利用化学激发子防控作物害虫研究进展

何敬

摘 要 在植物抵御害虫中诱导防御反应是最为重要的一种机制，植物激素及其类似物、植物激发子多肽等各种化学激发子在该防御机制中发挥着至关重要的作用，通过合理的开发与利用有助于天然防御体系的建立，致力于害虫种群密度的降低、病虫害的减轻与化学农药使用量的减少。

关键词 化学激发子；防控；作物害虫；研究进展

对于大部分植物而言在整个生活史中都在某一特定区域内固定，为更好地适应环境或满足环境的需要，它们必须对自身结构进行改变或调节自身代谢。植物可产生物理与化学屏障，对植食性昆虫的存活与生殖力产生直接影响，且可以通过释放挥发物来影响其自然天敌行为[1]。化学激发子本身不会直接毒害病虫，但是可以诱导植物而产生防御反应，当下大量化学激发子已经在植物、病原菌互作关系中研究中得以鉴定，同时对多个商品化应用的防控作物病害化学激发子开放出来，但是可供在生产上的应用没有。

1 主要化学激发子类型

1.1 植食性昆虫相关分子模式

植食性昆虫在对植物产生危害时的多种行为都有诱导植物产生防御反应，如取食、产卵、排泄等。研究人员在昆虫的口腔、产卵与粪便分泌物中均找到了能够诱导植物抗虫性的相关分子模式。

1.2 植物激素及其类似物

植物激素能够对植物的生长、发育与防御反应发挥良好的调节作用，如乙烯、生长素、脱落酸、茉莉酸、水杨酸等至少有十种结构无关的小分子认为是植物激素，其中在植物防御反应中发挥重要的作用水杨酸与茉莉酸等已经得到证实[2]。

1.3 植物激发子多肽

关于植物多肽类激发子最早被发现的为系统素 ，具有能够诱导因子活性的蛋白酶抑制剂，关于其积累可以在飞摩而级浓度下。经研究得知，系统素有助于促进番茄对植食性昆虫系统抗性的显著提高，对于植物释放挥发物可以起到诱导作用，为番茄与第三营养级之间的互作提供促进作用，且对于受害植物與邻近植物间的信号交流带来不小的影响。

多肽具有激发子功能， 近年来也逐渐得到了深入的研究。如玉米植物激发子多肽家族ZmPep3能对玉米对甜菜夜蛾抗性进行有效的调节；通过外源施加可诱导乙烯与茉莉酸的产生，致力于植物防御相关蛋白表达的显著提供；ZmPep3经过相关处理后，玉米所释放的挥发物与植物受害虫为害后的挥发物组分具有相似性。另外，研究发现，外源水稻多肽OsPeps与昆虫口腔分泌物的同时施加，可以将水稻细胞激活而促进多种防御反应的产生；在豆科与茄科植物中多肽可从Propep同源物中获取，便于植食性昆虫释放相关挥发物，由此说明在不同植物重Peps对于抗虫反应产生的诱导是一种保守功能[3]。

1.4 无机化合物

在地壳中硅属于第二丰富的元素。植物细胞溶质中可溶性硅可以将多种代谢途径激活，以此便于植物在植食性昆虫诱导下产生有机化合物，植物在硅介导的生理生化过程中可以提高对真菌、细菌、昆虫等生物的胁迫防御，水稻表型不会受到高浓度硅的影响，但是会导致褐飞虱取食量、生殖力与存活率的显著降低。在植物受到昆虫的为害后，硅能够改变其挥发成分而将寄生蜂大量吸引过来，致力于植物间接防御的显著提高，但是辣椒提高对黄蓟马的抗性并未涉及，究其原因与硅酸钾溶液处理中没有使用含量足够多的硅辣椒叶。为此，在致力于植物诱导抗虫性提高时，可以采用硅作为化学激发子，过程中需要对施用量与硅在植物不同组织中的积累量进行综合考虑。

对于植食性昆虫诱导的植物挥发物释放，非生物胁迫因子会产生强烈的干扰作用，且会将植物与其它有机物间所具有的化学联系破坏掉。在植物诱导的抗虫反应中重金属铜胁迫可以发挥一定作用，若铜的浓度较高则会暴发玉米根部的活性氧气，致力于茉莉酸酸在叶片中积累量的提高，更好地释放挥发物。上述结果均说明生物与非生物胁迫植物时，所具有的响应信号途径可以相互重叠。关于非生物胁迫对植物抗虫性的影响，可能会提供新的思路便于做好害虫防控工作[4]。

1.5 其它

当下，关于植物抗虫性的研究可以采用人工合成的小分子化合物，且取得显著成就。经人工合成的化学激发子可通过对天然激发子的模拟或信号分子防御可对其他防御信号组分进行有效的干扰，促使植物防御反应的产生。小分子化合物的高通量筛选经人工合成，可更好地开发与利用化学激发子。

2 展望

关于作物害虫的有效防控可采用化学激发子来代替传统农药。采用化学激发子来对植物进行预处理，可以尤其其产生一定的抗虫性，与传统农药相比这种管理害虫的方式可避免对环境造成较大的污染 ，致力于害虫抗药性产生风险的降低，有助于自然天敌能够更好地控制害虫。关于化学激子诱发植物抗虫性的研究至今已经取得很大的进展，且通过建立高通量筛选方法，对于开发与利用人工合成化学激发子起到了有效的促进作用。同时，其种类多种多样，可以提供更多的选择来科学的防控害虫，展示了采用化学激发因子防控作物害虫的巨大潜力。关于这些研究工作的开展，可为化学激发因子的有效开发打下坚实的基础[5]。

综上所述，关于化学激发因子防控害虫的有效开发与利用，需要从多个方面进行深入的研究与分析，如合成化学类型物、应用技术与剂型等。在今后的研究中仍需强化研究，根据诱导植物抗虫性的最新研究成果，展示化学激发子防控最新案例，找到需要解决的问题，并提出有效的解决措施，以期能够在作物害虫防控中能够充分的发挥化学激发子作用。

参考文献：

[1]胡宁宁，叶苗芬，娄永根.利用化学激发子防控作物害虫研究进展[J].植物保护学报，2018，45（05）：937-945.

[2]江幸福，刘悦秋，张蕾，程云霞，宋琳琳.绿肥害虫发生与防控研究现状与发展趋势[J].植物保护，2018，44（05）：61-68.

[3]张晔.从化学防控向绿色防控转变 专家呼吁建立作物害虫联防联治网络[J].农药市场信息，2018（10）：12.

[4]纪静，杨柳，李贝贝，徐灿，叶明.真菌多糖激发子对辛格粒毛盘菌抗氧化多酚积累的影响[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2016，39（02）：265-269+288.

[5]郑庆伟.木薯害虫研究与防控交流专题国际研讨会在琼召开[J].农药市场信息，2014（14）：48.