第 1 章 绪论
1.1 赤拟谷盗概述
1.1.1 分布及危害
赤拟谷盗 Tribolium castaneum（Herbst），英文名：red flour beetle，隶属昆虫纲（Insecta）、鞘翅目（Coleoptera）、拟步甲科（Tenebrionidae）、拟谷盗属（Tribolium），是一种重要的次生性储粮害虫。
赤拟谷盗广泛分布于世界热带和温带大部分地区，在我国大部分省区均有发生。该虫寄主多、寿命长、适应性强、且繁殖速度快、所食物类型复杂、造成危害大，对粮食、油料、肉类及其加工产品等均产生严重危害，同时危害动物性药材、毛皮、皮革、昆虫标本等多种商品，对于豆类、谷类和糜类的危害更甚[1]。
赤拟谷盗还可能对储粮安全存在威胁，原因是其具有群集性，在秋冬季节，赤拟谷盗成虫大量聚集，导致粮食局部发热及发霉等现象，从而引发储粮安全问题[2]。赤拟谷盗对花生等油料作物的危害及导致的污染比其它第一食性储粮害虫的危害更为严重[3]。澳大利亚主要油料作物之一的油菜籽，其主要害虫是赤拟谷盗。研究表明，赤拟谷盗在完整的小麦中可发育，其幼虫存活的基本条件是暴露的麦胚[4]。在我国原粮的储藏，如小麦等常发生赤拟谷盗，有时还会达到相当高的密度[5]。赤拟谷盗对粮食的危害不仅仅是直接取食粮食，更是谷物产品的间接污染物，其成虫体上臭腺分泌的臭液中含有苯醌致癌物，此臭液能导致被害物霉变并产生臭气，特别对于面粉这一产品，感染赤拟谷盗后，会引起面粉结块、变色、发臭，失去其经济及食用价值，损失极为严重[6]。
赤拟谷盗适应环境的能力也在不断增强，如在河南郑州市，当环境温度 10 ℃左右时，仍可看到其在粮包和仓库内活动，这与过去文献上介绍的生存温度相比低了许多。据报道，在赤拟谷盗与其近缘种杂拟谷盗（Tribolium confusum）同生态环境竞争中，赤拟谷盗往往获胜[7]；另外，赤拟谷盗具有极强的耐饥饿能力，约是谷蠹（Rhyzopertha dominica）及米象（Sitophilus oryzae）的 4 倍[8]。在近 30 年的储粮害虫防治中，关于赤拟谷盗对化学药剂的抗性问题也有较多地反映。以上种种现象说明，赤拟谷盗对环境的适应性在发展，其发生范围、发生频率、防治难度都表现出增大的趋势，是经济意义较为重要的一种储藏物害虫。
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1.2 赤拟谷盗对磷化氢的抗性
1.2.1 主要储粮熏蒸剂
磷化氢（PH3）发现于 18 世纪初期，20 世纪 30 年代德国首次使用 PH3作为防治储藏物害虫的熏蒸剂[20]。我国于 21 世纪 60 年代初开始使用 PH3来防治储粮害虫，至今已经有将近 60 年的历史，是目前我国使用得最多的仓储熏蒸剂[21]。当前，储藏物害虫的防治主要依靠熏蒸防治技术，氯化苦、氢氰酸和二氧化硫等熏蒸剂均存在一些难以克服的缺点因此无法推广使用，能在全球范围内获准使用的储藏物熏蒸剂不多，主要是磷化氢和溴甲烷。
溴甲烷，又名溴代甲烷、甲基溴。自 1932 年在法国开始应用以来，世界各国都已广泛应用，我国是 20 世纪 50 年代开始应用的[22]。溴甲烷由于对大气平流层中的臭氧层有破坏而影响到地球的人类生存环境，已被联合国环境署列为大气臭氧层枯竭物质而被限制和取消使用[23]。2005 年在发达国家取消使用，2015 年在发展中国家取消使用。磷化氢是目前全球唯一被接受的溴甲烷替代熏蒸剂，同时也是许多国家唯一使用的熏蒸剂。
1.2.2 赤拟谷盗对磷化氢的抗性
由于长期使用 PH3防治储粮害虫，近 40 年来，许多储粮害虫对其产生了抗性，使 PH3的应用面临新的挑战。关于赤拟谷盗对 PH3的抗性，在 1970s 全球调查中，已出现抗性品系，中国的上海和北京两个城市已出现抗性品系。此后，有关于赤拟谷盗的抗性情况被报道[24]。
1976 年，Champand 和 Dyte 在美国发现 1 个低抗性品系[24]。
1981 年，Hole 等调查巴西、牙买加和印度等地的 25 个抗性品系，发现其抗性倍数为 2-4 倍[25]。
1981 年，Attia 和 Greening 报道了在澳大利亚新南威尔士州的 11 个低抗性品系[26]。Mills 于 1983 年在孟加拉发现 1 个较强抗性的品系[27]；在 1986 年又发现了印度的 1 个抗性品系[28]。
1990 年 White 在澳大利亚昆士兰州采集到 1 个抗性品系[29]。
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2.1 前言
1930s 德国首次使用 PH3作为防治储藏物害虫的熏蒸剂，到现在已经有将近 90年的历史，是储藏物害虫防治的主要熏蒸剂。PH3具有杀虫种类多、毒力与穿透力强、使用剂量小和残留低等优点。自 1960s 至今，PH3熏蒸一直是世界上用于防治储藏物害虫最主要的手段。
由于长期单一地使用 PH3熏蒸防治储粮害虫，近 40 年来，多种储粮害虫已经对PH3产生了抗性。在 1972-1973 年的赤拟谷盗 PH3抗性的全球调查中，已发现抗性品系。其中，中国北京和上海各发现一个抗性品系，之后更多地区的赤拟谷盗抗性品系被报道。
储粮害虫 PH3抗性检测方法主要有四种，分别是 FAO 推荐检测法、FAO 推荐法的改进、快速击倒检测法和分子生物学检测法。本文采用的是 FAO 推荐检测法进行赤拟谷盗 PH3抗性的测定[70]。
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2.2 实验材料与设备
供试昆虫：磷化氢抗性种群赤拟谷盗由河南工业大学鲁玉杰老师提供，抗性倍数为 55.5 倍，在本实验室继续饲养。磷化氢敏感种群赤拟谷盗采集自海南省和广东省，分别在武汉轻工大学粮油储藏与害虫防治实验室饲养至第八代，进行磷化氢抗性水平检测。
2.2.1 实验材料与试剂
本实验所用的实验材料及试剂见表 2.1。
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第 3 章 信息素种类及相对含量测定 ..............................15
3.1 前言......................................15
3.2 实验材料与设备....................................15
第 4 章 诱集生物测定..................................29
4.1 前言...................................29
4.2 实验材料与设备................................29
第 5 章 结论与展望...........................35
5.1 本文小结............................35
5.2 创新之处...............................35
第 4 章 诱集生物测定
4.1 前言
生物测定是信息素化学结构鉴定和昆虫行为研究中生物活性测定的基本手段。其原理是通过生物体或部分器官受刺激后所显现出来的行为特征或电生理反应判断刺激源对活体是否存在引诱作用[75]。
生物测定包括室内生测、风洞法和触角电位等，室内生测一般用小容器实验法。室内生测属于无气流无位移生测，其目的是观察和记录昆虫对气味源的定向行为。对鞘翅目昆虫而言，由信息素诱导的最主要的行为特征是定向反应，按定向行为的趋性分为正定向反应和负定向反应，正定向反应表示昆虫趋向化学刺激源，即聚集定向行为；负定向反应表示昆虫忌避化学刺激源，即趋避行为。
本文选用小容器实验法，即自制圆盘诱捕法。实验目的是对比通过二氯甲烷和正己烷作为浸泡虫体溶剂得到的赤拟谷盗信息素浸提液的诱集效果，决定后续试验选用何种有机溶剂作为浸泡虫体溶剂；对比同一赤拟谷盗信息素浸提液对不同赤拟谷盗种群的诱集效果，找出最佳诱捕剂量。
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第 5 章 结论与展望
5.1 本文小结
本文的主要研究内容包括：（1）PH3敏感和抗性种群赤拟谷盗的采集、培养及其磷化氢抗性毒力测定；（2）采用顶空连续气流收集法和有机溶剂浸提法提取赤拟谷盗聚集信息素，并对两种方法提取的赤拟谷盗信息素的成分及相对含量进行 GC-MS 检测分析；以及（3）比较敏感种群信息素浸提液对敏感种群 1、敏感种群 2 和抗性种群的诱集效果。
本文得到以下几点主要结论：
（1）采集和培养了三个赤拟谷盗种群，包括采自海南的磷化氢敏感种群 1、采自广东的磷化氢敏感种群 2 和河南工大鲁玉杰老师提供的磷化氢抗性倍数为 55.5 倍的抗性种群。
（2）对比了顶空连续气流收集法和二氯甲烷、正己烷两种溶剂浸提法提取赤拟谷盗聚集信息素的方法，结果表明顶空连续气流收集法易受污染，且赤拟谷盗的特异性聚集信息素 4,8-二甲基癸醛相对含量较低，两种溶剂浸提法提取到的信息素成分和相对含量相近，但二氯甲烷的挥发性较大，易改变提取物的浓度，使诱捕实验误差增大，综合这三种方法，选用正己烷浸提法提取三个不同赤拟谷盗种群的聚集信息素。
（3）正己烷浸提的三个种群信息素浸提液进行 GC-MS 分析检测，结果表明不同种群的浸提液中均出现新的不同的未知功能的化合物，并且已经商品化的赤拟谷盗特异性聚集信息素—4,8-二甲基癸醛在敏感种群 1 和敏感种群 2 中的相对含量没有显著差异，但两个敏感种群中的相对含量显著高于抗性种群，敏感种群 1 和敏感种群 2 分别是抗性种群的 3 倍和 2.25 倍。
参考文献（略）