红脂大小蠹聚集信息素的生物合成途径及其调控机制

红脂大小蠹（Dendroctonus valens LeConte）是近年来从北美入侵我国在山西首先暴发，严重危害华北地区松林的重大外来入侵松林蛀干害虫。其作为森林生态中的一个蛀干害虫的模式种，在国内外已在昆虫生物学、昆虫种群生态学、昆虫化学生态学及森林控害保益学方面研究较多。但在昆虫生化分子生物学方面，既红脂大小蠹的聚集信息素的生物合成途径及其调控机制方面尚无研究。本研究拟将利用同位素分子标记示踪、体内生物合成酶激活及质谱分析等技术，对红脂大小蠹的集聚信息素的生物合成途径及其生理上的调控机理方面展开研究。阐明红脂大小蠹的聚集信息素的生物合成途径及其调控机制，不但可丰富昆虫生化生理的基础理论、揭示外来入侵物种和本地寄主的协同进化在分子生化层面的适应过程，也为寻找红脂大小蠹的新的控制手段和方法上提供新的理论基础。

项目目标为阐明红脂大小蠹(Dendroctonus valens LeConte)的集聚信息素生物合成途径，已按计划完成红脂大小蠹的集聚信息素生物合成前体的相关分析及调制, 红脂大小蠹的集聚信息素生物合成途径示踪。具体完成了如下工作：1.红脂大小蠹中后肠及血淋巴中存在天然化学成分提取；对200个样品组1000头红脂大小蠹成虫的中后肠及血淋巴中存在天然化学成分进行了提取。2.提取化学成分的GC-MS分析鉴定；红脂大小蠹中后肠的萜烯成分和本研究组前人的研究结果相同，主要为松树挥发性物质α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、3-蒈烯、月桂烯和柠檬烯，还含有马鞭草烯醇和马鞭草烯酮；红脂大小蠹血淋巴的分析发现，血淋巴中的萜烯类只存在à-Pinene和β-Pinene，而血淋巴中的萜烯类衍生物只存在Verbenone。3.购置及合成重氢标记的红脂大小蠹的集聚信息素生物合成前体；用(S)-(-)-verbenone和myrtenal作为出发物，通过LiAlD的还原反应得到两种用重氢标记的萜烯类，重氢标记α-蒎烯的特征离子为95和138，而普通α-蒎烯的特征离子为93和136。4.明确红脂大小蠹的聚集信息素的拟生物合成前体；通过对红脂大小蠹投与含有重氢标记α-蒎烯的半人工饲料，并在血淋巴中检测到含有重氢标记α-蒎烯，初步证明α-蒎烯是通过食道系统进入红脂大小蠹血淋巴，参与红脂大小蠹生理代谢而转变为红脂大小蠹的聚集信息素的红脂大小蠹的聚集信息素生物合成前体。.存在的问题：由于红脂大小蠹年发生二代且无法进行人工饲养，实验虫源全部取于野外，近年虫源偏少，以至于实验无法按期进行，虽然大部分实验已经完成，数据采集滞后，论文不能如期完成，计划3013年投稿2篇，2014年投稿1篇。