利用化學激發子防控作物害蟲研究進展

何敬

摘 要 在植物抵御害蟲中誘導防御反應是最為重要的一種機制，植物激素及其類似物、植物激發子多肽等各種化學激發子在該防御機制中發揮著至關重要的作用，通過合理的開發與利用有助于天然防御體系的建立，致力于害蟲種群密度的降低、病蟲害的減輕與化學農藥使用量的減少。

關鍵詞 化學激發子；防控；作物害蟲；研究進展

對于大部分植物而言在整個生活史中都在某一特定區域內固定，為更好地適應環境或滿足環境的需要，它們必須對自身結構進行改變或調節自身代謝。植物可產生物理與化學屏障，對植食性昆蟲的存活與生殖力產生直接影響，且可以通過釋放揮發物來影響其自然天敵行為[1]。化學激發子本身不會直接毒害病蟲，但是可以誘導植物而產生防御反應，當下大量化學激發子已經在植物、病原菌互作關系中研究中得以鑒定，同時對多個商品化應用的防控作物病害化學激發子開放出來，但是可供在生產上的應用沒有。

1 主要化學激發子類型

1.1 植食性昆蟲相關分子模式

植食性昆蟲在對植物產生危害時的多種行為都有誘導植物產生防御反應，如取食、產卵、排泄等。研究人員在昆蟲的口腔、產卵與糞便分泌物中均找到了能夠誘導植物抗蟲性的相關分子模式。

1.2 植物激素及其類似物

植物激素能夠對植物的生長、發育與防御反應發揮良好的調節作用，如乙烯、生長素、脫落酸、茉莉酸、水楊酸等至少有十種結構無關的小分子認為是植物激素，其中在植物防御反應中發揮重要的作用水楊酸與茉莉酸等已經得到證實[2]。

1.3 植物激發子多肽

關于植物多肽類激發子最早被發現的為系統素 ，具有能夠誘導因子活性的蛋白酶抑制劑，關于其積累可以在飛摩而級濃度下。經研究得知，系統素有助于促進番茄對植食性昆蟲系統抗性的顯著提高，對于植物釋放揮發物可以起到誘導作用，為番茄與第三營養級之間的互作提供促進作用，且對于受害植物與鄰近植物間的信號交流帶來不小的影響。

多肽具有激發子功能， 近年來也逐漸得到了深入的研究。如玉米植物激發子多肽家族ZmPep3能對玉米對甜菜夜蛾抗性進行有效的調節；通過外源施加可誘導乙烯與茉莉酸的產生，致力于植物防御相關蛋白表達的顯著提供；ZmPep3經過相關處理后，玉米所釋放的揮發物與植物受害蟲為害后的揮發物組分具有相似性。另外，研究發現，外源水稻多肽OsPeps與昆蟲口腔分泌物的同時施加，可以將水稻細胞激活而促進多種防御反應的產生；在豆科與茄科植物中多肽可從Propep同源物中獲取，便于植食性昆蟲釋放相關揮發物，由此說明在不同植物重Peps對于抗蟲反應產生的誘導是一種保守功能[3]。

1.4 無機化合物

在地殼中硅屬于第二豐富的元素。植物細胞溶質中可溶性硅可以將多種代謝途徑激活，以此便于植物在植食性昆蟲誘導下產生有機化合物，植物在硅介導的生理生化過程中可以提高對真菌、細菌、昆蟲等生物的脅迫防御，水稻表型不會受到高濃度硅的影響，但是會導致褐飛虱取食量、生殖力與存活率的顯著降低。在植物受到昆蟲的為害后，硅能夠改變其揮發成分而將寄生蜂大量吸引過來，致力于植物間接防御的顯著提高，但是辣椒提高對黃薊馬的抗性并未涉及，究其原因與硅酸鉀溶液處理中沒有使用含量足夠多的硅辣椒葉。為此，在致力于植物誘導抗蟲性提高時，可以采用硅作為化學激發子，過程中需要對施用量與硅在植物不同組織中的積累量進行綜合考慮。

對于植食性昆蟲誘導的植物揮發物釋放，非生物脅迫因子會產生強烈的干擾作用，且會將植物與其它有機物間所具有的化學聯系破壞掉。在植物誘導的抗蟲反應中重金屬銅脅迫可以發揮一定作用，若銅的濃度較高則會暴發玉米根部的活性氧氣，致力于茉莉酸酸在葉片中積累量的提高，更好地釋放揮發物。上述結果均說明生物與非生物脅迫植物時，所具有的響應信號途徑可以相互重疊。關于非生物脅迫對植物抗蟲性的影響，可能會提供新的思路便于做好害蟲防控工作[4]。

1.5 其它

當下，關于植物抗蟲性的研究可以采用人工合成的小分子化合物，且取得顯著成就。經人工合成的化學激發子可通過對天然激發子的模擬或信號分子防御可對其他防御信號組分進行有效的干擾，促使植物防御反應的產生。小分子化合物的高通量篩選經人工合成，可更好地開發與利用化學激發子。

2 展望

關于作物害蟲的有效防控可采用化學激發子來代替傳統農藥。采用化學激發子來對植物進行預處理，可以尤其其產生一定的抗蟲性，與傳統農藥相比這種管理害蟲的方式可避免對環境造成較大的污染 ，致力于害蟲抗藥性產生風險的降低，有助于自然天敵能夠更好地控制害蟲。關于化學激子誘發植物抗蟲性的研究至今已經取得很大的進展，且通過建立高通量篩選方法，對于開發與利用人工合成化學激發子起到了有效的促進作用。同時，其種類多種多樣，可以提供更多的選擇來科學的防控害蟲，展示了采用化學激發因子防控作物害蟲的巨大潛力。關于這些研究工作的開展，可為化學激發因子的有效開發打下堅實的基礎[5]。

綜上所述，關于化學激發因子防控害蟲的有效開發與利用，需要從多個方面進行深入的研究與分析，如合成化學類型物、應用技術與劑型等。在今后的研究中仍需強化研究，根據誘導植物抗蟲性的最新研究成果，展示化學激發子防控最新案例，找到需要解決的問題，并提出有效的解決措施，以期能夠在作物害蟲防控中能夠充分的發揮化學激發子作用。

參考文獻：

[1]胡寧寧，葉苗芬，婁永根.利用化學激發子防控作物害蟲研究進展[J].植物保護學報，2018，45（05）：937-945.

[2]江幸福，劉悅秋，張蕾，程云霞，宋琳琳.綠肥害蟲發生與防控研究現狀與發展趨勢[J].植物保護，2018，44（05）：61-68.

[3]張曄.從化學防控向綠色防控轉變 專家呼吁建立作物害蟲聯防聯治網絡[J].農藥市場信息，2018（10）：12.

[4]紀靜，楊柳，李貝貝，徐燦，葉明.真菌多糖激發子對辛格粒毛盤菌抗氧化多酚積累的影響[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2016，39（02）：265-269+288.

[5]鄭慶偉.木薯害蟲研究與防控交流專題國際研討會在瓊召開[J].農藥市場信息，2014（14）：48.