（4）影响体内激素的平衡
灭幼脲能否影响昆虫的激素平衡久有争议。Yu等 1975最先提出灭幼脲可以干扰昆虫体内的激素平衡, 认为灭幼脲降低了代谢蜕皮酮的酶活性,从而蜕皮激素 的作用增强,刺激几丁质酶,并干扰已合成的几丁质沉 积于新表皮。 Lung(1980)在菜叶蜂上观察到灭幼脲处理试虫的 内分泌腺有异常活动。灭幼脲对咽侧体及前胸腺以及 激素靶器官脂肪体都表现有刺激效应(龚国玑等, 1989)。因此灭幼脲的杀虫作用可能是抑制几丁质沉 积并干扰保幼激素和蜕皮激素在体内的动态平衡,产生 协同作用的结果。而且可以推断,灭幼脲在毒杀幼虫的 效应中,干扰激素平衡应是其重要机制。
四、应用前景展望

在卫生害虫防治中,应用几丁质合成抑 制剂控制种群密度是十分理想的,它通过调 节、抑制昆虫的生长发育,变态和繁殖来达 到防治的目的,而且具有杀虫活性高,专一性 高,对人畜安全等优点,符合目前提出的“生 物合理性农药(Biorationa- pesticide)”的要 求。随着对几丁质合成抑制剂作用机制和 防治途径以及对昆虫生理学、生态学和毒 理学研究的进一步深入,该类化合物在未来 的媒介昆虫的综合防治中将会发挥越来越 重要的作用。

谢谢大家
几丁质合成抑制剂的 毒理学研究进展
学生：袁 专业：农药学
讲述要点
I. II. III. IV.
灭幼脲类杀虫剂的发现 灭幼脲类杀虫剂的作用机制研究 在卫生害虫防治中的应用 应用前景展望
概述

昆虫生长调节剂(insect growth regulator, IGR。又称 第三代杀虫剂),是人工合成的昆虫某些激素的类似物,作用 于昆虫生长和发育的关键阶段,干扰昆虫正常形态的形成, 阻碍昆虫的正常发育而使其死亡。由于从幼虫至成虫的蜕 皮生长过程是昆虫特有的性质,因而此类杀虫剂具有不污染 环境、对人畜安全,以及对多数非靶标生物无害的优点。 IGR的种类很多,其中几丁质合成抑制剂(chitin synthesis inhibitors, CSI)对蚊、蝇幼虫有很高毒性,但实际应用于卫 生害虫防治的剂型很少。能够影响几丁质合成的化合物很 多,但比较重要和有经济意义的主要是灭幼脲类(即苯甲酰 基脲类)。
（7）干扰昆虫的取食活动

灭幼脲类杀虫剂对昆虫主要是胃毒作用。昆虫 取食后,可能直接影响消化道的功能,使多种酶活力 下降,从而使昆虫产生厌食,生长缓慢,体重减轻。 Soltani等(1984)证实,灭幼脲可以影响黄粉虫围食 膜的形成。吴秋雁(1990)等发现灭幼脲能使蚊幼 虫体内酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP)的活 力明显下降,对AKP活力的抑制强度达80%,在化蛹 前,对照组幼虫的ACP活力增高,处理组幼虫的ACP 活力却下降,灭幼脲对蚊幼虫这两种酶活力的明显 抑制作用,是幼虫发育缓慢、龄期延长的一个原因。
一
灭幼脲类杀虫剂的发现
Байду номын сангаас
除虫脲(灭幼脲Ⅰ号, Dimilin、Diflubenzuron、 TH6040)属于苯甲酰基脲类(Ben-zoylphenyl Ureas,BPUs) 化合物,是1973年开发出的一代新型杀虫型。1972年,荷兰 Duphar公司在筛选除草剂时偶然发现苯甲酰基脲类化合物 Du-19111对几种昆虫的蜕皮有抑制作用,由此合成了一系列 类似的化合物并进行筛选,发现了灭幼脲类杀虫剂。该类化 合物虽具有一定的杀卵作用,但主要是破坏昆虫表皮的几丁 质合成,导致幼虫在蜕皮过程中死亡,因而被称为几丁质合成 抑制剂。
二
灭幼脲类杀虫剂的作用机制研究
1、杀幼虫机制
灭幼脲类杀虫剂在农业害虫和林业害虫的防治中应用较多,其杀虫 效应主要表现在蜕皮期几丁质的减少,赵玲等(1982, 1983)报道灭幼脲Ⅰ 号对几丁质的抑制率高达30%以上。灭幼脲能使粘虫几乎完全丧失以葡 萄糖为原料合成几丁质的能力(王文全等, 1995)。 关于灭幼脲类杀虫剂的作用机理,尽管近年来国内外有不少的研究 报道(其中以灭幼脲的作用方式及毒理机制研究较多),但目前还没有完全 弄清楚。虽然多数人接受Post等(1974)的观点:“灭幼脲主要作用于昆虫 的体壁,抑制表皮几丁质的合成,使昆虫的蜕皮变态受阻而死亡”,但也有 很多补充。主要都围绕着几丁质合成或沉积受阻这个步骤进行,同时也 不排斥其它的可能机制。张宗炳(1982)指出:灭幼脲除能抑制几丁质合 成酶以外,还可激活几丁酶、酚氧化酶,从而使沉积的几丁质分解;还能抑 制卵巢或器官芽组织细胞DNA的合成过程,降低蜕皮激素代谢酶的活性, 并能抑制保幼激素酯酶等。
（1）直接抑制几丁质合成酶
灭幼脲类杀虫剂的作用机制最 初被认为是抑制几丁质合成酶,阻断 了几丁质的最后聚合步骤(Postetal., 1974),其后还有不少证据支持 这一观点。这些Kandasarmy (1987) 已作过详细的报道。
（2）酶原的活化过程受抑制
• 有人认为几丁质合成酶是一个酶原,灭幼 脲抑制了它的活化过程,使其不能成为有活性 的几丁质合成酶。Leighton等用灭幼脲处理一 种真菌几丁质合成酶的无细胞制备物,发现灭 幼脲对其并没有抑制作用,除非有细胞或有完 整的组织存在。近年来研究证明,灭幼脲在体 外并不能抑制从十多种昆虫中提取出来的几丁 质合成酶,说明灭幼脲对表皮几丁质合成的影 响不是直接作用于几丁质合成酶,而是抑制了 酶原的活化过程。
（5）干扰蛋白质的合成
• 灭幼脲对幼虫表皮的各类蛋白质、 氨基酸,核糖核酸的合成有明显的抑制作 用;除抑制几丁质合成外,还改变几丁-蛋 白复合体的结构。氨基酸组分分析发现, 灭幼脲大大降低了异亮氨酸的含量,明显 提高甲硫氨酸的含量,这有可能是毒理机 制的重要线索(王文全等, 1995)。灭幼脲 也大大降低幼虫脂肪体中蛋白质的含量( 龚国玑等,1989)。
（6）影响核酸的合成与代谢
• 有人提出灭幼脲对昆虫的细胞结构, 核酸的合成与代谢都有一定的抑制作用 (shayyaet al., 1990)。Meo1a等(1980)报道 灭幼脲能抑制厩蝇表皮器官芽DNA的合 成。因而有人认为,灭幼脲不一定是直接 抑制几丁质的合成,而是引起神经内分泌 的改变(干扰激素平衡)→抑制DNA合成 →抑制或刺激酶的活力(包括与几丁质合 成有关的酶系)→产生异常的生理现象( 妨碍变态)→死亡(陈建新等, 1999)。
3、对成虫不育机制
用灭幼脲处理棉象甲成虫可导致不育,抑制产卵或 使卵不能孵化。目前有关灭幼脲类杀虫剂导致昆虫不 育的学说有两个:一是认为灭幼脲并不影响卵或胚胎的 发育,但由于几丁质合成受抑制,幼虫缺少几丁质而不能 钻出卵壳,死于卵内。这个学说是假定灭幼脲仍然是抑 制几丁质合成酶的,与对幼虫的作用相同;另一个学说认 为灭幼脲能影响DNA的合成,因此阻碍了胚胎发育。
•
Soltani等(1984)明确指出灭幼脲中毒昆 虫所表现的症状,主要是几丁质合成步骤受阻, 但其作用机制是干扰生化过程所致。灭幼脲抑 制了几丁质合成的生化过程,是由于几丁质前 体“尿苷二磷酸乙酰氨基葡萄糖”在表皮细胞 内向膜外的运转受阻,使处在膜上的几丁质合 成酶无法进行几丁质合成的最后步骤 (Mitsuiet al., 1981, 1984)。这是对几丁质合 成受阻的较为深入的假说。但王建等(1996)比 较了灭幼脲与异稻瘟净(Vitasiu)对稻瘟病菌孢 子萌发的影响(异稻瘟净是一种真菌几丁质合 成抑制剂,其作用机制已证明是阻止几丁质前 体通过真菌细胞膜),发现高剂量的灭幼脲才对 稻瘟病菌孢子的萌发有较弱的抑制,因此很难 认为两者间有着共同的作用机制。
2、杀卵机制

研究表明,用灭幼脲直接处理昆虫卵,其杀卵 效果显著(陈霈等, 1982)。王凤葵等(1987)用 0.25ppm灭幼脲Ⅲ处理菜粉蝶卵后,孵化率降低 72%,且有半数初孵幼虫死亡,用25 ppm处理的孵 化率更低,初孵幼虫全部死亡。然而灭幼脲的杀卵 机制却缺乏研究,大多根据灭幼脲杀幼虫的机理,推 测卵内幼虫缺乏几丁质而不能钻出卵壳死于卵内。 Miura等(1976)观察到处理卵的效果与卵龄有关, 胚胎发育早期处理更为敏感,推测灭幼脲可能抑制 了胚胎的发育过程。但Wilson等(1997)的研究表 明,不能正常孵化的卵其胚胎也已发育完全,只是因 为卵内幼虫的口钩不能成功地刺破口器周围的黄 色薄膜,因而死于卵内
三、在卫生害虫防治中的应用
主要是灭幼脲Ⅰ号、Ⅱ号、和Ⅲ号用于卫生害虫的防治,近 年来又有关于杀虫隆、氟虫脲、伏虫隆和氟幼脲及灭蝇胺用于 卫生害虫的防治的报道。防治的对象主要是蚊类,蝇类和蟑螂。 杀虫隆是德国拜耳公司研制的一种新的灭幼脲类杀虫剂,作 为一种几丁质合成抑制剂,它对鳞翅目害虫有特效,也可扩展应用 于防治双翅目和鞘翅目害虫。该杀虫剂既能抑制几丁质的合成 又能杀卵并能使成虫不育,这些杀虫效应都与灭幼脲相似。但是 关于杀虫隆对卫生害虫的毒理机制却至今未见有人报道,它是否 与灭幼脲对农林害虫的作用机制相同,还有待于进一步研究。杀 虫隆能较好地抑制蚊虫的生长。杀虫隆对蝇类也有较好的防治 作用,用杀虫隆注射家蝇雌成虫,能使家蝇不育达35天 (Chang,1979),而注射灭幼脲的雌蝇在10d后即可恢复生殖能力。 雌蝇在处理之前无论交配与否,也不管是否已经产过第一批卵,处 理后产出的卵均不能孵化。
•
影响保幼激素:龚国玑等(1989)将灭幼脲和保幼 激素类似物(ZR-515)混用,发现灭幼脲有保幼激素类 似物的效应,并且降低了蜕皮激素促进蛋白质合成的 能力。 • 影响蜕皮激素: Yu等(1975)发现灭幼脲能使家 蝇幼虫期蜕皮激素代谢酶的活性降低57%左右,在蛹 到成虫期,蜕皮激素的代谢作用降低43%～100%。 • 影响脑神经分泌细胞:王贵强(1995)通过氟虫脲 (flufenoxuron)对飞蝗生理代谢活动影响的试验,进 行了电生理方面的研究,发现处理组的Ⅱ、Ⅲ类细胞 数量急剧减少,脑神经分泌细胞的自发放电活动振幅 明显减弱,说明药剂对神经分泌细胞具有一定的 • 毒害作用,使其兴奋水平大大降低。
（3）形成一个代谢物,激活几丁质酶
• 有人认为几丁质的减少是由于分解 几丁质的几丁质酶活性加强了,而不是几 丁质的合成受到影响。灭幼脲能使几丁 质酶及酚氧化酶的活性都增加,几丁质的 减少乃是几丁质酶活性增加的结果,并由 此推论灭幼脲影响了激素,激素引起几丁 质酶活性的增加。但也有人认为几丁质 酶的增加是由于到蜕皮时,几丁质酶要对 旧表皮的几丁质起分解作用,而不完全是 灭幼脲作用的结果。