十五烯在农业的应用

2026/6/12 8:01:12 作者:电离式

介绍

十五烯(1-Pentadecene) 是拟谷盗属(Tribolium)储粮害虫分泌的特征性挥发性信息化学物质,分子式为 C₁₅H₃₀,在储粮生态系统中,它是赤拟谷盗、杂拟谷盗等所有拟谷盗属昆虫的固有分泌物,主要由成虫腹部的防御腺合成并释放,最初被认为仅用于抵御捕食性天敌和微生物侵染。

十五烯.jpg

图一 十五烯

浓度依赖性的机制

吸引效应区间:当浓度为 0.0025% 时,十五烯对饥饿 24 小时的赤拟谷盗成虫表现出极显著的吸引作用(P=0.0028),昆虫在处理臂的平均停留时间是对照臂的 1.8 倍;

中性效应区间:浓度在 0.005%~0.013% 范围内时,赤拟谷盗对十五烯无明显行为偏好,该区间为吸引向驱避转换的过渡带;

驱避效应区间:当浓度≥0.02% 时,十五烯转变为强烈驱避剂,且驱避效果随浓度升高呈剂量依赖性增强,1% 浓度下驱避率可达 85% 以上(P<0.0001)。

检测

被赤拟谷盗以1 头 /克密度侵染 15 天的小麦麸皮中,十五烯是含量最高的特异性挥发物(1.94 ng/6g 麦麸),而未被侵染的麦麸中完全检测不到该物质。除此之外,侵染麦麸中还检测到赤拟谷盗聚集信息素 4,8 - 二甲基癸醛(0.6 ng)及微量 1 - 十六碳烯、(Z)-11 - 十六碳烯 - 1 - 醇等化合物。

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图二 从被侵染和未被侵染的小麦麸皮中分离得到的化学化合物含量

与食物挥发物的协同效应

当十五烯与小麦麸皮挥发物混合时,其行为效应发生了显著变化:0.01% 浓度的 1 - 十五碳烯与麦麸挥发物产生极强的协同吸引作用,混合气味的吸引力是单纯麦麸的 2.1 倍(P=0.0002);浓度≥0.02% 时,混合气味表现为驱避作用,且驱避效果与单独使用高浓度十五碳烯相当。低浓度的十五碳烯作为种内信号,与食物挥发物协同向同种个体传递资源充足、竞争压力小、适宜定居繁殖的生态信息。

进化生态学意义

十五烯的浓度依赖性行为调控,是赤拟谷盗在长期进化过程中形成的精密种群调节策略:对应储粮轻度侵染阶段,食物资源丰富,天敌风险低,吸引同种个体聚集可提高交配成功率和种群繁衍效率;对应储粮重度侵染阶段,资源已被过度消耗,种内竞争激烈,且高浓度分泌物会吸引天敌,此时驱避同种个体可避免种群崩溃,实现资源的合理分配。通过精细的浓度梯度设置,精准确定了十五烯的两个关键行为转换阈值:吸引阈值在 0.0025%~0.005% 之间,驱避阈值在 0.013%~0.02% 之间[1]。

参考文献

[1] Glinwood R, et al. The effect of 1-pentadecene on Tribolium castaneum behaviour: Repellent or attractant?[J]. Pest Management Science, 2021, 77: 4034-4039.

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十五烯的应用 2020/10/18