利用化學激發(fā)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(fā)子多肽等各種化學激發(fā)子在該防御機制中發(fā)揮著至關重要的作用，通過合理的開發(fā)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(nóng)藥使用量的減少。

關鍵詞 化學激發(fā)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(qū)域內固定，為更好地適應環(huán)境或滿足環(huán)境的需要，它們必須對自身結構進行改變或調節(jié)自身代謝。植物可產(chǎn)生物理與化學屏障，對植食性昆蟲的存活與生殖力產(chǎn)生直接影響，且可以通過釋放揮發(fā)物來影響其自然天敵行為[1]?；瘜W激發(fā)子本身不會直接毒害病蟲，但是可以誘導植物而產(chǎn)生防御反應，當下大量化學激發(fā)子已經(jīng)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(fā)子開放出來，但是可供在生產(chǎn)上的應用沒有。

1 主要化學激發(fā)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(chǎn)生危害時的多種行為都有誘導植物產(chǎn)生防御反應，如取食、產(chǎn)卵、排泄等。研究人員在昆蟲的口腔、產(chǎn)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(fā)育與防御反應發(fā)揮良好的調節(jié)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(fā)揮重要的作用水楊酸與茉莉酸等已經(jīng)得到證實[2]。

1.3 植物激發(fā)子多肽

關于植物多肽類激發(fā)子最早被發(fā)現(xiàn)的為系統(tǒng)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(jīng)研究得知，系統(tǒng)素有助于促進番茄對植食性昆蟲系統(tǒng)抗性的顯著提高，對于植物釋放揮發(fā)物可以起到誘導作用，為番茄與第三營養(yǎng)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(fā)子功能， 近年來也逐漸得到了深入的研究。如玉米植物激發(fā)子多肽家族ZmPep3能對玉米對甜菜夜蛾抗性進行有效的調節(jié)；通過外源施加可誘導乙烯與茉莉酸的產(chǎn)生，致力于植物防御相關蛋白表達的顯著提供；ZmPep3經(jīng)過相關處理后，玉米所釋放的揮發(fā)物與植物受害蟲為害后的揮發(fā)物組分具有相似性。另外，研究發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)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(fā)物，由此說明在不同植物重Peps對于抗蟲反應產(chǎn)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(chǎn)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(fā)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(fā)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(fā)物釋放，非生物脅迫因子會產(chǎn)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(lián)系破壞掉。在植物誘導的抗蟲反應中重金屬銅脅迫可以發(fā)揮一定作用，若銅的濃度較高則會暴發(fā)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(fā)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(jīng)人工合成的化學激發(fā)子可通過對天然激發(fā)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(chǎn)生。小分子化合物的高通量篩選經(jīng)人工合成，可更好地開發(fā)與利用化學激發(fā)子。

2 展望

關于作物害蟲的有效防控可采用化學激發(fā)子來代替?zhèn)鹘y(tǒng)農(nóng)藥。采用化學激發(fā)子來對植物進行預處理，可以尤其其產(chǎn)生一定的抗蟲性，與傳統(tǒng)農(nóng)藥相比這種管理害蟲的方式可避免對環(huán)境造成較大的污染 ，致力于害蟲抗藥性產(chǎn)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(fā)植物抗蟲性的研究至今已經(jīng)取得很大的進展，且通過建立高通量篩選方法，對于開發(fā)與利用人工合成化學激發(fā)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(fā)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(fā)因子的有效開發(fā)打下堅實的基礎[5]。

綜上所述，關于化學激發(fā)因子防控害蟲的有效開發(fā)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(jù)誘導植物抗蟲性的最新研究成果，展示化學激發(fā)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(fā)揮化學激發(fā)子作用。

參考文獻：

[1]胡寧寧，葉苗芬，婁永根.利用化學激發(fā)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(fā)生與防控研究現(xiàn)狀與發(fā)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(lián)防聯(lián)治網(wǎng)絡[J].農(nóng)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(fā)子對辛格粒毛盤菌抗氧化多酚積累的影響[J].合肥工業(yè)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(nóng)藥市場信息，2014（14）：48.