灰茶尺蛾与茶尺蠖求偶通讯种间隔离的化学生态机制

Interspecific mating communication isolation is precondition of reproductive isolation. Ectropis grisescens and Ectropis oblique are two morphologically similar sibling species, seriously affect the tea production and quality in China. The results of preparatory work shows the sex pheromone components of Ectropis grisescens is as same as Ectropis oblique. However, the mechanism of these two sibling species mating communication isolation under the circumstance of common sex pheromone components is not clear. To solve this scientific problem, two experiments will be conducted by chiral chromatography, insect behavior and chemical ecology technology and methods. Firstly, study on the sex pheromone chiral structure of Ectropis grisescens and Ectropis oblique, make clear the specificity of sex pheromone spatial structure. Subsequently, research on the interspecific variation of ratio and dose of Ectropis grisescens and Ectropis oblique, revealing its relationship with biological activity. The completion of this present project will contribute to a better understanding of interspecific mating communication isolation mechanism between Ectropis grisescens and Ectropis oliqua. The conclusion has important significance for developing sex pheromone application technology and studying sex pheromone communication system evolution theory of sibling moths in tea plantation.

求偶通讯的种间隔离是昆虫近缘种实现生殖隔离的前提条件。灰茶尺蛾和茶尺蠖是我国茶区两种形态相似的蛾类近缘种，严重影响茶叶的产量和质量。前期工作中发现灰茶尺蛾性信息素成分与已报道的茶尺蠖性信息素成分相同。围绕此两种尺蛾近缘种如何实现求偶通讯的种间隔离这一科学问题，本项目拟采用手性色谱学、昆虫行为学和化学生态学的技术与方法，重点研究：（1）灰茶尺蛾与茶尺蠖性信息素的手性结构，明确两种尺蛾性信息素的空间结构特异性；（2）定量分析灰茶尺蛾与茶尺蠖性信息素比例和剂量的差异，揭示性信息素比例、剂量对两种尺蛾生物活性的影响。预期研究结果将阐明灰茶尺蛾与茶尺蠖求偶通讯种间隔离的化学生态机制，丰富茶树蛾类近缘种性信息素通讯系统的进化理论，为利用性信息素防治灰茶尺蛾与茶尺蠖提供理论依据与技术支持。

灰茶尺蛾Ectropis grisescens和茶尺蠖Ectropis oliqua是我国茶区两种形态相似的蛾类近缘种，以啃食嫩叶为生，严重影响茶叶的产量和质量，给茶叶生产造成巨大的经济损失。为阐明这两近缘种是如何实现求偶通讯的种间隔离，本项目重点对灰茶尺蛾与茶尺蠖性信息素进行了鉴定，并进一步对其主要成分的手性结构进行分析，明确两种尺蛾性信息素的空间构型；分析性信息素成分、比例的差异对两种尺蛾生物活性的影响，最终阐明灰茶尺蛾与茶尺蠖求偶通讯种间隔离的化学生态机制。. 项目精准鉴定了灰茶尺蛾和茶尺蠖性信息素，其中灰茶尺蛾性信息素成分包括Z3,Z6,Z9-18:H、Z3,Z6,Z9-19:H和Z3,epo6,Z9-18:H三种成分；茶尺蠖性信息素成分包括Z3,Z6,Z9-18:H、Z3,epo6,Z9-18:H、Z3,Z6,Z9-19:H和Z3,epo6,Z9-19:H四种成分。灰茶尺蛾与茶尺蠖性信息素的手性结构研究发现，两近缘种共有的成分Z3,epo6,Z9-18:H在雌虫性腺内均为6R,7S体结构，电生理测定验证两种尺蠖雄虫触角均只对6R,7S异构体有电生理反应，因此灰茶尺蛾和茶尺蠖性信息素共有成分Z3,epo6,Z9-18:H的手性结构不是导致其求偶通讯种间隔离的原因。灰茶尺蛾的性信息素成分中，Z3,Z6,Z9-18:H和Z3,epo6,Z9-18:H两种成分，对灰茶尺蛾具有强烈的引诱作用，而对茶尺蠖没有引诱作用，成功对茶尺蠖雄虫实现了求偶通讯种间隔离，其它微量成分不参与到种间隔离。茶尺蠖的性信息素成分中，当Z3,Z6,Z9-18:H的比例为0.00%，仅Z3,epo6,Z9-18:H、Z3,Z6,Z9-19:H和Z3,epo6,Z9-19:H三种成分时对茶尺蠖具有强烈的引诱作用，而对灰茶尺蛾没有引诱作用，成功对灰茶尺蛾雄虫实现了求偶通讯种间隔离。. 本研究阐明灰茶尺蛾与茶尺蠖求偶通讯种间隔离的化学生态机制，在本研究的结论支持下，分别获得了灰茶尺蛾和茶尺蠖两种高效的性诱剂配方，此外还利用本研究结论打破了两近缘种的求偶通讯种间隔离，研发出了灰茶尺蛾和茶尺蠖的通用型性诱剂。因此本研究对利用性信息素防治灰茶尺蛾与茶尺蠖具有科学指导作用和良好的应用前景，可以丰富我国茶树害虫绿色防控技术，降低化学农药使用量，满足广大饮茶者对健康茶叶的需求。