红火蚁跟踪信息素和告警信息素化学成分及其行为功能的研究

红火蚁(Solenopsis invicta)已被列为世界上最危险的100种入侵有害生物之一。红火蚁在2004年入侵我国南方，入侵后迅速成为优势种群，并呈现向整个华南地区扩散的趋势。红火蚁种群竞争优势与其完善的化学通讯系统即昆虫信息素密切相关，如当前最受关注的追踪信息素和报警信息素。本研究拟采集近年来入侵我国南方的红火蚁，经腺体解剖后溶剂提取或直接提取红火蚁的工蚁或有性蚁，在生物活性指导下分离跟踪信息素和告警信息素单体，采用气质联用、气相色谱-红外联用和核磁共振谱分析鉴定跟踪信息素和告警信息素的化学成分，并进行化学合成。对合成的跟踪信息素和告警信息素分别进行行为功能研究，这些行为研究包括跟踪信息素的招募、引诱、跟踪和激发跟踪行为的功能研究和告警信息素的告警、兴奋和有性蚁婚飞的启动研究。本研究在跟踪信息素和告警信息素的化学结构和行为功能方面的预期成果将为红火蚁的有效治理提供理论依据。

本研究采集近年来入侵我国南方的红火蚁(Solenopsis invicta)，经腺体解剖后溶剂提取和直接提取红火蚁的工蚁、有性蚁，在生物活性指导下分离跟踪信息素和告警信息素，采用气质联用分析鉴定跟踪信息素和告警信息素的化学成分。合成了前人报道的跟踪信息素成分farnesenes混合物和allofarnesenes混合物，通过与提取的跟踪信息素流分比对，发现跟踪信息素主要组分既不是前人所报道的Z,E--farnesene，也不是前人所报道的另一组分Z,Z,Z-allofarnesene，而是Z,Z,Z-allofarnesene的一个异构体Z,E,Z-allofarnesene。对合成的跟踪信息素分别进行了触角电位EAG和行为活性测试。红火蚁的告警信息素成分为2-Ethyl -3,6-dimethylpyrazine ，我们以该成分为标准对照化合物，首次测定了14个类似物的触角电位反应。结果表明，大多数化合物所引起的EAG反应随着浓度的增加而增强。11个化合物的反应强度和告警信息素相近。我们还测定了不同剂量下(1 ng、10 ng、100 ng、1 g)，红火蚁工蚁对告警信息素及其类似物的行为反应，有4个化合物的行为反应强度要高于告警信息素。我们正在开展田间试验，将这4种化合物分别混入红火蚁蚁诱饵中以提高红火蚁工蚁搜寻诱饵的效率，从而提高诱饵的毒杀效果。为了从活性上验证红火蚁告警信息素的组分，我们利用GC-EAD技术，分析了告警信息素商品中两个异构体的活性。此外，我们还对红火蚁杂合体的毒腺生物碱采用不同方法进行了还原反应，以鉴定中的微量成分，并对红火蚁、黑火蚁、杂合体的雌性繁殖蚁的毒腺生物碱进行了鉴定，结果已发表。本研究在跟踪信息素和告警信息素的化学结构和行为功能方面的成果将为红火蚁的有效治理提供理论依据。