切葉蟻亞科螞蟻的防御性生物堿

白 茹, 陳 立, 王文凱

(1.長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 湖北荊州 434025; 2.河北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 生命科學(xué)與綠色發(fā)展研究院, 河北保定 071002)

螞蟻屬膜翅目(Hymenoptera)蟻科(Formicidae)，是群集而居的社會(huì)性昆蟲(chóng)。防御(和進(jìn)攻)是一種非常重要的集體行為(Leclercqetal., 2000)，因此螞蟻將絕大多數(shù)化學(xué)分泌物用于防御和進(jìn)攻(Schmidt, 1986)。螞蟻體內(nèi)共有39個(gè)腺體，分布在身體的各個(gè)區(qū)域，其位置與它們的功能直接相關(guān)(Billen and Morgan, 1998)。其中至少有6個(gè)不同的外分泌腺體為防御性化合物的來(lái)源，包括毒腺(poison gland)、杜氏腺(Dufour’s gland)、腹板腺(sternal gland)、上顎腺(mandibular gland)、臀腺(pygidial gland)、后胸側(cè)板腺(metapleural gland)(Buschinger and Maschwitz, 1984)，但這些腺體并不一定同時(shí)存在于同一種螞蟻體內(nèi)。此外，這些腺體產(chǎn)生的化合物可能還有防御以外的其他功能，例如作為信息素用于信息交流。

在多數(shù)情況下，螞蟻的化學(xué)防御主要用于對(duì)抗同種或異種其他競(jìng)爭(zhēng)螞蟻，主要是通過(guò)噴灑毒液或分散粘性分泌物來(lái)實(shí)現(xiàn)。有些螞蟻則通過(guò)蟄刺行為將毒液注入入侵者或獵物體內(nèi)，這種蟄刺行為是螞蟻的一種重要防御、捕獵方式。大多數(shù)螞蟻是機(jī)會(huì)主義者，捕食獵物行為有一定的隨機(jī)性，所以蟄刺行為難以特化而用于捕食特定的獵物(Maschwitz, 1975)。兩個(gè)與蜇刺相關(guān)的腺體分別是毒腺和杜氏腺。具蟄刺行為的螞蟻的毒腺分泌物主要成分為生物堿；而不具蟄刺行為的螞蟻的毒腺主要分泌甲酸；少數(shù)種類的毒腺分泌物由多肽和游離氨基酸組成(Attygalle and Morgan, 1984)。杜氏腺通常產(chǎn)生疏水性碳?xì)浠衔?、長(zhǎng)鏈酯、酮或倍半萜烯衍生物(Attygalleetal., 1983; 尚玉昌, 2006)，行使多種生物功能，如報(bào)警、跟蹤、領(lǐng)域標(biāo)記、增強(qiáng)毒腺產(chǎn)物毒性等(朱家穎等, 2007; 朱會(huì)艷等, 2012; Chenetal., 2016)。

切葉蟻亞科(Myrmicinae)是蟻科的第一大亞科，也是進(jìn)化程度較高的亞科之一。本亞科螞蟻因有切割植物葉片并培育真菌作為食物的切葉蟻而得名，但絕大多數(shù)種類都沒(méi)有此習(xí)性。目前在螞蟻數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的切葉蟻亞科共有147個(gè)現(xiàn)生屬，7 518個(gè)現(xiàn)生種(含亞種)(許益鐫等, 2020)。本綜述主要介紹切葉蟻亞科螞蟻毒腺產(chǎn)生的生物堿，而其產(chǎn)生的蛋白類成分可以參考Schmidt(1986, 1990)和Touchard等(2016)。其他亞科的螞蟻的毒腺產(chǎn)生的防御性生物堿可以參考Attygalle和Morgan(1984)。

1 切葉蟻亞科螞蟻防御性生物堿組分及屬種分布特征

1.1 哌啶和吡啶

在切葉蟻亞科中，哌啶和吡啶類生物堿是常見(jiàn)的毒液成分(Leclercqetal., 2000)，主要分布在火蟻屬Solenopsis中，小家蟻屬M(fèi)onomorium、大蟻屬M(fèi)egalomyrmex和盤(pán)腹蟻屬Aphaenogaster中也有少量分布，已鑒定的化合物有54種，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1-4。比如2-甲基-6-烷基哌啶是火蟻屬毒液的典型特征，而2,5-二烷基吡咯烷類生物堿在小家蟻屬毒液中占優(yōu)勢(shì)。不過(guò)也有例外，比如南非小家蟻Monomoriumdelagoensis的毒液中含有2,6-二烷基哌啶(化合物1-7)，這也說(shuō)明小家蟻屬和火蟻屬存在一定的親緣關(guān)系。

圖1 小家蟻屬中的哌啶類生物堿

圖2 火蟻屬和大蟻屬中的哌啶類生物堿

圖3 火蟻屬中的四氫吡啶類生物堿

圖4 火蟻屬、收獲蟻屬和盤(pán)腹蟻屬中的吡啶類生物堿

紅火蟻Solenopsisinvicta毒液的主要成分為2-甲基-6-烷基或烯基哌啶(Jonesetal., 1990a; Chen and Shang, 2011)。這些哌啶生物堿有兩個(gè)手性中心，存在立體異構(gòu)現(xiàn)象，采用氣相色譜與傅里葉紅外光譜聯(lián)用技術(shù)(GC/FTIR)鑒定為順式和反式-二取代烷基哌啶類化合物(Garraffoetal., 1994)，其中順式生物堿構(gòu)型為(2R,6S)，反式構(gòu)型為(2R,6R)(Leclercqetal., 1994)。通過(guò)硅膠柱層析法分離工蟻提取物和GC/MS鑒定，發(fā)現(xiàn)紅火蟻毒液含有7種順式和7種反式哌啶生物堿(化合物12-19和22-27)，它們的哌啶環(huán)6位側(cè)鏈的長(zhǎng)度為11, 13, 15和17個(gè)碳。美國(guó)本土的火蟻，包括熱帶火蟻Solenopsisgeminata、南方火蟻S.xyloni和沙漠火蟻S.aurea的毒液主要成分是順式和反式-2-甲基-6-十一烷基哌啶[cis-C11(化合物12)和trans-C11(化合物13)]，而2-甲基-6-十三烷基哌啶[cis-C13(化合物14)和trans-C13(化合物15)]為次要成分(Brandetal., 1972; MacConnelletal., 1976)。一種南美火蟻Solenopsisglobularia的毒液中只存在順式和反式-2-甲基-6-壬基哌啶(cis-C9和trans-C9)(化合物10和11)，其哌啶環(huán)6位側(cè)鏈的長(zhǎng)度為9個(gè)碳(MacConnelletal., 1976; Jonesetal., 1996b)。波多黎各和加利福尼亞賊蟻Diplorhoptrumsp.的毒液含有順式和反式-2-甲基-6-壬基哌啶(化合物10和11)，順式和反式-2-甲基-6-[(Z)-4-壬烯基]哌啶(化合物32和33)，它們的哌啶環(huán)6位側(cè)鏈的長(zhǎng)度均為9個(gè)碳(Jonesetal., 1996b; Gormanetal., 1998)。大蟻屬賊蟻Megalomyrmexmondaboroides的毒液含有順式和反式-2-甲基-6-壬基哌啶(化合物10和11)以及反式-2-庚基-6-甲基哌啶[trans-C7(化合物9)](Jonesetal., 1982)。黑火蟻Solenopsisrichteri的蟻后毒液含有微量的順式和反式-2-甲基-6-庚基哌啶(cis-C7和trans-C7)，哌啶環(huán)6位側(cè)鏈的長(zhǎng)度為7個(gè)碳(化合物8和9)(MacConnelletal., 1974; Schmidt, 1986)。

紅火蟻毒液生物堿成分并不存在地區(qū)差異(Chen and Shang, 2011)，但是存在明顯的品級(jí)間差異，即工蟻和蟻后體內(nèi)的生物堿成分顯著不同，其中cis-C11(化合物12)是蟻后的主要生物堿成分，而工蟻?zhàn)钪饕纳飰A成分是trans-C13(化合物15)、反式-2-甲基-6-十五烷基哌啶[trans-C15(化合物17)]、反式-2-甲基-6-十三烯基哌啶[trans-C13∶1(化合物23)]、反式-2-甲基-6-十五烯基哌啶[trans-C15∶1(化合物25)](Numata and Ibuka, 1987; Eliyahuetal., 2011)。

然而，熱帶火蟻的毒液生物堿成分并不存在明顯的品級(jí)間差異，工蟻和蟻后的化學(xué)成分(化合物10-15, 20-23, 33和40)相同(Shietal., 2015)，主要是cis-C11(化合物12)和trans-C11(化合物13)。在蟻后品級(jí)，熱帶火蟻和紅火蟻的蟻后產(chǎn)生幾乎完全相同的生物堿成分。但是在工蟻品級(jí)和熱帶火蟻相比，紅火蟻工蟻產(chǎn)生哌啶生物堿的側(cè)鏈更長(zhǎng)，并且防御性更強(qiáng)(Jouvenazetal., 1972)。

巴西火蟻Solenopsissaevissima的毒液主要含有2-甲基-6-十一烷基哌啶(C11)(化合物12, 13, 28和30)，2-甲基-6-十三烷基哌啶(C13)(化合物14, 15, 29和31)和2-甲基-6-十三烯基哌啶(C13∶1)(化合物45)。大多數(shù)火蟻毒液中的順式和反式哌啶生物堿均只有一種構(gòu)型，即分別為(2R,6S)和(2R,6R)；但是巴西火蟻毒液中的順式和反式哌啶生物堿均有兩種構(gòu)型：順式為(2R,6S)和(2S,6R)，反式為(2R,6R)和(2S,6S)(Pianaroetal., 2012; Araújoetal., 2018)。

除順式和反式-2-甲基-6-烷基或烯基哌啶外，在紅火蟻的工蟻和蟻后中還發(fā)現(xiàn)Δ1,2和Δ1,6-2-甲基-6-烷基或烯基脫氫哌啶(Chen Jetal., 2009, 2010; Yuetal., 2014)，其中包括7種Δ1,6-脫氫哌啶(化合物41-47)和6種Δ1,2-脫氫哌啶(化合物34-36和38)(Chen and Fadamiro, 2009)。

除了哌啶類化合物成分，采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(SPME-GC-MS)在紅火蟻的毒液中還發(fā)現(xiàn)10種2-甲基-6-烷基或烯基吡啶。通過(guò)化學(xué)合成確定了3種吡啶類生物堿的結(jié)構(gòu)，包括2-甲基-6-十一烷基吡啶(化合物48)、2-甲基-6-十三烷基吡啶(化合物49)和2-甲基-6-十五烷基吡啶(化合物50)(Chenetal., 2019)。

收獲蟻屬M(fèi)essor螞蟻的毒液含有煙草型生物堿，其中Messormediorubra含有4種生物堿，以2-(3′-吡啶)哌啶(化合物52)為主要成分以及微量的2-(3′-吡啶)-Δ1,2-哌啶(化合物51)和2-(3′-吡啶)-1-(N-甲基)哌啶(化合物53)；半紅收獲蟻M.semirufus和烏檀收獲蟻M.ebeninus中化合物48的含量也高達(dá)90%以上；M.rugosus含大量的2-(3′-吡啶)哌啶(化合物52)和微量的2-(3′-吡啶)-Δ1,2-哌啶(化合物51)；M.bouvieri含有90%的2-(3′-吡啶)-Δ1,2-哌啶(化合物51)和10%的2-(3′-吡啶)哌啶(化合物52)；沙地收獲蟻M.arenarius含有2-(3′-吡啶)-1-(N-甲基)哌啶(化合物53)(Cruz-Lópezetal., 2006)。

另外，2-(3′-吡啶)-Δ1,2-哌啶(化合物51)、2-(3′-吡啶)哌啶(化合物52)和2-(3′-吡啶)-1-(N-甲基)哌啶(化合物53)以及2,3′-聯(lián)吡啶(化合物54)還存在于盤(pán)腹蟻屬Aphaenogasterfulva,A.tennesseensis,A.rubis和A.tennesseensis的毒腺中(Wheeleretal., 1981; Leclercqetal., 2000)。

1.2 吡咯烷和吡咯啉

雖然在一些火蟻屬和大蟻屬的毒液中發(fā)現(xiàn)了2,5-二烷基吡咯烷和相應(yīng)的1-吡咯啉類化合物(Pedderetal., 1976; Blumetal., 1980; Jonesetal., 1982)，但是吡咯烷和吡咯啉類生物堿是小家蟻屬螞蟻毒液的典型特征(Leclercqetal., 2000)，已發(fā)現(xiàn)該類生物堿有65種，化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5～6。

圖5 小家蟻屬和大蟻屬中吡咯類生物堿

圖6 細(xì)胸蟻屬螞蟻中的N-烷基-3-甲基吡咯烷

賊蟻Solenopsis(Diplorhoptrum)和粘蟻Solenopsis(Euophthalma)能夠通過(guò)微小的隧道進(jìn)入火蟻和其他種類螞蟻的巢穴搶奪食物。它們的毒液成分包括帶2, 4, 5, 6和7個(gè)碳的飽和烷基側(cè)鏈的反式2,5-二烷基吡咯烷(化合物55-58)、帶2, 5和7個(gè)碳的飽和側(cè)鏈的反式-2,5-二烷基吡咯啉(化合物88-91)，以及N-甲基-2-丁基-5-戊基吡咯啉(化合物108)(Pedderetal., 1976; Jonesetal., 1979; Numata and Ibuka, 1987)。

澳大利亞小家蟻Monomoriumrothsteini,M.sordidum和M.carinatum毒液的生物堿成分包括13種反式2,5-二烷基吡咯烷(化合物59, 60, 67, 68和81-86)、反式-2-乙基-5-[(Z)-4-十三烯基]吡咯烷(化合物87)和4種1-吡咯啉(化合物92-95)。這些化合物對(duì)白蟻工蟻具有毒殺活性(Jonesetal., 1982, 2010)。

歐洲小家蟻Monomoriumspp.的毒液成分有兩種1-吡咯啉(化合物96和97)和3種吡咯烷(化合物61-63)生物堿(Bacosetal., 1988; Leclercqetal., 2000)。

新西蘭小家蟻Monomoriumantarcticum的毒液有6種吡咯烷生物堿(化合物57和60-64)和9種吡咯里西啶生物堿(化合物120-126, 128和129)(Jonesetal., 1988)。新西蘭小家蟻Monomoriumantipodum的毒液中反式-2-乙基-5-壬基吡咯烷(化合物67)和反式-2-乙基-5-(10′-十一烯基)吡咯烷(化合物68)的比例為1∶1(Donetal., 2001)。另外，在寬節(jié)小家蟻Mononmoriumlatinode中發(fā)現(xiàn)了N-甲基-2-丁基-5-庚基吡咯烷(化合物109)(Jonesetal., 1982)。

小黑蟻Monomoriumminimum的毒液含有飽和和不飽和2,5-二烷基吡咯烷(化合物69-71)、不飽和2,5-二烷基吡咯啉(化合物98-100)、不飽和N-甲基-2,5-二烷基吡咯烷(化合物110-111)以及兩種胺(Jonesetal., 1982; Langeetal., 1989; Wang and Chen, 2015; Chenetal., 2016)。

非洲小家蟻Monomoriumspp.的毒液含有9種反式-2,5-二烷基吡咯烷(化合物56, 57, 61和72-77)和4種1-吡咯啉(化合物101-104)，其中在Monomoriumnotulum中發(fā)現(xiàn)的2-烷基-1-吡咯啉是第一個(gè)從螞蟻毒液中發(fā)現(xiàn)的單取代1-吡咯啉(化合物111)(Ritter and Persoons, 1975; Jonesetal., 1982, 1989, 2003)。加勒比海螞蟻Solenopsisazteca工蟻的唯一生物堿成分是化合物111，這種化合物和其他類似的化合物都可以作為生物合成的前體，用于合成2,5-二烷基吡咯烷(Jonesetal., 1988, 2003)。

大蟻屬和小家蟻屬的親緣關(guān)系近，這兩類螞蟻的毒液都以吡咯啉和吡咯烷類生物堿作為主要化合物。例如，分布在新熱帶區(qū)的獅大蟻Megalomyrmexleoninus,M.goeldii和M.modestus的毒液成分主要是反式-2,5-二烷基吡咯烷(化合物56, 57, 77和80)(Jonesetal., 1991a, 1991b; Leclercqetal., 2000)；M.mondabora毒液生物堿成分主要是化合物63, 77和反式-2-庚基-5-[8′-氧代壬基]吡咯烷(化合物113)(Adamsetal., 2015)；哥斯達(dá)黎加大蟻M.foreli的毒液主要含有4種生物堿成分(化合物57, 101, 106和107)，其中2-丁基-5-[(E)-1-庚烯基]-5-吡咯啉(化合物106)和2-丁基-5-[(E,E)-1,3-庚二烯基]-5-吡咯啉(化合物107)是曲型的螞蟻來(lái)源的吡咯啉類生物堿(Jonesetal., 1991b)。

切葉蟻亞科細(xì)胸蟻屬螞蟻Harpagoxenussublaevis,Leptothoraxacervorum,L.muscorum和Doronomyrmexgoesswaldi含有獨(dú)特的N-烷基-3-甲基吡咯烷(化合物114-119)，這些N-烷基-3-甲基吡咯烷C-3的絕對(duì)構(gòu)型為R(Koobetal., 1997)。

1.3 吡咯里西啶

切葉蟻亞科螞蟻毒液中的吡咯里西啶生物堿很罕見(jiàn)，主要分布在小家蟻屬中，該類化合物僅有10種被鑒定(圖7)。最早從北美賊蟻Solenopsisxenovenenum中發(fā)現(xiàn)(5Z,8E)-3-庚基-5-甲基吡咯里西啶(化合物121)(Blumetal., 1980)。隨后從新西蘭螞蟻Chelanerantarcticus中鑒定出(5E,8Z)-3-(1-壬基-8-烯)-5[(E)1-丙基-1-烯]吡咯里西啶(化合物125)(Jonesetal., 1986)，從新西蘭小家蟻和史氏小家蟻Monomoriumsmithii的毒液提取物中鑒定出3,5-二烷基吡咯里西啶(化合物120-126, 128和129)與2,5-二烷基吡咯烷(化合物57, 66, 69和79)(Jonesetal., 1988)。

圖7 火蟻屬、小家蟻屬和大蟻屬中的吡咯里西啶類生物堿

大蟻屬M(fèi)egalomyrmexsilvestrii毒液的主要成分有(5Z,8E)-3-丁基-5-己基吡咯里西啶(化合物124)和(5E,8E)-3-丁基-5-己基吡咯里西啶(化合物127)，但(5E,8E)-3-丁基-5-己基吡咯里西啶是Megalomyrmexmodestus的毒液中的唯一生物堿成分(Jonesetal., 1991a; Adamsetal., 2015)。

圖9 脊紅蟻屬毒液中吲哚里西啶類生物堿

1.4 吲哚里西啶

吲哚里西啶生物堿主要包括3,5-二烷基吲哚里西啶和吡咯并[2,1,5-cd]吲哚里西啶(圖8和9)，共鑒定出18種化合物，是脊紅蟻屬螞蟻和火蟻屬賊蟻毒腺分泌物的主要成分，小家蟻屬中也有少量分布。3,5-二烷基吲哚MonomorineI(化合物130)是最早從法老蟻Monomoriumpharaonis毒腺中鑒定的吲哚里西啶類生物堿(Ritteretal., 1973; Jonesetal., 1984)，它的絕對(duì)構(gòu)型為3R,5S,9S(Royer and Husson, 1985)。另外，從波多黎各賊蟻Diphorhoptrumspp.中發(fā)現(xiàn)了吲哚里西啶(化合物131-134)(Jonesetal., 1996a)，從加利福尼亞賊蟻Diphorhoptrumsp.中發(fā)現(xiàn)了吲哚里西啶(化合物135和138)(Gormanetal., 1998)。史氏小家蟻毒液分泌物含有化合物136(Jonesetal., 1990b)。

圖8 火蟻屬、小家蟻屬和脊紅蟻屬中吲哚里西啶類生物堿

非洲脊紅蟻Myrmicariaeumenoides的毒腺分泌物含有生物堿化合物138和139(Franckeetal., 1995)。另一種非洲脊紅蟻Myrmicariaopaciventris的毒腺分泌物含有3類生物堿：第1類生物堿可以看成是由15個(gè)碳原子排成一排形成吲哚里西啶衍生物的“單體”，而另外2類是由這種C15N基本骨架組成的“二聚體”和“三聚體”(Schr?deretal., 1996)。第1類吲哚里西啶(化合物140-142)是采自肯尼亞的脊紅蟻M.opaciventris的主要生物堿成分，而化合物143-145含量較少，很可能是化合物140-142的氧化產(chǎn)物。“二聚體”C30N2類吲哚西啶衍生物146對(duì)空氣非常敏感，在室溫下僅1 h就有90%以上的分解?！叭垠w”C45N3類吲哚西啶衍生物147是迄今為止從昆蟲(chóng)中分離出的最復(fù)雜的生物堿?；衔?47對(duì)空氣也非常敏感，在室溫下僅1 h就有50%以上的分解(Schr?deretal., 1996)。

1.5 其他含氮化合物

除上述生物堿外，從切葉蟻亞科螞蟻毒液中還分離到其他含氮化合物，共鑒定出7種脂肪胺(圖10)，主要分布在小家蟻屬中。對(duì)小黑蟻M.minimum的工蟻和蟻后的防御分泌物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)5種脂肪胺:癸胺(化合物148)、十二胺(化合物149)、9-癸烯胺(化合物150)、N-亞甲基癸胺(化合物151)和N-亞甲基十二胺(化合物152)(Wang and Chen, 2015; Chenetal., 2016)。從花居小家蟻Monomoriumfloricola的蟻后和工蟻中分離出(Z)-7-十四烯胺(化合物153)和(Z)-9-十四烯胺(化合物154)(Jonesetal., 1996a)。

圖10 小家蟻屬中脂肪胺

2 切葉蟻亞科螞蟻防御性生物堿的功能及應(yīng)用展望

切葉蟻亞科的螞蟻毒液主要由水不溶性的生物堿和少量蛋白質(zhì)組成(Chen and Fadamiro, 2009)。毒液的毒性高，進(jìn)入皮膚后，引起皮膚殷紅、起水皰，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致休克死亡(Caldwelletal., 1999; Jetteretal., 2002)。毒液賦予了螞蟻顯著的生態(tài)優(yōu)勢(shì)，使其在與其他物種競(jìng)爭(zhēng)時(shí)具有一定的優(yōu)勢(shì)，并能夠成功入侵并定殖的重要武器。一旦入侵到新的環(huán)境，往往造成生態(tài)失衡、生物多樣性降低等負(fù)面生態(tài)效應(yīng)(Vinson, 1997; Korzukhinetal., 2001)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.1 防御性生物堿的功能

了解毒液的化學(xué)成分是研究其功能的基礎(chǔ)，對(duì)螞蟻毒液成分的鑒定及其生物活性已有報(bào)道。紅火蟻的毒液生物堿對(duì)人類病原體具有明顯的抗菌活性，可作為抗微生物劑(Jouvenazetal., 1972)，例如：當(dāng)濃度為0.5 μg/mL時(shí)，(2S, 6S)-solenopsin B(化合物31)和(2S, 6R)-isosolenopsin B(化合物29)對(duì)肺炎鏈球菌Streptococcuspneumoniae、金黃色鏈球菌Staphylococcusaureus和糞腸球菌Enterococcusfaecalis均有抑制作用；濃度為5 μg/mL時(shí)，(2R, 6S)-isosolenopsin B(化合物14)對(duì)嗜麥芽窄食單胞菌Stenotrophomonasmaltophilia和糞腸球菌Enterococcusfaecalis有抑制作用；Solenopsin A(化合物12)可以抑制銅綠假單胞菌Pseudomonasaeruginosa的群體感應(yīng)，從而調(diào)節(jié)毒力因子的產(chǎn)生和生物膜的形成(Parketal., 2008; Sullivanetal., 2009)?；鹣伓疽褐械倪哙ど飰A對(duì)于植物性細(xì)菌也有明顯的抑制效果，當(dāng)濃度達(dá)到75.3 μg/mL時(shí)，可以完全抑制番茄細(xì)菌性潰瘍病菌Clavibactermichiganensissubsp.michiganensis(Lietal., 2013)。毒液中的哌啶類生物堿成分對(duì)真菌(新型隱球菌Cryptococcusneoformans、白色念珠菌Candidaalbicans和水牛瘤胃源煙曲霉菌Aspergillusfumigatus)也有較強(qiáng)的抑制作用(Yanetal., 2017)。毒液還具有殺蟲(chóng)特性，對(duì)黑腹果蠅Drosophilamelanogaster、家蠅Muscadomestica、白蟻Kaleotermessp.、棉鈴象甲Anthonomusgrandis、斜紋夜蛾Spodopteralitura幼蟲(chóng)和稻象鼻蟲(chóng)Sitophilusoryza都有很高的毒殺活性(Blumetal., 1958; Laietal., 2010)?；鹣伒亩疽哼€可以作用于寄生蟲(chóng)，例如：半抑制濃度(IC50)火蟻素(solenopsin)對(duì)美洲錐蟲(chóng)的毒性高于治療美洲錐蟲(chóng)病(Chagas disease)的首選藥物芐硝唑，但蟻類生物堿的選擇性較低；當(dāng)用生物堿處理錐蟲(chóng)后，火蟻素能誘導(dǎo)錐蟲(chóng)體內(nèi)細(xì)胞自噬和程序性細(xì)胞凋亡，從而減少寄生蟲(chóng)在巨噬細(xì)胞中的增殖(Costa Silvaetal., 2020)。因此，火蟻素具有可能作為新型天然藥物用于治療寄生蟲(chóng)病。火蟻寄生性蚤蠅Pseudacteoncurvatus,P.obtusus和P.tricuspis可以利用火蟻的毒液成分進(jìn)行寄主定位和識(shí)別，這些毒液生物堿成分對(duì)寄生蠅具有顯著的引誘活性和電生理活性(Chen and Fadamiro, 2007; Chen Letal., 2009; Ajayietal., 2020)。

2.2 應(yīng)用展望

關(guān)于火蟻毒液成分的研究已十分透徹，在生物活性方面的研究也已取得重要進(jìn)展。有關(guān)生物堿成分殺蟲(chóng)活性的已有報(bào)道帶給我們?nèi)缦聠l(fā)：不同生物堿成分之間的組合是否有增效作用？針對(duì)火蟻毒液生物堿成分的生物活性方面的研究還比較少，還需要測(cè)試更多的對(duì)象，以確定毒液生物堿的抗菌譜、殺蟲(chóng)譜和其他方面的生物活性譜。毒液生物堿成分的作用機(jī)制是什么？深入分析火蟻毒液成分的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系，可能會(huì)設(shè)計(jì)新的化學(xué)結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)新的殺菌劑和殺蟲(chóng)劑等藥物?；鹣伓疽撼煞值纳飳W(xué)和生態(tài)學(xué)功能方面的研究還有助于深入了解膜翅目昆蟲(chóng)毒液的分子進(jìn)化。

火蟻生物堿在藥學(xué)領(lǐng)域也有極大的潛力，可以作為合成藥物的先導(dǎo)化合物開(kāi)發(fā)新藥。異火蟻毒素Isosolenopsin A能引起人體組織的壞死，對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)和心血管生長(zhǎng)有抑制作用，可作為一氧化氮的抑制劑(Yietal., 2003)；火蟻素對(duì)小鼠胚胎的磷脂酰肌醇3-激酶信號(hào)和血管生成具有明顯的抑制活性，可作為治療癌癥的潛在先導(dǎo)藥物(Arbiseretal., 2007)；哌啶類生物堿(化合物13, 23, 25和31)具有抗病毒、抗腫瘤、抗輻射及抗凝血的作用，有的還具有強(qiáng)烈的心血管或神經(jīng)生理學(xué)效應(yīng)(Yehetal., 1975; Kochetal., 1977; Readetal., 1978; Lind, 1982; Javorsetal., 1993)。關(guān)于火蟻毒液成分的生物活性方面的研究還較少，還需要用現(xiàn)代分析和組學(xué)技術(shù)揭示火蟻毒素結(jié)構(gòu)和功能的多樣性，研究前景還很深遠(yuǎn)。