyloxy)-ethanol[12]，之后發(fā)現(xiàn)其也可引誘松墨天牛成蟲(chóng)[13]；2015年，在松墨天牛雄蟲(chóng)體內(nèi)鑒定出1種性信息素壬醛[14]。

寄主利它素α-蒎烯和乙醇結(jié)合使用能夠有效誘捕幽天牛亞科的褐梗天牛Arhopalus rusticus成蟲(chóng)[15]。近年來(lái)ˇZuniˇc-Kosi等分析鑒定了褐梗天?？赡艿木奂孕畔⑺亟M分，并明確了(2S，5E)-6，10-二甲基-5，9-十一碳二烯醇((S)-fuscumol)為其聚集性信息素[16]。利用二氯甲烷和乙醇混合物作為溶劑提取云斑天牛雌蟲(chóng)信息素，推測(cè)二十五烷、11-甲基二十五烷、2-甲基二十六烷、二十七烷、13-甲基二十七烷、3-甲基二十七烷、9-甲基二十九烷為云斑天牛雌蟲(chóng)的接觸性信息素[17]。

利用十一甲基二十五烷、十一甲基二十六烷、十一甲基二十七烷的配比物(10.0∶1.3∶6.2)代替鋸天牛亞科雙條杉天牛雌蟲(chóng)信息素涂抹離心管，可以引起約83%的雄蟲(chóng)交配行為，說(shuō)明這3種物質(zhì)可能是雙條杉天牛的接觸性識(shí)別信息素[18]。

1.2 天牛科昆蟲(chóng)寄主揮發(fā)物

寄主植物的揮發(fā)性物質(zhì)，多為復(fù)合成分，其組分和構(gòu)成比例是其特異性的基礎(chǔ)[19]。寄主揮發(fā)物既是同種生境模式下植物類群之間的特定信號(hào)物質(zhì)，也是直接影響天牛成蟲(chóng)取食與產(chǎn)卵選擇的重要信號(hào)物質(zhì)，在天牛尋找特定寄主和配偶行為中起著十分重要的作用。萜烯類和醇類物質(zhì)是天牛科寄主信息素的常見(jiàn)成分。

青楊脊虎天牛不同時(shí)期，相對(duì)應(yīng)的楊樹(shù)揮發(fā)物的化學(xué)組成不同。在青楊脊虎天牛成蟲(chóng)產(chǎn)卵期，苯甲醇、2-羥基苯甲醛以及烷烴化合物是寄主揮發(fā)物的主要成分；在非產(chǎn)卵期，鄰羥基苯甲醛、亞油酸和11，14，17-二十碳三烯酸甲基酯是提取物中的共有組分，同時(shí)這一時(shí)期不同抗性樹(shù)種的樹(shù)干揮發(fā)物中存在3-苯基丙稀醛、姜烯、苯酚、別香木蘭烯、γ-蛇麻烯、α-蛇麻烯、γ-杜松烯、d-杜松烯和樟腦等抗蟲(chóng)水平高的不同樹(shù)種的特異組分，香豆素在抗蟲(chóng)水平低的小青 ×黑楊Populus pseudo-simonii×P.nigra、大青楊Populus ussuriensis和小葉楊Populus simonii中都存在，這些物質(zhì)可能在天牛對(duì)寄主的選擇中發(fā)揮作用，使樹(shù)木自身表現(xiàn)出不同的抗蟲(chóng)性[5]。對(duì)檸條綠虎天牛Chlorophorus caragana5種寄主的揮發(fā)物分析發(fā)現(xiàn)，小葉錦雞兒Caragana microphylla中主要物質(zhì)為順式羅勒烯、乙酸葉醇酯、1，3-戊二烯異佛爾酮、β-欖香烯；中間錦雞兒Caragana intermedia主要物質(zhì)為順式羅勒烯、1，3-戊二烯、檸檬烯、α-蒎烯；檸條錦雞兒Caragana korshinskii主要物質(zhì)為順式羅勒稀、1，3-戊二烯、乙酸葉醇酯、正十五烷、異佛爾酮；矮腳錦雞兒Caragana brachypoda主要物質(zhì)為乙酸葉醇酯、壬烯、正辛烯、紫蘇烯、癸醛、α-蒎烯；卷葉錦雞兒Caragana ordosica主要物質(zhì)為紫蘇烯、鄰苯二甲酸二丁酯、壬醛、順式羅勒烯、正十五烷[20-21]。

星天牛對(duì)寄主楝樹(shù)Melia azedarach揮發(fā)物中的壬醛、松油醇、4-松油烯醇、芳樟醇、β-蒎烯、L-α-蒎烯、月桂烯、丁苯以及桃金娘烯醇產(chǎn)生明顯觸角電位反應(yīng)[22-23]，觸角對(duì)沙糖橘Citrus reticulate揮發(fā)物中的苯并噻唑、松油醇、α-蒎烯、石竹烯、檸檬烯反應(yīng)強(qiáng)烈[23]。光肩星天牛寄主揮發(fā)物研究較多，常見(jiàn)的有醇類和萜烯類，各類寄主植物揮發(fā)物對(duì)光肩星天牛的影響可大致分為引誘和驅(qū)避兩個(gè)作用。對(duì)光肩星天牛具有驅(qū)避作用的寄主信息素有月桂烯、羅勒烯、角鯊烯、香葉基丙酮(E)-1-戊烯-3-醇等[24-26]。常見(jiàn)的具有引誘作用的寄主揮發(fā)物質(zhì)3-蒈烯、(E)-石竹烯對(duì)雄蟲(chóng)具有很強(qiáng)的引誘力[27]，S-α-蒎烯、S-β-蒎烯、乙酸乙酯、R-α-蒎烯、水芹烯、莰烯、順-3-己烯醇、乙酸丁酯、丁酸乙酯、丙酸丙酯、1-戊醇和2-戊醇對(duì)光肩星天牛都具有顯著的引誘效果[2，28-29]。光肩星天牛的寄主中，垂柳和楊樹(shù)的主要揮發(fā)物有醛類、酯類、萜烯類，苦楝Melia azedarach主要揮發(fā)物是萜烯類。光肩星天牛對(duì)垂柳、苦楝、意楊Populus euramevicana的選擇性較高，不僅與α-蒎烯、莰烯這類常見(jiàn)的具有引誘作用的萜稀類化合物有關(guān)，還可能與寄主植物的揮發(fā)物中萜烯類化合物種類較多有關(guān)[30]。

李建光等在光肩星天牛寄主揮發(fā)物方面做了大量工作[31-34]。復(fù)葉槭Acer negundo主要揮發(fā)物為乙酸丁酯、壬醛、癸醛、2-乙基正己醇、己醛、丁醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮；柳樹(shù)主要揮發(fā)物為莰烯、己酸丁酯、苯甲醛、α-蒎烯、己醛、壬醛；合作楊Populus opera中主要揮發(fā)物有己酸丁酯、苯甲醛、莰烯、壬醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮；小美旱楊Populus popularis中主要揮發(fā)物為庚醇、莰烯、乙酸丁酯[31]；旱柳Salix matsudana揮發(fā)物質(zhì)主要為酯類、萜類和醛類，有乙酸丁酯、丙酸丙酯、順-3-己烯醇乙酸酯、丁酸乙酯、己醛、壬醛、莰烯、α-蒎烯、γ-萜品烯等；毛白楊Populus tomentosa主要揮發(fā)物為醛類，有壬醛、葵醛、己醛、反-2-己烯醛；新疆楊Populus albavar.pyramidalis主要揮發(fā)物為醇類和醛類，有丁醇、辛醇、癸醇、丁氧基乙氧基乙醇、壬醛、己醛、呋喃甲醛、辛醛[32]。光肩星天牛寄主五角楓Acer pictumsubsp.mono主要揮發(fā)物為(E)-乙酸-3-己烯酯、丁酸-4-己烯酯、壬醛、(E)-2-癸烯醛、癸醛、2-己烯醛等酯類和醛類；華北五角楓Acer truncatum主要揮發(fā)物為(E)-乙酸-3-己烯酯、乙酸乙酯、反-3-己烯醇、乙基己醇、反-2-癸烯醇、α-蒎烯、β-蒎烯、羅勒烯、苧烯等酯類、醇類和萜烯類物質(zhì)；挪威槭Acer platanoides主要揮發(fā)物為(E)-乙酸-3-己烯酯、反-2-2己烯醇、2-甲基-4-丁烯醛、2-己烯醛、壬醛、癸醛等酯類、醇類、醛類物質(zhì)[33]。在光肩星天牛寄主植物五角楓中，乙酸丁酯、2-壬醇、乙酸己酯、3-甲基-2-丁醇、1-辛烯、3-蒈烯、1-丁醇等為五角楓被咬食后誘導(dǎo)產(chǎn)生的植物揮發(fā)物[34]。

其他溝脛天牛亞科害蟲(chóng)，利用林間驅(qū)避試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、檸檬烯、長(zhǎng)葉烯和4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚的混合物對(duì)松墨天牛雌蟲(chóng)具有驅(qū)避作用[35]。分析松墨天牛寄主植物馬尾松和黑松自然狀態(tài)下在不同受害階段揮發(fā)物的變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，在發(fā)病早期和中期，最主要的揮發(fā)成分為α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、(＋)-3-蒈烯、檸檬烯，且隨著發(fā)病程度的加深，揮發(fā)物種類逐漸下降[36]。云斑天牛寄主植物楊樹(shù)和薔薇的揮發(fā)物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)，3-蒈烯是成蟲(chóng)取食寄主野薔薇Rosa multiflora的特異成分，1-戊烯-3-醇、3-戊醇和順-2-戊烯醇是成蟲(chóng)產(chǎn)卵寄主楊樹(shù)的特異成分，順-3-己烯醇、己醛和反-2-己烯醛是它們的共有組分[37]。云斑天牛寄主植物法國(guó)冬青Viburnum odoratissimumvar.awabuki和光皮樺Betula luminifera中的主要物質(zhì)為正已醛，1-己醇，(E)-3-己烯酸，3，7-二甲基 -1，6辛二烯 -3-醇，(E)-3-己烯酸[38]。銹色粒肩天牛Apriona swainsoni寄主國(guó)槐Sophora japonica枝條揮發(fā)物中均含有大量萜烯類物質(zhì)主要為α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、羅勒烯、d-檸檬烯[39]。

幽天牛亞科的褐梗天牛新成蟲(chóng)羽化補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)期寄主植物云南松和華山松的松針、嫩梢皮、韌皮，蒸餾提取揮發(fā)物的主要成分為α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、3-蒈烯、檸檬烯、β-水芹烯[40]。對(duì)北京地區(qū)褐梗天牛寄主植物揮發(fā)物進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，桑樹(shù)Morus alba中主要信息素物質(zhì)是1，3-丁二醇、葉醇、己醇、乙酸葉醇酯、反-3-己烯基丁酯、順式-3-己烯醇2-甲基丁酸酯、1，3-丁二醇、己醇、順 -2-己烯-1-醇；柘樹(shù)Cudrania tricuspidate中主要信息素物質(zhì)是壬醛、癸醛、正辛醛、苯甲醛、庚醛、1-辛烯、羅勒烯、丁酸、乙酸；構(gòu)樹(shù)Broussonetia papyrifera中主要信息素物質(zhì)是乙酸葉醇酯、反-3-己烯基丁酯、苯甲酸葉醇酯、間戊二烯、羅勒烯、順-2-甲基-7-十八烯、4-甲基-1，5-庚二烯、甘菊藍(lán)；無(wú)花果Ficus carica中主要信息素物質(zhì)是反-β-羅勒烯、羅勒烯、α-法呢烯、長(zhǎng)葉烯[41]。

鋸天牛亞科雙條杉天牛寄主的揮發(fā)物主要為單萜類和倍半萜類，α-側(cè)柏烯、α-蒎烯、β-蒎烯、β-石竹烯、橙花叔醇5種物質(zhì)可能對(duì)雙條杉天牛成蟲(chóng)有引誘活性，天冬氨酸乙酯和甲苯可能對(duì)雙條杉天牛成蟲(chóng)無(wú)引誘活性[42]。衰弱側(cè)柏Platycladus orientalis的揮發(fā)性物質(zhì)中檢測(cè)到莰烯、γ-松油烯和(＋)-4蒈烯，推測(cè)這3種組分很可能對(duì)雙條杉天牛的趨性行為有重要影響，且在健康和衰弱側(cè)柏枝條經(jīng)刻傷后均發(fā)現(xiàn)有雪松烯釋放[43]。雙條杉天牛寄主側(cè)柏粗提物中主要成分為單萜類化合物、羅漢柏烯、柏木腦及樹(shù)脂酸，且餌木會(huì)大量釋放月桂烯、α-萜品烯、3-檸烯[44]。雙條杉天牛寄主側(cè)柏?fù)]發(fā)物主要包含3大類物質(zhì):單萜類、倍半萜類和腦類等大分子量的類化合物，以側(cè)柏稀、α-蒎烯和3-蒈烯的相對(duì)含量較高。餌木對(duì)其具有強(qiáng)烈吸引作用，而龍腦、2-蒈烯和對(duì)傘花烴在側(cè)柏餌木中檢測(cè)到，且石竹烯、β-蒎烯、檸檬烯和薄荷烯釋放量也較高[45]。經(jīng)GC-MS分析發(fā)現(xiàn)，雙條杉天牛寄主側(cè)柏的揮發(fā)物與前人研究一致，均含α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、萜品烯、檸檬烯、雪松烯、石竹烯、羅漢柏烯、柏木腦、庫(kù)貝醇和13甲基 -13乙基 -羅漢松-7-烯-3-酮等[46]。

1.3 天牛對(duì)信息化學(xué)物質(zhì)室內(nèi)行為反應(yīng)

青楊脊虎天牛雌雄成蟲(chóng)對(duì)不同物質(zhì)的敏感度是不同的，雌蟲(chóng)對(duì)200 μg劑量下的苯酚和樟腦反應(yīng)明顯，而雄蟲(chóng)對(duì)相同濃度下的苯甲酸反應(yīng)明顯；雌雄成蟲(chóng)對(duì)2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚都沒(méi)有反應(yīng)，而雌雄兩性在糠醛最高反應(yīng)劑量200 μg下能產(chǎn)生顯著的電生理反應(yīng)[5]。檸條綠虎天牛雌雄蟲(chóng)均可被異佛爾酮和β-蒎烯吸引，檸檬烯僅對(duì)雌蟲(chóng)有吸引作用，對(duì)雄蟲(chóng)的吸引作用沒(méi)有達(dá)到顯著水平；乙酸葉醇酯、壬稀和壬醛對(duì)檸條綠虎天牛雌雄蟲(chóng)均產(chǎn)生驅(qū)避作用，其中只有壬醛對(duì)雄蟲(chóng)的驅(qū)避作用不顯著；檸條綠虎天牛雌雄蟲(chóng)對(duì)α-蒎烯、鄰苯二甲酸二丁酯、1，3-戊二烯3種物質(zhì)無(wú)明顯的選擇行為[21]。

二十二碳烯和二十九烷對(duì)桑天牛雄成蟲(chóng)具有一定的引誘作用，引誘率分別為60.00%和66.67%，而十九碳烯、順-9-二十三碳烯和二十七烷則不具有明顯的引誘作用；二十七烷和二十九烷對(duì)桑天牛雌蟲(chóng)引誘作用最為明顯，引誘率分別達(dá)87.50%和85.71%，十九碳烯則對(duì)雌成蟲(chóng)產(chǎn)生顯著的驅(qū)避作用；其次是二十二碳烯和順-9-二十三碳烯，引誘率約在60.00%[6]。通過(guò)四臂嗅覺(jué)儀測(cè)定發(fā)現(xiàn)，?？浦参锏膿]發(fā)物中，癸醛、壬醛、羅勒烯對(duì)桑天牛成蟲(chóng)有一定的引誘作用[47]。褐梗天牛對(duì)于低濃度化合物的嗅覺(jué)反應(yīng)并不敏感，對(duì)α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯的反應(yīng)較強(qiáng)[48]。用甲苯、丙酮、乙醇浸泡苦楝樹(shù)葉及嫩枝皮，并用浸提液制成濾紙和木塊誘芯對(duì)星天牛成蟲(chóng)進(jìn)行引誘試驗(yàn)，效果較好，且雌蟲(chóng)在誘芯上表現(xiàn)出產(chǎn)卵動(dòng)作，苦楝的浸提液在室內(nèi)行為試驗(yàn)中顯示出對(duì)星天牛有較強(qiáng)的引誘能力[49]。

對(duì)光肩星天牛的研究較多，庚醛、壬醛和十六醛對(duì)光肩星天牛有著較好的引誘效果[50]。α-長(zhǎng)葉蒎烯為光肩星天牛雌性信息素，在高劑量時(shí)對(duì)雄蟲(chóng)具有吸引力，低劑量時(shí)則沒(méi)有[51]。

李建光等在光肩星天牛行為反應(yīng)方面研究較多[31，52-53]。在四臂嗅覺(jué)儀中觀察到，順-3-己烯醇、乙酸丁酯、丁酸乙酯、丙酸丙酯及傘花烴對(duì)光肩星天牛具有較強(qiáng)正趨性[31]。在Y型嗅覺(jué)儀試驗(yàn)中，ρ-薄荷-1，4(8)-二烯、γ-萜品烯對(duì)光肩星天牛有引誘作用，長(zhǎng)葉烯、α-萜品烯對(duì)光肩星天牛有顯著引誘作用，3-蒈烯具有顯著驅(qū)避作用[52]。寄主上羽化的光肩星天牛成蟲(chóng)對(duì)幼蟲(chóng)生活的寄主植物表現(xiàn)出明顯的正趨向作用，能通過(guò)氣味識(shí)別原來(lái)的寄主[53]。

不同濃度的羅漢柏烯單體在雙條杉天牛觸角電位和行為測(cè)定中都有較好的效果，推測(cè)該物質(zhì)很可能是引誘其主要物質(zhì)[44]。利用Y型嗅覺(jué)儀測(cè)定發(fā)現(xiàn)，1%濃度的檸檬烯、3-蒈烯和羅漢柏烯對(duì)雙條杉天牛有明顯引誘作用，原液和濃度10%的α-萜品烯對(duì)天牛的引誘效果最強(qiáng)[46]。

1.4 天牛對(duì)信息化學(xué)物質(zhì)電生理反應(yīng)

在室內(nèi)EAG試驗(yàn)中，1，2-環(huán)己二酮、2-環(huán)己烯-1-酮、對(duì)二甲苯、苯乙醇、苯酚可以引誘青楊天牛[7]。松墨天牛成蟲(chóng)對(duì)α-蒎烯和乙醇1∶2的復(fù)配物EAG反應(yīng)最強(qiáng)，α-蒎烯、β-蒎烯等原液對(duì)松墨天牛雌蟲(chóng)具驅(qū)避作用，而乙醇原液、β-蒎烯(體積比1%)、α-蒎烯(1% ～0.1%)、α- 萜品烯(0.01%)、α-萜品醇(0.01%)對(duì)雌成蟲(chóng)具引誘作用[54]。成蟲(chóng)對(duì)α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、(＋)-3-蒈烯、松油烯均有較強(qiáng)的EAG反應(yīng)，在田間試驗(yàn)中可誘捕到雌雄兩性天牛，且僅在受害馬尾松上聚集交配[55]。降低α-蒎烯，增加β-蒎烯的含量可能有利于引誘松墨天牛[56]。 濃度為1 μg/μL 和 0.1 μg/μL 的順 -3-己烯醇以及1 μg/μL的反 -2-己烯醇對(duì)云斑天牛雄蟲(chóng)有明顯吸引作用，濃度為1 μg/μL的順-3-己烯醇和0.1 μg/μL的3-戊醇對(duì)云斑天牛雌蟲(chóng)有明顯吸引作用[37]。

復(fù)葉槭Acer negundo的揮發(fā)物己醇、反-2-己烯醇、青葉醇、己醛、乙酸丁酯、青葉醛6種單獨(dú)成分對(duì)光肩星天牛具有較強(qiáng)觸角電位反應(yīng)活性，其中己醛可能為負(fù)作用，青葉醛和乙酸丁酯、糠醛、甲基糠醛混合時(shí)觸角電位活性會(huì)得到增強(qiáng)[57]。光肩星天牛對(duì)脂肪族化合物如己醇、反-2-己烯醇、順-3-己烯醇及反-2-己烯醛反應(yīng)較大；反-2-己烯醛、糠醛、乙酸丁酯和甲基糠醛混合后能夠增加光肩星天牛觸角電位活性[31]。丁醇、戊醇和順-3-己烯在GC-EAD試驗(yàn)中能夠引起光肩星天牛觸角反應(yīng)[58]。

鋸天牛亞科的雙條杉天牛對(duì)香檜烯、側(cè)柏醇、(-)-檸檬烯以及小蠹蟲(chóng)的聚集信息素小蠹烯醇、小蠹二烯醇和馬鞭草烯醇有很好的觸角電位反應(yīng)活性[59]。根據(jù)EAG反應(yīng)，推測(cè)羅漢柏烯和雪松醇可能是側(cè)柏植物中引誘雙條杉天牛的重要活性組分[60]。1%檸檬烯、1%羅漢柏烯、10%和1%γ-萜品烯溶液對(duì)雙條杉天牛有明顯的引誘作用[44]。雙條杉天牛對(duì)3-蒈烯和石竹烯有較大正趨性，對(duì)α-蒎烯呈負(fù)趨性，與之前研究相一致。對(duì)萜品油烯、γ-萜品烯、3-蒈烯、α-蒎烯、α-雪松烯、石竹烯的10%溶液，以體積比1∶1的混合物，也可吸引雙條杉天牛[45]。利用4種溶劑提取側(cè)柏?fù)]發(fā)物時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乙醇用量為20 μL時(shí)所得提取物對(duì)雙條杉天牛有最大觸角電位反應(yīng)[61]。

1.5 信息化學(xué)物質(zhì)的林間誘捕試驗(yàn)

檸條綠虎天牛中以健康的和受害的檸條錦雞兒樹(shù)干部的揮發(fā)性物質(zhì)鑒定結(jié)果為依據(jù)，異氟爾酮、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、順式-3-己烯-1-醇和3-戊酮5種揮發(fā)性醇酮醋類物質(zhì)進(jìn)行復(fù)配，顯示單體異氟爾酮對(duì)檸條綠虎天牛的野外誘集效果最好且穩(wěn)定[62]；紅緣天牛Asias halodendri的引誘劑主要成分為(E)-2-己烯醛、(Z)-3-己烯-1-醇，EAG相對(duì)值與誘集數(shù)量的吻合度最佳，其EAG相對(duì)值最高，林間誘集數(shù)量同時(shí)也最高[63]。利用寄主植物揮發(fā)性物質(zhì)與性信息素混合可以起到增效作用，如(E)-2-己烯醛、(Z)-3-己烯-1-醇、1-二十二烯混合使用[63]。

苦楝揮發(fā)物4-庚氧基丁醇和4-庚氧基丁醛聚集信息素和莰烯、順-3-己烯-1-醇、羅勒烯、β-石竹烯混合對(duì)星天牛有較好誘捕效果；含有4-庚氧基丁醇和4-庚氧基丁醛誘捕到的雌蟲(chóng)比例更高，此結(jié)果與光肩星天牛表現(xiàn)一致[64]。松墨天牛幼蟲(chóng)蟲(chóng)糞中的α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、檸檬烯、長(zhǎng)葉烯和4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚混合物對(duì)其產(chǎn)卵會(huì)產(chǎn)生驅(qū)避作用[65]。利用壬醛、齒小蠹二烯醇、齒小蠹烯醇、α-蒎烯制備誘芯，對(duì)松墨天牛林間誘捕效果十分有效[66]。

褐色誘捕器與135 mg/d的1-戊醇或2-戊醇組合，對(duì)光肩星天牛的誘捕效果最佳，加入雄性信息素4-庚氧基丁醇和4-庚氧基丁醛后，誘捕量達(dá)到最高[67]。信息素中添加L-芳樟醇、(Z)-3-己烯-1-醇、氧化芳樟醇、β-石竹烯和反式松香芹醇的混合物顯著提高了對(duì)光肩星天牛雌蟲(chóng)的誘捕率[68]。使用正丁醇、正戊醇和仲戊醇混合物，對(duì)光肩星天牛有顯著的引誘效果[69]；以8∶9∶1比例配制而成的芳樟醇、反式石竹烯和順-3-己烯-1-醇引誘劑對(duì)光肩星天牛雄性引誘效果極佳[70]。通過(guò)田間誘捕證實(shí)，單體物質(zhì)順-3-己烯醇和丁酸乙酯對(duì)光肩星天牛誘捕效果佳，乙酸丁酯、丙酸丙酯和反-2-己烯醇乙酸酯1∶1∶1混合引誘效果突出[31]。

以改裝簡(jiǎn)易蒸餾法和超臨界CO2萃取法提取的側(cè)柏?fù)]發(fā)物對(duì)雙條杉天牛具有引誘作用，其共有成分為羅漢柏烯和柏木腦，用50%的乙醇做溶劑，采用改裝簡(jiǎn)易蒸餾法提取寄主的植物揮發(fā)物，與α-蒎烯∶β-蒎烯∶3-蒈烯∶檸檬烯∶羅漢柏烯∶α-萜品烯為 1∶1∶10∶1∶1∶1混配在野外誘捕效果很好[46]。柏木酮和花側(cè)柏烯對(duì)雙條杉天牛的誘捕有增效作用，而含雪松烯的引誘劑基本沒(méi)有增效甚至具有抑制作用[71]。

通過(guò)褐梗天牛的聚集-性信息素(2S，5E)-6，10-二甲基-5，9-十一碳二烯醇((S)-fuscumol)與含有寄主利它素的ZL-3型天牛緩釋袋式引誘劑誘芯信息素與引誘劑結(jié)合的誘芯誘捕效果最好；林間監(jiān)測(cè)時(shí)間從褐梗天牛羽化期一直持續(xù)到9月末，林間誘捕率為58.90%[72]。褐梗天牛成蟲(chóng)對(duì)α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯和γ-萜品烯以一定比例混合的復(fù)配物的嗅覺(jué)行為反應(yīng)最為敏感，林間誘捕效果也最好，證實(shí)復(fù)配的植物源引誘劑對(duì)褐梗天牛成蟲(chóng)都具有一定的誘集效果；褐梗天牛對(duì)α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯的反應(yīng)值與稀釋濃度呈正相關(guān)，隨著濃度增加，褐梗天牛觸角的EAG相對(duì)反應(yīng)值也隨之升高，但超過(guò)飽和濃度時(shí)，成蟲(chóng)對(duì)該物質(zhì)的敏感程度降低[48]。懸掛誘捕器后第11天，褐梗天牛成蟲(chóng)引誘劑中添加反-2-己烯醛，引誘成蟲(chóng)效果最好[73]。

1.6 天?？评ハx(chóng)化學(xué)通訊分子機(jī)制

嗅覺(jué)結(jié)合蛋白主要包括氣味結(jié)合蛋白(odorantbinding proteins，OBPs)、化學(xué)感受蛋白(chemosensoryproteins，CSPs)和尼曼-匹克 C2型蛋白(Niemann-Pick type C2 proteins，NPC2)3 類[74]。 OBPs是一類可溶性蛋白，主要負(fù)責(zé)外部環(huán)境與另一種嗅覺(jué)蛋白氣味受體 (odorant receptors，ORs)間的連接。外界環(huán)境中的氣味分子一旦滲入天牛觸角表面的感器微孔，就會(huì)被OBPs結(jié)合從而增加其在感器淋巴液中的可溶性。氣味分子-OBP復(fù)合物穿過(guò)感器淋巴液到達(dá)感器樹(shù)突，激活樹(shù)突膜上表達(dá)的ORs，就會(huì)引起天牛嗅覺(jué)神經(jīng)元的興奮[75]。在研究昆蟲(chóng)寄生和取食等行為時(shí)，在觸角中又發(fā)現(xiàn)了大量的GOBPs，與昆蟲(chóng)識(shí)別植物源氣味有關(guān)[76]。后來(lái)，研究者發(fā)現(xiàn)OBPs在昆蟲(chóng)觸角以外的組織中也有表達(dá)。隨著高通量測(cè)序和蛋白質(zhì)組學(xué)的快速發(fā)展，加快了對(duì)嗅覺(jué)結(jié)合蛋白的研究。

從天牛亞科咖啡滅字脊虎天牛Xylotrechus quadripes觸角轉(zhuǎn)錄組中共分析鑒定得到24個(gè)OBP基因。RT-PCR結(jié)果表明:XquaOBP4、XquaOBP8、XquaOBP18和XquaOBP21在觸角特異表達(dá)；XquaOBP2、XquaOBP3、XquaOBP7和XquaOBP20在觸角高表達(dá)，其中部分基因除在觸角特異或高表達(dá)外，在其他組織中也有表達(dá)；其他OBPs基因在檢測(cè)的兩個(gè)或多個(gè)組織中均有不同程度的表達(dá)；部分基因在非嗅覺(jué)組織中有表達(dá)，很可能具有非嗅覺(jué)功能[77]。詹文會(huì)對(duì)咖啡滅字脊虎天牛觸角進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，鑒定篩選獲得34個(gè) OBPs，15個(gè) CSPs，60個(gè)ORs，4個(gè)SNMPs；其中XgraCSP2在雌雄蟲(chóng)觸角、頭、足中都有表達(dá)，推測(cè)其可能參與感知普通氣味，具有多種生理功能；XgraCSP4主要在雌蟲(chóng)觸角、頭中表達(dá)，可能具有定位寄主、尋找產(chǎn)卵場(chǎng)等功能，同時(shí)具有感知普通氣味的功能；XgraCSP5主要在雄蟲(chóng)觸角中高表達(dá)，推測(cè)其可能參與感知雌蟲(chóng)性信息素；XgraCSP9主要在雌蟲(chóng)觸角中高表達(dá)，推測(cè)其在功能上具有雌蟲(chóng)特異性，與尋找產(chǎn)卵場(chǎng)所和釋放性信息素有關(guān)[78]。

目前在桑天牛中分析鑒定得到150個(gè)嗅覺(jué)相關(guān)基因，包括 62個(gè) OBPs、25個(gè) CSPs、42個(gè) ORs[79]。其中27個(gè)AgerOR呈現(xiàn)觸角特異性表達(dá)或高表達(dá)，說(shuō)明其在桑天牛寄主選擇、交配產(chǎn)卵等行為中發(fā)揮著重要作用；16個(gè)AgerOR在下顎須中有表達(dá)，說(shuō)明其與味覺(jué)相關(guān)；13個(gè)AgerOR在雄性腹部末端呈現(xiàn)高表達(dá)，說(shuō)明其在桑天牛識(shí)別接觸信息素過(guò)程中扮演著重要角色[79]。李廣偉 等對(duì)黃斑星天牛Anoplophora nobilis雌蟲(chóng)觸角進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序鑒定得到16種OBPs基因，雖然同種或不同物種的OBPs之間高度分化，但大多數(shù)OBPs亞家族基因在進(jìn)化樹(shù)中仍聚類到獨(dú)立的進(jìn)化枝，表明它們具有同源性[80]。16種OBPs在雌蟲(chóng)觸角中的表達(dá)量差異明顯，其 RPKM 值在 12.0 ～9 065.5，其中AnobOBP1、AnobOBP2、AnobOBP3和AnobOBP7在觸角中特異性表達(dá)，其他OBPs除在觸角中表達(dá)外，還在頭、胸、腹、足、翅的個(gè)別組織中表達(dá)[80]。王菁楨在光肩星天牛觸角中鑒定分析到42個(gè)OBPs、12個(gè)CSPs、37個(gè)ORs，在星天牛觸角中鑒定出了46個(gè) OBPs、16個(gè) CSPs、44 個(gè) ORs、19 個(gè) GRs、23 個(gè) IRs和 3 個(gè)SNMPs[81]。王菁楨對(duì)光肩星天牛和星天牛的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析發(fā)現(xiàn)，29條AglaOBPs和9條AchiOBPs屬于“Minus-COBP”亞族，AglaOBP51和AchiOBP3屬于“Plus-C OBP”，15條AglaOBPs屬于 ABPⅡ亞族，10條AglaOBPs屬于“Classic OBP”亞族；在ABPⅡ亞族中，AglaOBP45和AglaOBP46與云斑天牛的PBP2有較高的序列相似性，注釋為性信息素結(jié)合蛋白，其中AglaOBP45幾乎在光肩星天牛觸角中特異性表達(dá)，且主要在雄性觸角中表達(dá)，參與了雌性接觸性信息(Z)-9-二十三烯、(Z)-9-二十五烯的識(shí)別，但AglaOBP45和AglaOBP46均不能與光肩星天牛雄性聚集信息素4-庚氧基丁醇和4-庚氧基丁醛有效結(jié)合[81]。在植物揮發(fā)物中，AglaOBP45主要與莰烯、α-蒎烯、羅勒烯、己酸丁酯、法尼醇和十六醛等有較強(qiáng)的活性，AglaOBP46主要與苯甲醛、壬醛、2-戊醇、芳樟醇等有較強(qiáng)的活性。在構(gòu)建星天牛系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，AchiPBP1和AchiPBP2分別與AglaOBP46和AglaOBP45具有高度同源性，推測(cè)可能有相似的功能，但關(guān)于其功能需要進(jìn)一步驗(yàn)證[81]。

李廣偉等在AglaOBP1和AglaOBP12的熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，光肩星天牛AglaOBP1主要在成蟲(chóng)觸角中表達(dá)，且雌性中表達(dá)顯著高于雄性，其中與順-3-己烯-1-醇、順-2-己烯-1-醇、1-己醇、反-2-己烯醛、反-2-癸烯醛、β-石竹烯、(＋)-檜烯、α-蒎烯、1-(2，3-二甲基苯基)-乙酮的結(jié)合能力較強(qiáng)；AglaOBP12在熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)中，與十二烷醇、法尼醇、橙花叔醇、己醛、庚醛、乙酸-順-3-己烯酯、己酸辛酯、己酸丁酯、茉莉酸甲酯、β-石竹烯等結(jié)合能力較強(qiáng)；其中乙酸-順-3-己烯酯、順-3-己烯-1-醇、橙花叔醇、法尼醇和β-石竹烯等為五角楓揮發(fā)物，這些植物揮發(fā)物與AglaOBP1和AglaOBP12表現(xiàn)出強(qiáng)烈結(jié)合活性，說(shuō)明AglaOBP1和AglaOBP12通過(guò)對(duì)植物揮發(fā)物的感受，從而在其寄主定位中起作用[82-84]。在星天牛OR的qPCR試驗(yàn)中[5]，總計(jì)53個(gè)OR，有41個(gè)OR呈觸角特異性表達(dá)，其中23個(gè)呈現(xiàn)雄性特異表達(dá)，可能與識(shí)別雌蟲(chóng)釋放性信息素有關(guān)；8個(gè)OR呈現(xiàn)雌性特異性表達(dá)，可能與雌性生理行為有關(guān)，如尋找產(chǎn)卵地；剩下的10個(gè)OR在兩性之間表達(dá)相當(dāng)，可能參與識(shí)別聚集性信息素和寄主植物揮發(fā)物質(zhì)[85]。

松墨天牛的MaltOBP2、MaltOBP3、MaltOBP4和MaltOBP5等4個(gè) OBPs基因，成功構(gòu)建松墨天牛OBPs基因原核表達(dá)載體pGEX-6p-1-MaltOBPx，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合試驗(yàn)以1-NPN為探針研究MaltOBP3和MaltOBP5與17種揮發(fā)物結(jié)合能力的結(jié)果表明，MaltOBP3和MaltOBP5能特異性地結(jié)合部分寄主揮發(fā)物，它們可能與松墨天牛的寄主選擇和定位有關(guān)[86]。松墨天牛MaltOBP9、MaltOBP10、MaltOBP19、MaltOBP21、MaltOBP24基因中的MaltOBP9和MaltOBP21屬于 Minus-C OBPs，MaltOBP10屬于 Classic OBPs，MaltOBP19和MaltOBP24屬于Plus-C OBPs[87]。利用熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)定這5個(gè)Malt OBPs與18種寄主植物揮發(fā)物單體的結(jié)合特性，結(jié)果表明5個(gè)Malt OBPs在中性環(huán)境下與揮發(fā)物的結(jié)合能力高于酸性環(huán)境[87]。Minus-C OBP家族的MaltOBP2和MaltOBP6，在松墨天牛雄蟲(chóng)頭部都顯著高表達(dá)，觸角的表達(dá)量相對(duì)其他組織較低或持平，表明MaltOBP2和MaltOBP6雖然參與了氣味分子的結(jié)合和運(yùn)輸，但這些功能并不是其在松墨天牛成蟲(chóng)中的主要功能，或還有味覺(jué)感受、化學(xué)感受等其他生理功能[88]。該研究結(jié)果為兩個(gè)OBP蛋白的結(jié)構(gòu)和功能研究奠定了基礎(chǔ)，為探索松墨天牛的化學(xué)感受機(jī)制提供了條件。且二者主要是在幼蟲(chóng)期和蛹期表達(dá)，其中MaltOBP2在蛹觸角中的表達(dá)量最高，在成蟲(chóng)觸角中的表達(dá)量最低，這與家蠶的BmCSP8，ABP與ABPX基因的發(fā)育表達(dá)結(jié)果相似，說(shuō)明MaltOBP2可能參與到松墨天牛幼蟲(chóng)的整個(gè)發(fā)育階段，并以某種機(jī)制參與寄主識(shí)別和取食過(guò)程，而MaltOBP6在幼蟲(chóng)頭部的表達(dá)量最高[88]。利用基因沉默技術(shù)干擾了松墨天牛USP基因的DBD、LBD域時(shí)，發(fā)現(xiàn)對(duì)4齡幼蟲(chóng)干擾程度較大，使其難以完成幼蟲(chóng)—幼蟲(chóng)的蛻皮、幼蟲(chóng)—蛹的變態(tài)過(guò)程，與對(duì)果蠅和德國(guó)小鐮處理后的結(jié)果相一致[89]。MaltOBP9、MaltOBP10主要分布于雌雄成蟲(chóng)觸角的刺形感器、毛形感器、錐形感器以及耳形感器，可能參與普通氣味物質(zhì)、味覺(jué)以及性信息素的識(shí)別過(guò)程；利用熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)表明，MaltCSP8主要在中性環(huán)境中與物質(zhì)發(fā)生結(jié)合反應(yīng)，且通過(guò)熱力學(xué)參數(shù)推斷他們之間的作用力主要為氫鍵作用和范德華力[90]。李杰在松墨天牛中挖掘得到8 個(gè) CSPs、53 個(gè) IRs、12 個(gè) OBPs、37 個(gè) ORs、1 個(gè)orco，將其orco與其他昆蟲(chóng)的orco進(jìn)行進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)與鞘翅目同屬光肩星天牛親緣關(guān)系最接近，在成蟲(chóng)觸角中高表達(dá)，且在雌成蟲(chóng)中表達(dá)量較高，結(jié)合基因沉默及行為測(cè)定發(fā)現(xiàn)，orco在松墨天牛嗅覺(jué)識(shí)別過(guò)程中發(fā)揮生物學(xué)功能[91]。

李慧在云斑天牛中篩選出4個(gè) OBPs、3個(gè)CSPs、2個(gè)PBPs以及9個(gè)Minus-OBP基因，OBPs和CSPs在雄蟲(chóng)中各組織中表達(dá)均高于雌蟲(chóng)，成功克隆了BhorOBP1、BhorOBP2、BhorOBP3基因，且構(gòu)建了原核表達(dá)載體pET32a-BhorOBP2/CSP2，為之后進(jìn)行熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合試驗(yàn)檢測(cè)不同氣味化學(xué)物質(zhì)奠定了基礎(chǔ)[92]。通過(guò)表達(dá)純化的OBP2進(jìn)行熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其與大多數(shù)寄主揮發(fā)物有較好的結(jié)合特性，推測(cè)BhorOBP2在云斑天牛寄主定位中起重要作用[93]，成功構(gòu)建重組質(zhì)粒 pGEX-6P-1-BhorOBPm1，pET30a-BhorOBPm2 和 pET17b-BhorOBPm4。同時(shí)以1-NPN為熒光探針?lè)謩e測(cè)定了云斑天牛3個(gè)Minus-C OBPs與寄主揮發(fā)物在酸性和中性環(huán)境下的結(jié)合能力，其中BhorOBPm1在酸性環(huán)境下與馬鞭草烯酮有較強(qiáng)結(jié)合能力；BhorOBPm2在中性環(huán)境與己醛、反-2-己烯醛以及反-2-己烯醇有較強(qiáng)的結(jié)合能力；BhorOBPm4在中性和酸性環(huán)境下與所有揮發(fā)物均未表現(xiàn)出較強(qiáng)的結(jié)合能力[94]。卓志航發(fā)現(xiàn)楊樹(shù)寄主的云斑天牛10種嗅覺(jué)基因表達(dá)均顯著高于核桃寄主的(楊樹(shù)雄成蟲(chóng)除外)，其中CSP2(楊樹(shù)雄成蟲(chóng))表達(dá)最強(qiáng)[95]。

2 小蠹亞科昆蟲(chóng)及其寄主植物信息化學(xué)物質(zhì)的研究

2.1 小蠹亞科昆蟲(chóng)信息素

最早鑒定的3種小蠹蟲(chóng)的信息素:1967年，Wood成功分離并鑒定了類加州十齒小蠹Ips paraconfusus的聚集信息素成分，含有(S)-(-)-小蠹烯醇、(S)-(＋)-小蠹二烯醇、(4S)-順式-馬鞭草烯醇，這是記錄最早的小蠹蟲(chóng)信息素的分離和鑒定；1968年，西部松小蠹Dendroctroctonus brevicomis的聚集信息素中的一個(gè)組分exo-7-ethyl-5-methyl-6，8-dioxabicyclo[3.2.1]octane被鑒定[96]；1969年，南部松小蠹Dendroctroctonus frontalis聚集信息素中的弗羅塔林被鑒定[97]。

遼寧撫順落葉松八齒小蠹后腸提取物中含有100%S-(-)-小蠹烯醇、96%S-(＋)-小蠹二烯醇和3-甲基-3-丁烯-1-醇及其他6種微量腺體成分(2-苯基乙醇、香葉醇、小蠹烯酮、小蠹二烯酮、桃金娘烯醇和馬鞭草烯酮)[98]。云杉八齒小蠹雄性后腸揮發(fā)性物質(zhì)可分為3類:甲基丁烯醇類、蒎烯醇類、小蠹烯醇和小蠹二烯醇類?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的云杉八齒小蠹的信息素成分順-馬鞭草烯醇cisverbenolcV、反 -馬鞭草烯醇 trans-verbenoltV、齒小蠹二烯醇IpsdienolId、齒小蠹烯醇 IpsenolIe、2-甲基-3-丁烯-2-醇2-methyl-3-buten-2-olMB、桃金娘烯醇 MyrtenolMt、馬鞭草烯酮 VerbenoneVn、反-桃金娘烯醇trans-myrtenolMt2-苯乙醇2-phenylethanolPE。生測(cè)的結(jié)果表明:MB和cV是云杉八齒小蠹基本的信息素成分，MB引誘云杉八齒小蠹對(duì)寄主進(jìn)行短距離定向并在寄主上著陸[99-100]，是云杉八齒小蠹聚集信息素誘芯的必要成分，其產(chǎn)生可能嚴(yán)格受到激素或神經(jīng)系統(tǒng)的控制，并被雄蟲(chóng)的鉆蛀行為所激活；cV完全是由小蠹產(chǎn)生的，雄性小蠹cV的產(chǎn)生一直持續(xù)到寄主防御流脂的停止，cV的多少與飛翔活動(dòng)無(wú)關(guān)，而與寄主體內(nèi)α-pinene的含量有關(guān)；雄性云杉八齒小蠹后腸中cV和tV的相對(duì)含量與寄主韌皮部中(-)-(2S，5S)-α-pinene和(＋)-(2R，5R)-α-pinene的比例密切相關(guān)[101]。小蠹二烯醇(Id)和Ie是齒小蠹屬特有的信息素成分，產(chǎn)生于交尾后的雄性后腸中。歐洲學(xué)者陸續(xù)鑒定并人工合成了重齒小蠹的聚集信息素反-月桂烯醇(EM)和Id，并成功地進(jìn)行了林間生測(cè)試驗(yàn)，通過(guò)室內(nèi)生測(cè)明確了埃馬丁醇(At)是一種潛在的信息素組分[102-103]。

陳海波從紅脂大小蠹后腸中分析鑒定出桃金娘烯醇、反式馬鞭草烯醇、馬鞭草烯酮、順式馬鞭草烯醇和桃金娘烯醛等5種化合物[104]。閆爭(zhēng)亮等從紅脂大小蠹后腸中鑒定出除了含有松樹(shù)揮發(fā)性物質(zhì)α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、月桂烯和檸檬烯外，還含有馬鞭草烯醇和馬鞭草烯酮[105]。華山松大小蠹的化學(xué)活性物質(zhì)以萜類化合物為主[106]。在室溫狀態(tài)下華山松大小蠹雌蟲(chóng)后腸揮發(fā)物中含有23種物質(zhì)主要為萜酸類、萜烯類、雌雄甾類、醇類和醛類等；雄蟲(chóng)后腸中有25種有機(jī)酸(樹(shù)脂型萜酸居多)、酯類化合物和萜烯類化合物為其主要成分；糞便中有33種，樹(shù)脂型的萜酸最多；雌蟲(chóng)驅(qū)避低濃度的馬鞭草烯酮，雄蟲(chóng)驅(qū)避高濃度的，引誘劑中增加馬鞭草烯酮顯著降低了對(duì)華山松大小蠹的野外誘捕率[106-107]。

紅脂大小蠹是源自美國(guó)的重大林業(yè)外來(lái)入侵害蟲(chóng)。自1999年在我國(guó)山西省發(fā)生后，陸續(xù)在河北、河南、陜西等省暴發(fā)成災(zāi)，致死1 000余萬(wàn)株健康松樹(shù)。Zhang等對(duì)紅脂大小蠹-共生微生物體系進(jìn)行了系統(tǒng)研究，通過(guò)對(duì)紅脂大小蠹腸道成分GC-MS分析，鑒定出反-馬鞭草烯醇(trans-verbenol)、順-馬鞭草烯醇(cis-verbenol)、桃金娘烯醇(myrtenol)、桃金娘烯醛(myrtenal)和馬鞭草烯酮(verbenone)5種單萜烯類氧化產(chǎn)物，均為小蠹類常見(jiàn)的信息素成分；反-馬鞭草烯醇、桃金娘烯醇、桃金娘烯醛均能夠引起紅脂大小蠹的電生理反應(yīng)，并且對(duì)紅脂大小蠹具有引誘作用，林間能夠促進(jìn)植物利它信息素對(duì)紅脂大小蠹的誘捕效果，誘蟲(chóng)量分別增加30%，41%和16%[108]。

從縱坑切梢小蠹Tomicus piniperda后腸中檢測(cè)到的揮發(fā)性化合物主要有α-蒎烯、桉葉素、樟烯醛、反式馬鞭草烯醇、桃金娘烯醇、馬鞭草烯酮和桃金娘烯醛；反式馬鞭草烯醇、桃金娘烯醇、馬鞭草烯酮和桃金娘烯醛均是在縱坑切梢小蠹體內(nèi)合成的，對(duì)該蟲(chóng)的行為活動(dòng)有重要影響[109-110]。

2.2 小蠹亞科昆蟲(chóng)寄主植物揮發(fā)物

寄主植物揮發(fā)物在云杉八齒小蠹先鋒雄蟲(chóng)搜尋寄主的過(guò)程中扮演著重要作用，而每種寄主樹(shù)木又在防御云杉八齒小蠹的選擇壓力下和小蠹協(xié)同進(jìn)化出各種化合物。云杉八齒小蠹只取食1種或少數(shù)種類的寄主植物，其上頜和觸須感器的形態(tài)學(xué)報(bào)道表明，其通過(guò)觸角或口器感知寄主定位或取食；其觸角有35%嗅覺(jué)感受器神經(jīng)元細(xì)胞用于接收寄主揮發(fā)物；寄主揮發(fā)物對(duì)其具有引誘作用已經(jīng)在生測(cè)中得到證實(shí)，它能感知到至少18種寄主揮發(fā)物；“Y”型嗅覺(jué)儀室內(nèi)趨向?qū)嶒?yàn)也表明，α-pinene對(duì)其引誘效果較好，左旋乙酸冰片酯、α-水芹烯和莰烯對(duì)其引誘效果次之；在云杉八齒小蠹信息素中添加寄主揮發(fā)物的某些成分，能提高誘捕量；在商品化Pheroprax 誘芯(MB，cV，Ipsdienol的比例為 96.08∶3.56∶0.36)加入1∶1 等量(-)-α-pinene和( ＋)-limonene，誘捕量提高了 81%[99，101]。 云杉中α-pinene這種主要的單萜物質(zhì)也被證實(shí)提高了聚集信息素的引誘作用，cV在較低釋放速率的時(shí)候，加入(-)-α-pinene能夠增加誘捕量，反之，cV在較高釋放速率的情況下加入(-)-α-pinene則不能增加誘捕量[99，101]。云杉八齒小蠹優(yōu)先侵染衰弱木和樹(shù)齡高的云杉，侵染衰弱寄主樹(shù)木，能極大加重危害程度；樹(shù)齡低于40 a的云杉，很少受到云杉八齒小蠹的侵害，樹(shù)齡超過(guò)50～60 a的云杉被侵害造成的樹(shù)木死亡率增大，先前被成功定殖和隨后被致死的云杉更易受云杉八齒小蠹攻擊[101]。分析云杉不同樹(shù)齡的揮發(fā)物發(fā)現(xiàn)，反-4-側(cè)柏醇(trans-4-thujanol)在樹(shù)皮里隨樹(shù)齡增加而減少，這種物質(zhì)也在被云杉八齒小蠹雄性鉆蛀的云杉揮發(fā)物中被檢測(cè)到；在云杉八齒小蠹暴發(fā)期間，沒(méi)有受到危害的寄主樹(shù)木比已被成功定殖的寄主樹(shù)木釋放出更多的1，8-桉樹(shù)腦(1，8-cineole)；在實(shí)驗(yàn)室條件下，trans-4-thujanol和1，8-cineole都被證實(shí)對(duì)云杉八齒小蠹聚集信息素起到抑制作用[111]。云杉八齒小蠹雌性對(duì)寄主揮發(fā)物的感知高于雄性，比如雌性觸角對(duì)低濃度的trans-4-thujanol的EAG反應(yīng)顯著高于雄性，這可能表明雌性觸角含有更多對(duì)這種物質(zhì)有反應(yīng)的感受器；因雌性對(duì)寄主揮發(fā)物比雄性更為敏感，才能使雌性拒絕已經(jīng)被先鋒雄蟲(chóng)選擇的樹(shù)木，為后代的生存選擇更為適宜的寄主樹(shù)木，選擇合適的地方產(chǎn)卵對(duì)后代尤為重要；單感器記錄儀的結(jié)果也證實(shí)了雌性比雄性含有更多比例的感受寄主氣味的神經(jīng)元[111]。Zhang等通過(guò)對(duì)落葉松八齒小蠹寄主揮發(fā)物的研究表明，其對(duì)寄主成分α-蒎烯，β-蒎烯和對(duì)傘花烴有EAD反應(yīng)[112]。通過(guò)不同寄主揮發(fā)物誘集落葉松八齒小蠹，共鑒定出12種揮發(fā)性單萜烯成分，其中，S-(-)-α-蒎烯、R-(＋)-α-蒎烯、3-蒈烯、R-(＋)-β-蒎烯和S-(-)-β-蒎烯的含量占80%以上；其對(duì)3-蒈烯，S-(-)-α-蒎烯、(＋)-檸檬烯、γ-萜品烯和萜品油烯均表現(xiàn)出EAD活性[113]。寄主單萜烯成分S-β-蒎烯和3-蒈烯對(duì)落葉松八齒小蠹聚集信息素的引誘能力增效達(dá)1.45～1.65倍，而S-α-蒎烯和萜品油烯沒(méi)有顯著的增效作用[114]。非寄主揮發(fā)物能夠干擾寄主植物揮發(fā)物對(duì)小蠹蟲(chóng)的引誘作用，有望作為小蠹蟲(chóng)聚集信息素高效的增效劑或抑制劑。Zhang等證實(shí)小蠹對(duì)非寄主揮發(fā)物成分如正己醇、順-3-己烯-1-醇、反 -3-己烯 -1-醇、反 -2-己烯 -1-醇、1-辛烯-3-醇、3-辛醇、里哪醇、香葉基丙酮和苯乙醇有EAD反應(yīng)[112]。李葉靜進(jìn)一步研究了非寄主揮發(fā)物成分順-3-己烯-1-醇對(duì)小蠹表現(xiàn)出顯著的行為抑制活性，能降低聚集信息素引誘力71% ，里哪醇具有與順-3-己烯-1-醇相似的抑制效果；其他非寄主成分如桃金娘烯醇、反-3-己烯-1-醇、反-2-己烯-1-醇、正己醇、3-辛醇和1-辛烯-3-醇對(duì)落葉松八齒小蠹聚集信息素的引誘效果沒(méi)有顯著影響[114]。

紅脂大小蠹的寄主油松揮發(fā)性物質(zhì)成分中，主要以萜烯類所占比例最大，而萜烯類成分總量96%以上是(R)-(＋)-α-蒎烯、(S)-(-)-β-蒎烯和(S)-(＋)-3-蒈烯這3種物質(zhì)，其中比例最大的是(S)-(＋)-3-蒈烯，另外還有少量的香葉烯、(＋)-檸檬烯、莰烯、孟二烯和水芹烯、對(duì)-1，4-二烯等成分[115]。華山松樹(shù)脂主要是α-蒎烯、莰烯、α-非蘭烯、羅勒烯、小蠹二烯醇、3-蒈烯、4-蒈烯、杜松二烯、β-蒎烯、月桂烯、β-非蘭烯等萜烯(96.482%)類化合物，含量最多的是α-蒎烯(52.494%) 和β-蒎烯(39.269%)[116]。 華山松樹(shù)皮揮發(fā)性物質(zhì)的主要組成部分是萜類化合物(58.97%)、 芳香族化合物 (18.84%)、 烷烴類(18.15%)、醇類 (1.30%)、烯烴類 (1.00%)、酯類(0.20%)、酮 (0.24%)和醛(0.06%)[117]。 華山松大小蠹雌雄成蟲(chóng)新鮮糞便和華山松韌皮部中揮發(fā)性物質(zhì)以倍半萜類物質(zhì)最多，其次是單萜類物質(zhì)，未見(jiàn)有二萜類物質(zhì)，揮發(fā)性物質(zhì)在成分和含量上都有較大差別；糞便中單萜類物質(zhì)含量明顯高于韌皮部，而倍半萜含量則低于韌皮部[118]。華山松針葉揮發(fā)性物質(zhì)以單萜烯類化合物為主(65.07%)，主要為月桂烯(21.16%)和(1R)-α-蒎烯(19.09%)，其次是D- 檸檬烯(13.01%)、β- 蒎烯(8.20%)，倍半萜烯類化合物主要有(-)-β-畢澄茄烯(10.14%)和石竹烯(9.95%)。 華山松枝條揮發(fā)性物質(zhì)以倍半萜烯類化合物為主，占59.41%，主要為石竹烯(13.32%)、(-)-β-畢澄茄烯(10.46%)，律草烯(3.55%)、(-)-β-杜松烯(7.21%)以及γ-衣蘭油烯(1.71%)，單萜烯類化合物主要有(1R)-α- 蒎烯(14.61%)、月桂烯(4.31%)和( ＋)-4-蒈烯(3.35%)[119]。

Sun等證實(shí)(＋)-3-carene的效果要比北美三組分效果更好[120]。選擇7種常見(jiàn)非寄主揮發(fā)物，正己醇(1-hexanol)、順-3-己烯醇 ((Z)-3-hexen-1-ol)、反-2-己烯醇((E)-2-hexen-1-ol)、3-辛醇(3-octanol)、1-辛烯-3醇(1-octen-3-ol)、正己醛(hexanal)、苯甲醇(benzyl alcohol)，分別進(jìn)行的室內(nèi)觸角電位試驗(yàn)、嗅覺(jué)行為以及林間誘捕試驗(yàn)研究表明，所選的7種非寄主揮發(fā)物均能引起紅脂大小蠹電生理和行為反應(yīng)；非寄主揮發(fā)物的存在能夠干擾紅脂大小蠹對(duì)其利它信息素的趨向反應(yīng)，誘捕蟲(chóng)量減少率在26.3% ～69.5%；其中1-辛烯 -3-醇、順 -3-己烯醇、反-2-己烯醇的驅(qū)避效果最為顯著，能夠降低紅脂大小蠹誘捕量[121]。

葉輝在縱坑切梢小蠹的寄主樹(shù)韌皮部檢測(cè)到反-馬鞭草烯醇、馬鞭草烯酮、桃金娘烯醇、α-蒎烯、月桂烯、桉葉素、樟烯醛[122]。

2.3 小蠹亞科昆蟲(chóng)共生菌與寄主揮發(fā)物的關(guān)系

Lu等通過(guò)系統(tǒng)研究，證明了紅脂大小蠹與其伴生藍(lán)變真菌Leptographium procerum形成共生入侵的復(fù)合體，相繼提出了紅脂大小蠹及其伴生真菌的共生入侵假說(shuō)[123]、伴生真菌獨(dú)特的單倍型促進(jìn)蟲(chóng)菌的“返入侵”假說(shuō)[124]，構(gòu)建了紅脂大小蠹-伴生真菌-細(xì)菌-寄主油松跨4界互作模型[125]。Zhou等揭示了調(diào)節(jié)紅脂大小蠹-伴生菌間共生關(guān)系碳源分配的化學(xué)信號(hào)分子[126]。3種主要伴生細(xì)菌Ralmella aquatilis、Serratia liquefaciens和Pseudomonassp.所產(chǎn)生的揮發(fā)物能夠減緩紅脂大小蠹的伴生真菌Ophiostoma minus對(duì)幼蟲(chóng)的拮抗作用，能抑制真菌的生長(zhǎng)并減少真菌對(duì)葡萄糖的利用[127]。利用SPME-GC-MS分析3種細(xì)菌的揮發(fā)性物質(zhì)，在Ralmella aquatilisB301菌株中檢測(cè)到了18種揮發(fā)物，在Serratia liquefaciensB310菌株中檢測(cè)到了21種揮發(fā)物，在Pseudomonassp.7 B321中檢測(cè)到了19種揮發(fā)物；其中豐度較高的3-甲基-1-丁醇、1，10-十一二碳烯、2-丁醇、2-庚酮、2，2-二甲基丁醇、(R)-2-己醇和氨能夠顯著抑制O.minus的生長(zhǎng)及其對(duì)主要糖的利用；類似的蛀干害蟲(chóng)和微生物在很多方面發(fā)生互作，既包括真菌，也包括細(xì)菌[128-130]。

2.4 小蠹亞科昆蟲(chóng)對(duì)信息化學(xué)物質(zhì)的室內(nèi)行為反應(yīng)

華山松大小蠹雌雄蟲(chóng)對(duì)(S)-(-)-β-蒎烯表現(xiàn)出驅(qū)避反應(yīng)，而對(duì)10種揮發(fā)物質(zhì)單體和不同受害階段華山松揮發(fā)物均表現(xiàn)出趨向反應(yīng)；在低濃度刺激下，雌雄成蟲(chóng)對(duì)α-菲蘭烯表現(xiàn)出顯著的趨向反應(yīng)；隨著濃度的升高，雌蟲(chóng)對(duì)(S)-(-)-α-蒎烯、(-)-莰烯和α-菲蘭烯也表現(xiàn)出明顯的趨向反應(yīng)。而華山松大小蠹雄蟲(chóng)則對(duì)(R)-(＋)-α-蒎烯和3-蒈烯表現(xiàn)出明顯的趨向反應(yīng)；雌蟲(chóng)對(duì)α-菲蘭烯的趨向反應(yīng)顯著高于(R)-(＋)-α-蒎烯、(S)-(-)-α-蒎烯、(-)-莰烯和3-蒈烯，而雄蟲(chóng)對(duì)α-菲蘭烯和(R)-(＋)-α-蒎烯的趨向反應(yīng)顯著大于對(duì)(S)-(-)-α-蒎烯、(-)-莰烯和3-蒈烯的反應(yīng)；同時(shí)，雌蟲(chóng)對(duì)(-)-莰烯、健康華山松韌皮部揮發(fā)油和受害華山松韌皮部揮發(fā)油的行為反應(yīng)顯著大于雄蟲(chóng)；華山松大小蠹對(duì)一些華山松揮發(fā)物的行為反應(yīng)具有性別差異性，也對(duì)不同種類和濃度揮發(fā)物的行為反應(yīng)存在差異[107]。

2.5 小蠹亞科昆蟲(chóng)對(duì)信息化學(xué)物質(zhì)的電生理反應(yīng)

落葉松八齒小蠹雌雄成蟲(chóng)對(duì)雄蟲(chóng)腺體提取物小蠹烯醇和小蠹二烯醇有EAD活性[112]；雌雄成蟲(chóng)對(duì)聚集信息素(-)-小蠹烯醇有強(qiáng)烈的EAD活性，但是對(duì)(＋)-小蠹二烯醇和(-)-小蠹二烯醇表現(xiàn)出不同的EAD響應(yīng)現(xiàn)象[113]。通過(guò)GC-EAD測(cè)試，在取食紅皮云杉的云杉八齒小蠹蟲(chóng)糞中首次發(fā)現(xiàn)了1種微量的化學(xué)物質(zhì)，此化學(xué)物質(zhì)的含量雖然很低卻能引起云杉八齒小蠹雄蟲(chóng)強(qiáng)烈的觸角電位反應(yīng)，目前該物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)在進(jìn)一步測(cè)試中，已經(jīng)排除了云杉八齒小蠹已知的聚集信息素成分的可能性。利用觸角電位技術(shù)測(cè)試了云杉八齒小蠹對(duì)寄主、非寄主以及雄性后腸揮發(fā)性物質(zhì)的電生理反應(yīng)，并首次將測(cè)定結(jié)果與歐洲地理種群相關(guān)研究結(jié)果進(jìn)行比較，測(cè)試發(fā)現(xiàn) cV、le、L-(-)-verbenone和3-methyl-2-cyclohexen-1-one提供遠(yuǎn)距離的寄主適合度信息的信號(hào)物質(zhì)，幫助云杉八齒小蠹進(jìn)行寄主定位，而α-蒎烯只能提供近距離的化學(xué)信號(hào)[131]。

華山松大小蠹對(duì)不同濃度梯度的7種植物揮發(fā)化合物在特定濃度下均有明確的EAG反應(yīng)；雌雄蟲(chóng)對(duì)月桂烯、(＋)-3-蒈烯、β-石竹烯3種化合物及雄蟲(chóng)對(duì)(＋)-α-蒎烯、檸檬烯的EAG相對(duì)電位的最大值均出現(xiàn)在10 μg刺激條件下；在10 μg劑量條件刺激下，雌蟲(chóng)對(duì) (＋)-α-蒎烯、β-蒎烯和(＋)-3-蒈烯有明顯的正趨向反應(yīng)，正趨向率均高于72%且顯著高于雄成蟲(chóng)對(duì)3種揮發(fā)物的正趨向率；在1 μg刺激下，只有雄蟲(chóng)對(duì)(＋)-3-蒈烯有一定正趨向反應(yīng)；而在100 μg條件下，(-)-α-蒎烯對(duì)雌、雄蟲(chóng)均有一定驅(qū)避作用[132]。觀察華山松大小蠹雌雄蟲(chóng)對(duì)8種華山松大小蠹非寄主揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)，結(jié)果表明:隨著化合物濃度的升高，觸角電位反應(yīng)值增大，最大值均出現(xiàn)在100 μg/μL濃度下；在 10 μg/μL 和 100 μg/μL 濃度下，雌雄蟲(chóng)對(duì)順-2-己烯-1-醇和順-3-己烯-1-醇的觸角電位反應(yīng)最強(qiáng)；順-3-己烯-1-醇、苯甲醛、1-辛烯-3-醇、1-己烯-3-醇、3-辛醇、反-2-己烯醛在一定濃度下可引起明顯的驅(qū)避反應(yīng)，而順-2-己烯-1-醇和反-2-己烯-1-醇未表現(xiàn)出明顯的驅(qū)避作用[119]。對(duì)紅脂大小蠹后腸提取物中的3種含氧單萜類化合物(trans-verbenol，myrtenol，and myrtenal)進(jìn)行野外和室內(nèi)試驗(yàn)表明，紅脂大小蠹在電生理試驗(yàn)中對(duì)這3種化合物具有嗅覺(jué)敏感性，在Y型嗅覺(jué)儀中表現(xiàn)出趨向性，反式馬鞭草酚和桃金娘烯對(duì)紅脂大小蠹的野外誘捕數(shù)量有明顯的的增加[108]。

2.6 信息化學(xué)物質(zhì)的林間誘捕研究

順-馬鞭草稀醇與小蠹二烯醇對(duì)橡膠小蠹蟲(chóng)有較好的田間誘集效果，均表現(xiàn)出田間誘集效果隨濃度變化呈梯度關(guān)系，高濃度田間誘集效果優(yōu)于低濃度[133]。5種誘集劑誘集橡膠小蠹蟲(chóng)，月桂烯、2-甲基-3-丁烯-2-醇、S-(-)-檸檬烯，表現(xiàn)出較好的粘捕效果[134]。(S)-(-)-小蠹烯醇、(S)-(＋)-小蠹二烯醇、(4S)-順式-馬鞭草烯醇對(duì)橡膠小蠹蟲(chóng)誘捕效果最好，α-蒎烯、二甲基對(duì)橡膠小蠹蟲(chóng)也具有良好的誘捕效果[135]。

在我國(guó)吉林和內(nèi)蒙古等地區(qū)利用落葉松八齒小蠹的聚集信息素成分進(jìn)行野外誘捕試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，3-甲基-3-丁烯-1-醇沒(méi)有引誘效果，(-)-小蠹烯醇在內(nèi)蒙古克什克騰旗、(-)-小蠹烯醇和(＋)-小蠹二烯醇混合物在吉林省凈月潭公園表現(xiàn)出強(qiáng)烈的引誘活性，說(shuō)明落葉松八齒小蠹不同地理種群對(duì)聚集信息素的響應(yīng)可能發(fā)生了分化[136]。落葉松八齒小蠹聚集信息素成分是S-(-)-小蠹烯醇和S-(＋)-小蠹二烯醇，這2種成分復(fù)合體在林間生物測(cè)試時(shí)表現(xiàn)出非常高的引誘活性[114]。重齒小蠹在不同聚集信息素組分配比的反應(yīng)試驗(yàn)中，小蠹二烯醇Id 20 mg、反-月桂烯醇EM 20 mg和埃馬丁醇At 20 mg的信息素組分配比誘捕效果最好[137]。作為潛在的信息素組分At和已被證實(shí)了的重齒小蠹的聚集信息素Id和EM的組分配比試驗(yàn)顯示，單一的信息化合物對(duì)小蠹的引誘活性均較低或沒(méi)有活性；而Id和EM為1∶1的結(jié)合具有很強(qiáng)的引誘活性，但I(xiàn)d和EM與低劑量At結(jié)合1∶1∶0.1時(shí)誘捕量更高。在不同聚集信息素劑量的反應(yīng)試驗(yàn)中，最高劑量的Id 200 mg和EM 200 mg誘捕效果最好，而與其他兩種較高劑量相比差異不顯著；在不同類型的聚集信息素誘芯的反應(yīng)試驗(yàn)中，開(kāi)口塑料瓶式誘芯誘捕效果最好[137]。不同類型的聚集信息素誘芯的誘蟲(chóng)效果不同，說(shuō)明與誘芯的釋放率或信息素組分的配比有關(guān)。

引誘華山松大小蠹的引誘劑主要成分α-蒎烯、β- 蒎烯、3-蒈烯，主要成分比例 1∶1∶1，添加成分順-馬鞭草烯醇，野外誘捕實(shí)驗(yàn)中效果最好，最佳有效誘捕距離為距離林緣50 m處[138]。在秦嶺火地塘林場(chǎng)誘捕試驗(yàn)中，誘芯成分α-水芹烯、(S)-(-)-α-蒎烯、蒈烯為 2∶1∶1時(shí)誘捕效果較好[107]。3-蒈烯對(duì)紅脂大小蠹具有最強(qiáng)的引誘活性，(-)-β-蒎烯濃度的增加對(duì)引誘效果沒(méi)有顯著影響，而紅脂大小蠹對(duì)3-蒈烯卻存在劑量相關(guān)的反應(yīng)；檸檬烯能夠減弱(＋)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯和(＋)-3-蒈烯對(duì)紅脂大小蠹的引誘活性[120]。

2.7 小蠹亞科昆蟲(chóng)化學(xué)通訊分子機(jī)制

華山松大小蠹的CSPs基因與其他小蠹蟲(chóng)(山松大小蠹、紅脂大小蠹、云杉八齒小蠹)的CSPs基因?yàn)橥椿颍赡芫哂邢嗨频谋磉_(dá)譜和功能。華山松大小蠹CSPs基因在不同發(fā)育階段和遷飛成蟲(chóng)不同組織中的分布情況，與饑餓和取食處理對(duì)CSPs基因表達(dá)水平的影響，有助于了解該基因在不同生命活動(dòng)中可能發(fā)揮的作用，根據(jù)獲得華山松大小蠹化學(xué)感受蛋白核酸序列設(shè)計(jì)定量引物，以α-tublin和β-actin基因?yàn)閮?nèi)參，以SYBR Green I為熒光染料，用實(shí)時(shí)熒光定量?jī)x分析華山松大小蠹的表達(dá)譜，CSPs基因在不同發(fā)育時(shí)期和組織中呈現(xiàn)出不同的表達(dá)模式，表明它們可能參與調(diào)控華山松大小蠹發(fā)育、嗅覺(jué)和味覺(jué)感受等多種功能[139]。此外，用RTPCR和RACE技術(shù)克隆華山松大小蠹GR基因全長(zhǎng)，分析其系統(tǒng)發(fā)育、發(fā)育階段和組織在取食和饑餓誘導(dǎo)下的表達(dá)分布情況[139]，華山松大小蠹?xì)馕督Y(jié)合蛋白基因的6個(gè)保守的半胱氨酸，經(jīng)序列分析和系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析，發(fā)現(xiàn)與山松大小蠹相似性最高，在系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)上與山松大小蠹分支最近，說(shuō)明華山松大小蠹與山松大小蠹D.ponderosae親緣關(guān)系最近[140]。

利用RT-qPCR對(duì)己鑒定得到的21個(gè)紅脂大小蠹OBP基因進(jìn)行表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，DvalOBP在紅脂大小蠹成蟲(chóng)的觸角上皆有不同程度的表達(dá)。12個(gè)DvaIOBP基因 (DvalOBP1-5，DvalOBP12，Dval-OBP14-18，DvalOBP20)呈現(xiàn)出觸角特異(高)表達(dá)的特點(diǎn)；DvalOBP13，DvalOBP19在紅脂大小蠹的足、翅中呈特異(高)表達(dá)的特點(diǎn)；DvalOBP6，Dval-OBP11，DvalOBP20在紅脂大小蠹幼蟲(chóng)期和蛹期的表達(dá)量要明顯高于成蟲(chóng)觸角、足、翅等組織的表達(dá)量[141]。利用熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究DvalOBP3，DvalOBP16在紅脂大小蠹觸角高表達(dá)的氣味結(jié)合蛋白與8種紅脂大小蠹生命活動(dòng)相關(guān)的氣味物質(zhì)的結(jié)合能力，其結(jié)果表明:在與4種紅脂大小蠹信息素結(jié)合的過(guò)程中，DvalOBP3與桃金娘烯醛的結(jié)合能力最強(qiáng)，與順-馬鞭草烯醇和反-馬鞭草烯醇的結(jié)合能力較弱，與桃金娘烯醇沒(méi)有明顯結(jié)合反應(yīng)；Dval-OBP16與4種信息素有一定的結(jié)合能力，與反-馬鞭草烯醇的結(jié)合能力最強(qiáng)；DvalOBP3和DvalOBP16對(duì)4種寄主植物所產(chǎn)生的枯烯類化合物都具有一定的結(jié)合能力，且這兩種蛋白與同種寄主揮發(fā)物質(zhì)的結(jié)合能力表現(xiàn)出相似性[141]。

為研究云南切梢小蠹?xì)馕督Y(jié)合蛋白參與其嗅覺(jué)識(shí)別過(guò)程的機(jī)理，基于氣味結(jié)合蛋白、綠葉揮發(fā)性物質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，采用分子對(duì)接方法對(duì)云南切梢小蠹?xì)馕督Y(jié)合蛋白OBP與3個(gè)綠葉揮發(fā)性物質(zhì)可能的結(jié)合方式和結(jié)合能力進(jìn)行模擬，其結(jié)果表明:(E)-2-己烯醇較其他2個(gè)小分子而言更容易與云南切梢小蠹OBP結(jié)合，形成穩(wěn)定的氫鍵；(E)-2-己烯醇與云南切梢小蠹?xì)馕督Y(jié)合蛋白TyunOBP2結(jié)合能最低，更容易與TyunOBP2結(jié)合，TyunOBP2與小分子物質(zhì)的結(jié)合，可能通過(guò)占有該蛋白與寄主氣味結(jié)合的空間或者通過(guò)改變TyunOBP2三維結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致TyunOBP2難以識(shí)別寄主松樹(shù)散發(fā)的氣味[142]。

在橡膠小蠹蟲(chóng)中，目前已知中對(duì)長(zhǎng)小蠹Euplatypus parallelus有78個(gè)與嗅覺(jué)相關(guān)基因，其中39個(gè)氣味受體蛋白基因、14個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因、11個(gè)化學(xué)感覺(jué)蛋白基因、8個(gè)離子型受體基因和6個(gè)感覺(jué)神經(jīng)元膜蛋白基因[143]。在中對(duì)長(zhǎng)小蠹的14個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因中有12個(gè)具有完整開(kāi)放閱讀框，明確其中PparOBP1、PparOBP2的開(kāi)放閱讀框長(zhǎng)度、編碼氨基酸N基端具有的氨基酸及其殘基信號(hào)肽數(shù)目，以及保守的半胱氨酸位點(diǎn)數(shù)目和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特征[143]。采用原核表達(dá)和熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合測(cè)定法，得到重組蛋白PparOBP1和PparOBP2，證明了PparOBP1和PparOBP2分別與長(zhǎng)葉烯、月桂烯、α-蒎烯結(jié)合，并通過(guò)蛋白模型、三維結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)判斷疏水性氨基酸 VAL99、ILE102、HIS103在對(duì)接中均參與2個(gè)化合物的相互作用[144]。

3 展望

由于許多種天?？坪托◇紒喛评ハx(chóng)都是重要的林業(yè)害蟲(chóng)，危害嚴(yán)重，且有些種只在我國(guó)分布，有些種為外來(lái)入侵種。目前，利用信息化合物作為引誘劑引誘天牛和小蠹，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、預(yù)防和控制的目的。因此，其信息化合物的研究工作具有重大意義。然而，目前研究還存在一些問(wèn)題。在信息化學(xué)物質(zhì)鑒定方面，依然有很大一部分天牛和小蠹的信息化合物質(zhì)，特別是種特異性的信息素還有待進(jìn)一步分析鑒定，例如天?？浦兄两袢匀粵](méi)有從異天牛亞科Parandrinae，膜花天牛亞科Necydalinae和鋸花天牛亞科Dorcasominae中鑒定出信息素組分；小蠹亞科中的華山松大小蠹、云杉大小蠹的信息素成分鑒定仍然需要加強(qiáng)。上述物質(zhì)的鑒定，不僅與林間監(jiān)測(cè)誘捕相關(guān)，而且對(duì)于近緣物種的系統(tǒng)進(jìn)化分析有重要的意義。在監(jiān)測(cè)誘捕應(yīng)用方面，信息化合物的林間誘捕效果還不是很穩(wěn)定，一方面需要對(duì)各個(gè)物種的活性信息物質(zhì)成分深入研究，尤其是一些微量組分，另一方面信息素釋放腺體位置的判別，釋放受到溫濕度、視覺(jué)、聲音等因素的干擾，種特異性誘捕器裝置需要改進(jìn)等。因此，今后很長(zhǎng)一段時(shí)間，天牛和小蠹昆蟲(chóng)的信息化合物的鑒定、應(yīng)用和合成、分子感受機(jī)制等領(lǐng)域仍然將是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。相信隨著試驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)和基礎(chǔ)研究的深入，關(guān)于兩類蛀干害蟲(chóng)的信息化合物的研究必將取得更大的進(jìn)展，信息化合物應(yīng)用于林業(yè)害蟲(chóng)防治前景廣闊。