全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
林业科学研究　2008, 21 (3) : 424～428
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2008) 0320424205
夜蛾科昆虫性信息素组分的结构及分布特点
董改娟 1 , 王浩杰 13 , 董双林 2 , 邓 　顺 1
(1. 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 ,浙江 富阳　311400; 2. 南京农业大学 ,江苏 南京　210095)
关键词 :夜蛾科 ;雌性信息素组分 ;重叠组分
中图分类号 : S763　　　　　文献标识码 : A
收稿日期 : 2007211219
基金项目 : 国家林业局科技项目“竹笋夜蛾综合控制技术研究和应用”(2006241)
作者简介 : 董改娟 (1982—) ,女 ,河南洛阳人 ,硕士研究生.3 通讯作者 :王浩杰 (1961—) ,男 ,研究员 ,主要从事森林害虫综合治理方面的研究.
Structure and D istr ibution Character istics of In sect
Sex Pherom one Com ponen ts in Noctu idae
DONG Gai2juan1 , WANG Hao2jie1 , DONG Shuang2lin2 , DENG Shun1
(1. Research Institute of Subtrop ical Forestry, CAF, Fuyang 311400, Zhejiang, China;
2. Nanjing Agricultual University, Nanjing 210095, J iangsu, China )
Abstract: Comparison and analyzation of female sex pheromone that had been identified in Noctuidae suggested that
the sex pheromones were composed by five types of components: esters, alcohols, aldehydes, hydrocarbons and
epoxides. These chem icals had simp ly structure. Overlapp ing components exist in separate subfam ilies, and with
the increasing in the number of subfam ily which contented sharing components, the species of insects whose sex
pheromone content overlapp ing components increased. Sex pheromone components were highly sim ilar among
species in the same genus and largely sharing among different genera in the same subfam ily. Sex pheromone
components were full homology among the species in the same genera.
Key words:Noctuidae; female sex pheromone; overlapp ing component
夜蛾科 (Noctuidae)是鳞翅目 (Lep idop tera)昆虫
中最大的一个科 ,全世界已知该科昆虫种类达 25 089
种 (统计至 1985年 ) ,我国已经鉴定出 2 095种 [ 1 ]。
夜蛾科昆虫大多是植食性 ,且多数又是暴食性 ,对农
作物危害极大 ,因此 ,夜蛾科害虫一直是农林害虫防
治的重要对象。随着昆虫化学生态学的发展 ,昆虫性
信息素在害虫防治方面发挥着越来越重要的作用 ,目
前全球利用昆虫性信息素防治的植被面积已超过 64
×104 hm2 [ 2 ]。有关昆虫信息素已经有了较为全面和
系统的研究 :其一 ,研究内容广泛 ,涉及到生理学、生
物学、化学、生态学、分子遗传学等多个学科领域 [ 327 ]。
以生物学方面的研究为例 ,有关昆虫性信息素腺体的
构造和部位、合成机理、释放机制、昆虫对性信息素的
行为反应以及性信息素在种间隔离中的作用等方面
均有了较为全面的研究 ;其他各个领域也开展相应的
研究并取得新进展 [ 8212 ]。其二 ,研究方法多样化 ,关
于性信息素的提取、生物测定、微量分析等均有不同
的研究方法可供使用 ,如在性信息素提取方面有冷捕
法、溶剂提取法、吸附法等 [ 13 ]。与此同时 ,昆虫性信
息素的应用研究也不断取得新的进展 [ 14217 ]。
自家蚕性信息素 [ 18 ]鉴定以来 ,全世界已有 565种
蛾类昆虫性信息素得以鉴定 ,其中 ,对夜蛾科昆虫性信
息素的研究最为广泛 ,目前已经公布性信息素组分的
夜蛾达 462种 [ 19 ]。然而对于那些发生周期长 ,人工饲
养难度大的夜蛾种类 ,性信息素的研究明显缺乏 ,有待
加强。组分的鉴定是性信息素研究的基础 ,至 2005年
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第 3期 董改娟等 :夜蛾科昆虫性信息素组分的结构及分布特点
底由我国大陆鉴定性信息素组分的全部蛾类昆虫仅有
24种 [ 20 ] ,夜蛾科昆虫种类更少 ;而我国夜蛾科昆虫种
类众多 ,危害严重 ,需要尽可能鉴定出更多种类。本文
旨在对已经了解其组分的大量的夜蛾科雌性信息素的
资料进行比较 ,分析其化学结构及其在不同亚科、属中
的分布特点 ,为性信息素组分难于鉴定或尚未得到鉴
定的夜蛾科昆虫的相关研究提供参考 ,同时也为进一
步探讨蛾类昆虫信息素的进化提供资料。
1　夜蛾科昆虫性信息素鉴定概况
据 2007年 8月 8日公布在 http: / /www2pherolist.
slu. se上的资料统计显示 ,目前夜蛾科公布性信息素
组分的有 17个亚科 462种夜蛾 [ 10 ] ,性信息素组分共
计 130种化合物 (表 1)。
表 1　夜蛾科 ( Noctu idae)各亚科性信息素组分鉴定情况
鉴定亚科名 属 /个 种 /个 性信息素组分 /种
冬夜蛾 (Cuculliinae) 45 64 23
杂夜蛾 (Amphipyrinae) 38 89 45
盗夜蛾 (Hadeninae) 30 89 33
夜蛾 (Noctuinae) 21 89 45
金翅夜蛾 ( Plusiinae) 20 50 27
裳夜蛾 (Catocalinae) 14 23 17
长须夜蛾 (Herm iniinae) 8 10 14
绮夜蛾 (Acontiinae) 7 9 13
实夜蛾 (Heliothinae) 6 14 19
髯须夜蛾 (Hypeninae) 4 4 3
绢夜蛾 (R ivulinae) 4 8 9
剑文夜蛾 (Acronictinae) 3 5 6
丽夜蛾 (Chloephorinae) 3 3 9
强喙夜蛾 (Ophiderinae) 2 2 2
incertae sedis 1 1 4
瘤夜蛾 (Nolinae) 1 1 1
皮夜蛾 ( Sarrothrip inae) 1 1 1
(总计 ) 208 462 271
　　注 : incertae sedis为分类地位还未确定的一类。属、种为该亚科内
已知性信息素组分的属和种总数 ,性信息素组分为该亚科已知组分种
类之和 ,总计中包含同组分在各亚科分布的叠加数。
2　夜蛾科昆虫性信息素组分结构特点
目前已知夜蛾科昆虫性信息素组分共 130种 ,除
少数含氧环外 ,均为直链化合物。按其性质可分为 :
醇类、醛类、酯类、烃类和环氧化物 5种类型 ,各类型
所占比例如图 1。
酯类共 50种 ,按碳含量又可分为 10碳、12碳、13
碳、14碳、16碳、17碳、18碳等 ,其中 12碳、14碳和
16碳占全部酯类化合物的 84. 00%。按饱和程度可
图 1　各类型性信息素
组分在全组分中所占比例
分为饱和、含一个双键和两个双键 ,分别占 18. 00%、
10. 00%和 72. 00%。按其构成可分为甲酸酯 (如 :顺272十二碳烯甲酸酯、顺 292十四碳烯甲酸酯等 )、醋酸
酯 (如 :顺 29,反 2122十四碳醋酸酯 )、丙酸酯 (如 :顺 292
十二碳烯丙酸酯 )、丁酸酯 (如 :顺 272十二碳烯丁酸
酯 )以及含氟化合物 (如 : 11, 11, 12, 12, 122五氟顺 292
十二碳烯醋酸酯、顺 2112十二碳烯 3氟醋酸酯等 ) ,各
占 4. 00%、88. 00%、4. 00%、2. 00%和 2. 00%。
醇类共 23种 ,按含碳数可分为 10碳、12碳、14碳、
16碳和 18碳醇等 ,其中含 12碳、14碳和 16碳醇为全
部醇类的 86. 96%。按其饱和程度可分为饱和、含一个
双键或两个双键 ,各占 21. 70%、60. 90%和 17. 40%。
醛类共 19种 ,按碳含量可分为 12碳、14碳、16
碳和 18碳醛等 ,其中 12碳、14碳和 16碳醛为全部醛
类的 89. 47% ;按饱和程度可分为饱和、含一个双键
或两个双键 ,各占 21. 10%、21. 10%和 57. 80%。
烃类化合物共 11种 ,碳含量在 17～23之间 ,主
要有两种类型 :直链烃 (如 : 21碳直链烷烃、顺 3,顺262二十一碳二烯烃等 ) ,包含手性碳原子的烷烃 (如 :
72甲基十七碳烷烃等 )。
环氧化物共 27种 ,主要有两种类型 :简单环氧化物
(如 :顺 23,顺 2629, 10环氧十八碳二烯烃 ) ,包含手性碳的
环氧化物 (如 :顺 23,顺 292(6R, 7S)环氧 2二十碳二烯 )。
3　夜蛾科昆虫性信息素组分分布特点
3. 1　在亚科间的分布特点
3. 1. 1　组分类型 　已经鉴定组分的 462种夜蛾科昆
虫中 ,含酯类性信息素组分的昆虫共计 354种 ,含醛
类的昆虫共计 112种 ,含醇类的昆虫共计 109种 ,含
环氧化物的昆虫共计 36种 ,含烃类的昆虫共计 17
种。部分种类的性信息素同时含有前述 2类以上组
分 ,其中含酯类、醇类和醛类物质的昆虫集中分布在
12个亚科内 ,这些已鉴定性信息素组分的昆虫种类
在各亚科的比例见图 2。
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林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
图 2　含酯类、醇类和醛类物质组分的昆虫在各亚科的分布比例
　　含酯类性信息素的昆虫主要分布在 9个亚科 ,
且在各亚科分布种类均较多 ,是构成性信息素组分
的最主要类型 ,不同亚科间含该类型性信息素组分
的昆虫种类数差异除与昆虫性信息素组分的类型有
关外 ,与亚科内鉴定出性信息素组分的昆虫种类也
有一定的关系。性信息素组分含醇类物质的昆虫在
杂夜蛾亚科和盗夜蛾亚科分布的种类最多 ,其余亚
科昆虫种类与性信息素组分构成和鉴定组分的昆虫
种类关系均较大。性信息素组分含醛类物质的昆虫
分布在 10个亚科内 ,仅在盗夜蛾亚科种类较多 ,在
其他亚科的分布主要与昆虫性信息素组分构成
有关。
含有烃类和环氧化物组分的昆虫共 48种 ,主要
分布在裳夜蛾、长须夜蛾、髯须夜蛾、强喙夜蛾和绢
夜蛾 5个亚科和 incertae sedis内 ,其中性信息素组
分得到鉴定的昆虫种类较少 ,每种昆虫性信息素组
分也相对单一。
3. 1. 2　碳链长度 　夜蛾科昆虫性信息素组分类型
不同 ,含碳量存在一定差异 ,其中醇类、醛类、酯类 3
种类型的性信息素组分与烃类和环氧化物两种类型
的性信息素组分在含碳量上差异最大。
夜蛾科昆虫中已鉴定的性信息素组分含碳量集
中在 10～23之间。性信息素为醇类、醛类、酯类的
组分含碳量主要集中在 10～18之间 ,且除顺 282十三
碳烯醋酸酯和顺 2112十七碳烯醋酸酯外 ,其余种类
含碳量均为偶数。性信息素为烃类和环氧化物的组
分含碳量集中在 17～23之间 ,含偶数碳的组分仅占
两种类型化合物全部组分的 26. 40%。
3. 1. 3　组分重叠性 　性信息素组分为醇类、醛类、
酯类化合物的昆虫共计 12个亚科 , 414种昆虫 ,性
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第 3期 董改娟等 :夜蛾科昆虫性信息素组分的结构及分布特点
信息素组分 92种 ,可在 2个亚科以上物种中重复出 现的性信息素 (重叠组分 )共计 41种 (表 2)。
表 2　在亚科间重叠分布的醇类、醛类和酯类性信息素组分
重叠亚科数 /个 2 3 4 5 6 7
性
信
息
素
组
分
E11214AC (5) 11212AC (10) Z5214AC (21) Z11214AC (41) Z7214AC (49) Z9214AC (149)
E5Z7212AC (5) E7212AC (6) 12AC (18) Z5210AC (28) Z9216AC (18) Z7212AC (101)
Z7210AC (4) 16OH (8) Z7216AC (11) Z5212AC (27) Z7212OH (29) Z11214OH (147)
E9212AC (3) Z7214 OH (6) E11216AC (4) Z9E12214AC (23) Z11216AL (79)
E9214AC (3) 14OH (5) 16AL (13) 16AC (22) Z9214AL (39)
Z3210AC (3) Z11214AL (5) 14AC (21)
Z7212Formate (3) Z9212AC (18)
Z9216OH (6) Z11216OH (57)
Z5212OH (3) Z9214OH (28)
E11216OH (2)
Z5210OH (2)
12OH (2)
Z7214AL (3)
　　注 : Z2代表顺式 , E2代表反式 , AC2代表醋酸酯 , OH2代表醇 , AL2代表醛 , Formate代表甲酸。括号内数据为含有该性信息素组分的所有昆虫
种类。
　　在性信息素组分为醇类、醛类、酯类化合物的
11个亚科 41种重叠组分中 ,重叠仅发生在 2～7个
亚科之间 ,除性信息素中含有 5个亚科间重叠的组
分的昆虫外 ,其余组分随着重叠亚科数的增加 ,重叠
组分相对减少 ,含有该重叠组分的昆虫种类明显增
多。性信息素在 2个亚科间重叠的组分共计 13种 ,
每种组分包含 2～6种昆虫 ;在 3个亚科间重叠的组
分共计 6种 ,每种组分包含 5～10种昆虫 ;在 6个亚
科间重叠的组分共计 5种 ,但每种组分可包含 18～
79种昆虫 ;在 7个亚科间重叠的组分仅 3种 ,含此类
组分的昆虫种类多达 101～149种。
在性信息素组分为烃类和环氧化物 5个亚科 35
种重叠组分中 ,仅顺 23,顺 26,顺 292二十一碳三烯 1种
组分在 3个亚科内重叠 ,其余重叠组分仅分布在 2个
亚科内 ,且 2个亚科之一仅 1种昆虫含有重叠组分。
3. 2　在亚科属内的分布特点
同一亚科属内信息素组分在组分类型、含碳量、
双键位置等方面极为相似 ,属间组分高度重叠。杂
夜蛾亚科中 Am phipoea属昆虫性信息素主要为含一
个双键的 14碳酯类 ,秀夜蛾属 (A pam ea )主要为含
16碳的醇类、醛类、酯类 ,禾夜蛾属 (O lig ia )昆虫性
信息素主要是双键在 11碳上的 16碳酯类 , Sesam ia
属昆虫性信息素主要为 14碳和 16碳的醇类和酯
类。海灰翅夜蛾属 (Spodoptera )昆虫性信息素主要
为 12碳、14碳和 16碳的酯类。且该亚科的 5个属
间昆虫性信息素组分高度重叠 , Sesam ia属组分包含
Am phipoea属、秀夜蛾属、禾夜蛾属 3个属的全部组
分以及 Spodoptera属一半以上的组分。
冬夜蛾亚科内 A grochola属昆虫性信息素组分
主要为 14碳和 16碳的醛类和酯类。Cucu llia属昆
虫性信息素主要为 12碳和 14碳酯类 ,组分中碳含
量相等的组分全部重叠。裳夜蛾亚科内 M ocis属昆
虫性信息素为含 2～3个双键且含碳量在 20～21的
直链烃类或环氧化物 ; Zale属昆虫性信息素组分为
含有 2个双键 21碳含氧化物。 Zale属昆虫性信息
素组分全部包含在 M ocis属中。
3. 3　在属内不同种间的分布特点
同属不同种间性信息素组分更为相似 ,不同种
间往往含有一个或多个相同组分。如在 A cron icta属
内 , 80%的性信息素组分为 12 碳化合物 , 且 A.
grisea W alker和 A. spera ta Grote两种昆虫均含有顺
- 7 -十二碳烯醋酸酯 ;在 Gortyna属内性信息素组
分均为 16碳的醇类、醛类、酯类 ,该属所有昆虫均含
有顺 2112十六碳烯醛 ;在 L acanobia属内性信息素组
分主要为 14碳和 16碳的醛类和酯类 ,且各组分在
不同种昆虫间重叠分布。
此外 ,同属不同种昆虫性信息素组分完全相同
的情况也不少。如在 Polia属的 11种昆虫中 ,共有
3对 6种昆虫性信息素组分两两完全相同 ,即 P.
assim ilis Morrison和 P. d isca lis ( Grote)两种昆虫性
信息素组分均为顺 292十四碳醋酸酯和顺 2112十四碳
醋酸酯 , P. bom bycina ( Hufnagel) 和 P. tacom a
( Strecker)两种昆虫性信息素均为顺 292十四碳烯醋
酸酯和顺 292十四碳烯醛 , P. pu rpu rissa ta Grote和 P.
lilacina (Harvey)均为顺 272十四碳烯醋酸酯和顺 292
十四碳烯醋酸酯。Am phipoea属内 ,性信息素组分主
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要为 14碳的酯类 ,且已经公布组分的 5种昆虫中 3
种昆虫的性信息素完全相同。再如在 N octua属内 ,
N. fim bria ta Schreber、 N. jan th ina Denis &
Schiffermüller和 N. in terjecta Hübner 3种昆虫性信息
素组分均为顺 292十四碳烯醋酸酯和顺 2112十四碳烯
醋酸酯。
4　小结与讨论
利用昆虫性信息素防治有害昆虫是目前生态防
治的途径之一 ,夜蛾科昆虫是农林业害虫的重要防
治对象 ,能否对其进行生态控制是直接关系到农林
经济发展和人体健康的重大问题。害虫性信息素组
分是否得到鉴定决定着能否用其进行害虫防治。目
前全世界已经明确性信息素组分的夜蛾科昆虫共计
17个亚科的 462种 ,我国夜蛾科昆虫种类众多 ,且
一些种类还是我国的特有种 ,而我国大陆到 2005年
为止 ,全部蛾类昆虫性信息素得到鉴定的仅有 24
种 ,夜蛾科中鉴定的昆虫种类更少。我国亟待加强
夜蛾科昆虫性信息素的研究和鉴定工作。
目前已鉴定的夜蛾科昆虫性信息素组分共计
130种 ,可分为醇类、醛类、酯类、烃类和环氧化物 5
种类型。性信息素组分结构简单 ,一般为含碳数在
10～23之间的直链化合物。醇类、醛类和酯类集中
分布在 11个亚科内 ,烃类和环氧化物主要分布在其
余 6个亚科内。各亚科中性信息素主要组分在含碳
数、化合物类型等方面有所差异。各亚科间性信息
素重叠组分随着重叠亚科数的增加 ,重叠组分减少 ,
含有重叠组分的昆虫种类增加。同一亚科不同属间
昆虫性信息素组分的重叠度较高。同一属内不同种
昆虫往往含有一个或多个相同组分外 ,性信息素所
有组分完全相同的情况也较多。
基于夜蛾科昆虫性信息素组分的结构及分布特
点 ,在今后的性信息素鉴定工作中 ,可通过分类地位
相近的昆虫性信息素组分获取信息 ,使待鉴定组分
类型更加明确 ;而对于性信息素鉴定困难的昆虫而
言 ,可以利用其分类地位相近的昆虫性信息素组分
进行引诱剂配方的筛选、试诱 ,如试诱实验取得成
功 ,则可免去探索鉴定过程 ,节约科研成本 ,同时明
确了性信息素组分人工合成的技术要求 ,有利于促
进相关技术研发。
参考文献 :
[ 1 ] 陈一心. 中国动物志 :昆虫纲 (第 16卷 ) [M ]. 北京 :科学出版
社 , 1999
[ 2 ] 尚尔才. 全球昆虫性信息素防治面积超越 64万公顷 [ J ]. 农化新
世纪 , 2007 (2) : 35
[ 3 ] 孔祥波 ,张 真 ,王鸿斌 ,等. 松毛虫性信息素微量成分鉴定方法
的研究 [ J ]. 色谱 , 2005, 23 (4) : 3702373
[ 4 ] 赵新成 ,王琛柱. 蛾类昆虫性信息素通讯系统的遗传与进化 [ J ].
昆虫学报 , 2006, 49 (2) : 3232332
[ 5 ] Zeeck E, Hardege J D, Bartels2Hardege H. Sex pheromones and
rep roductive isolation in two nereid species, N ereis succinea and
P latynereisdum erilii[ J ]. Mar Ecol Prog Ser, 1990, 67: 1832188
[ 6 ] M iyanoshita A, Tatsuki S. Role of sex pheromones in rep roductive
isolation between two host races in Aspid iotus cryptom eriae Kuwana
(Homop tera: D iasp ididae ) [ J ]. App l Entomol Zool, 2001, 36
(2) : 1992202
[ 7 ] 孔祥波 ,赵成华 ,高 伟. 4种松毛虫性信息素成分及在近缘种
生殖隔离中的作用 [ J ]. 科学通报 , 2001, 46 (17) : 143521439
[ 8 ] 赵成华. 蛾类昆虫性信息素生物合成的研究进展 [ J ]. 昆虫学报 ,
2000, 43 (4) : 4292439
[ 9 ] 田　宇 ,刘孟英. 桃蛀螟性外激素腺体的部位及其超微形态结构
[ J ]. 昆虫学报 , 1990, 33 (2) : 2542255
[ 10 ] Dahanukar A, Hallem E A, Carlson J R. Insect chemorecep tion[ J ].
Current Op inion in Neurobiology, 2005, 15 (4) : 4232430
[ 11 ] Hollister B, Mullin C A. Behavioral and electrophysiological
dose2response relationship s in adult western corn rootworm
(D iabrotica virg iferavirg ifera Le Conte) for host pollen am ino acids
[ J ]. J Insect Physiol, 1998, 44: 4632470
[ 12 ] 马瑞燕 ,杜家纬. 昆虫的触角感器 [ J ]. 昆虫知识 , 2000, 37 ( 3) :
1792183
[ 13 ] 杜家纬. 昆虫性信息素及其应用 [M ]. 北京 :中国林业出版
社 , 1986
[ 14 ] 王亚维. 昆虫性信息素在害虫防治中的应用 [ J ]. 青海大学学
报 , 2002, 20 (5) : 41244
[ 15 ] 肖润林 ,候柏华 ,盛良学 ,等. 茶毛虫发生规律及性诱剂防治效
果研究初报 [ J ]. 湖南农业科学 , 2005 (1) : 54255
[ 16 ] 杜永均. 化学信息素在蔬菜害虫综合防治中的应用 [ J ]. 中国蔬
菜 , 2007 (1) : 35239
[ 17 ] 张顶武 ,李松涛 ,董 　民 ,等. 性诱剂和糖醋液防治桃园苹果小
卷蛾技术研究 [ J ]. 中国果树 , 2007 (3) : 37239
[ 18 ] Butenandt A, Beckmann R, Stamm D, et a l. Uber den sexual
lockstaff des seidensp inners B om byx m ori [ J ]. Reidanstellung und
Konstitution Z Naturforsch B , 1959, 14: 2832284
[ 19 ] W itzgall P, L indblom T, Bengtsson M, et al. The pherolist 2007
[ EB /OL ]. [ 2007208208 ]. http: / /www2pherolist. slu. se /
pherolist. php
[ 20 ] 韦　卫 ,赵莉蔺 ,孙江华. 蛾类性信息素研究进展 [ J ]. 昆虫学
报 , 2006, 49 (5) : 8502858
824