性費洛蒙的研究

  根據世界糧農組織推測,全世界農作物的產量,每年因為昆蟲的侵害,約造成14 ﹪的損失。化學殺蟲劑的大量使用雖可用來防治蟲害的發生,保護農作物免於害蟲的侵害,但也衍生了許多副作用,例如:害蟲對殺蟲劑扺抗力的增強,某些殺蟲劑具長效性及生物蓄積性,更容易帶來破壞生態平衡、減低生物多樣性、造成環境污染等問題,及農藥殘留毒害人體健康等後遺症。因此,科學家們開始思索,能否找到殺蟲劑的「替代品」。而昆蟲的性費洛蒙即為其中最重要的「替代品」之一。



圖6.家蠶醇為第一個純化的性費洛蒙。

  那麼,我們如何研究探討性費洛蒙呢?昆蟲性費洛蒙研究的第一步必須飼養及收集某一種類的昆蟲,在其性成熟,即將釋放費洛蒙時,剪去尾部之性費洛蒙腺體。收集性費洛蒙腺體至一定數量後,用有機溶劑溶出相關有效成份,將之注射於分析用氣相色層分析儀或質譜儀等分析儀器中,粗抽取物中有多個成份,每一成份因其分子結構及極性不同,在氣相色層分析儀之記錄器上有不同的曲線呈現(圖7)。


圖7.將性費洛蒙粗抽取物注射於分析用氣相色層分析儀(左圖)中,將分離成多個成份,每一成份因其分子結構及極性不同,在氣相色層分析儀之紀錄器上有不同的曲線呈現(右圖)。

  

  收集每一成份後,用下列幾種方法,檢測有效性費洛蒙分子在哪一成份中。1.生物檢定法:就是根據昆蟲的行為指標,設計特定的嗅覺檢定裝置如風洞或轉盤,將分離後的不同成份放入風洞或轉盤內,放置一段時間後,檢測何種成份有效。2.田間誘蟲法:將分離後的不同成份放入誘蟲盒內,將誘蟲盒放置田間特定區域,放置一段時間後,檢測何種成份可有效誘得成蟲。3.電學測定法:利用昆蟲觸角上之神經嗅覺器官,如觸角所產生之嗅覺電位差之研究方法,剪下昆蟲的觸角後,固定於支架上,將分離後的不同成份用氣體吹至觸角,如屬有效之性費洛蒙成份,觸角會呈現電位之改變,此改變可由電腦記錄(圖8)。


圖8.電學測定法利用昆蟲嗅覺器官,如觸角所產生之嗅覺電位差來有效檢測性費洛蒙的有效成份。剪下昆蟲的觸角後,固定於支架上,將分離後的不同成份用氣體吹至觸角(左圖),如屬性費洛蒙成份,觸角會呈現電位之改變,此改變可由電腦記錄(右圖)。
  
  不同種的昆蟲有不同的費洛蒙化學結構,通過上述分離及檢測方法,確定某一種化合物為某種昆蟲特定之費洛蒙後,即可人工合成其性費洛蒙,研發應用的方法。

性費洛蒙在農業上的應用

  由於性費洛蒙具有極強大的性引誘能力,科學家們就可以把害蟲性費洛蒙製作成誘捕器,設在田間收集成蟲,預測其幼蟲的發生時期和數量,制定防治害蟲對策。也正因為性費洛蒙誘蟲能力極強,在害蟲數目很少的情況下,甚至肉眼難以發現的地方,也能用性費洛蒙把蟲子「騙出來」,因此這種預報害蟲的方法很準確。

  把性費洛蒙和粘膠、燈光、水盆和化學藥劑等混合使用,也可消滅大量害蟲。 此外,採用人為釋放性費洛蒙,使田間空氣中佈滿性費洛蒙的氣味分子,雄蟲因無法辨認雌蟲所在方位而找不到雌蟲,或者因氣味感受器過度反應而失去靈敏的反應,以致干擾害蟲正常的交尾活動,降低害蟲密度,減少對作物的為害(圖9)。


圖9.性費洛蒙已廣泛應用於農作物之害蟲防治,利用誘蟲盒以性費洛蒙誘殺斜紋夜蛾及甜菜夜蛾情形。

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