为了降低茶叶农药残留，茶叶科技工作者开发了许多非化学农药病虫害防治方法，其中一项较为成熟的技术就是性信息素防治技术。性信息素是昆虫化学生态学的一个重大发现，自从蚕蛾（Bombyx mori）的性信息素被第一次鉴定以来，性信息素在害虫防治领域被寄予厚望。
一、性信息素应用原理
1. 性信息素研究发展昆虫信息素是指由昆虫释放，可使同种或异种生物作出特定行为反应的化学信息物质。根据功能，信息素可分为性信息素、 聚集信息素、示踪信息素等。性信息素隶属于信息素范畴，是由昆虫的某一性别个体的特殊分泌器官分泌于体外，能被同种异性个体的感受器所接受，并引起异性个体产生觅偶、定向求偶、交配等行为反应的微量化学物质。早在19世纪，人们就发现将野生蚕蛾雌虫藏在房间内也可将室外的雄虫吸引过来，但是将雌蚕蛾放在玻璃罐内密封住以后，就不再能吸引雄虫。这个现象让当时的昆虫学家很困惑，但是他们察觉到玻璃罐能密封住的某种气味才是雌雄虫求偶的通讯信号。19世纪50年代末，德国科学家Butenandt的实验团队成功提取了蚕蛾的信息素——蚕蛾醇，这是世界上首次成功鉴定昆虫性信息素。
自从蚕蛾性信息素被鉴定后，关于蛾类性信息素知识的增加，引起了人们对非鳞翅目昆虫，如双翅目、蜚蠊目、鞘翅目、半翅目性信息素的兴趣。性信息素研究多集中在鳞翅目和鞘翅目，其中鳞翅目共有超过700种蛾类性信息素被鉴定报道，另外有1 300余种蛾类的引诱剂被发现。
2. 性信息素嗅觉感受的基本原理
性信息素在求偶通讯中的功能主要是中长距离通讯与识别，所以性信息素对昆虫的交配与繁殖具有重要的意义。通常由雌虫的性信息素腺体分泌并向周围环境释放性信息素化合物，雄虫接收求偶信号，这个过程包括嗅觉感受器接收性信息素化合物、性信息素化合物在感器内的运输与消解、气味化学信号传导入脑形成求偶交配行为指令。
触角是昆虫接收性信息素的主要嗅觉器官，表面着生大量各种类型的感器。通过茶尺蠖扫描电镜共观察到8种不同类型的触角感器，其中毛形感器是感受性信息素的主要感器类型。当性信息素进入嗅觉感器内后，即与对应的性信息素结合蛋白结合，穿过淋巴液到达感器内嗅觉受体神经元的树突膜，与相应的气味受体相互作用，从而激活嗅觉受体神经元产生膜电位，使气味化学信号转换为神经元电信号沿神经元轴突传入脑。昆虫大脑通过触角叶接收到信号后，经过局域种间神经元的信息处理，再通过投射神经元传送到脑高级中枢。
3. 性信息素应用方式和策略
（1）虫情监测
性信息素应用方式中，以虫情监测最为成功。性信息素诱捕器的捕获情况可以准确反映相应区域范围内是否存在目标昆虫以及种群密度情况。因此可以利用性信息素进行虫情监测从而为化学施药提供指导，如确定防治阈值、防治时机等。此外，由于性信息素的特异性和高效性，可以在很低的虫口密度下监测昆虫，因此还在外来入侵昆虫或珍贵濒危昆虫种群的监测中发挥重要作用。
通常利用性信息素诱捕器只能诱捕雄成虫，如何利用雄成虫的诱捕情况准确预测下一代幼虫的危害，还有很多重要因素需研究清楚，如性诱剂对目标害虫需具有高效的引诱力，才能准确反映出发生区内的虫口密度。性诱剂的引诱效果主要受性诱剂配方、缓释材料、诱捕器类型、诱捕器位置等因素影响，其中性诱剂的配方以及诱捕器类型是影响引诱力最重要的因素。此外，也需了解目标监测害虫的生物学习性，才能根据诱捕到的雄成虫的数量准确预测下一代幼虫的发生时间和虫口数量。
（2）交配迷向法
交配迷向是通过人为释放性信息素制造性信息素味源，使得昆虫在求偶通讯中获得错误信号，进而延迟、减少或者阻止昆虫顺利找到异性完成交配，从而减少下一代虫口数量。交配迷向法是性信息素应用最多的一种策略，尤其是一些种类昆虫性信息素引诱力较弱，不适宜采用大量诱杀法的时候，交配迷向是更为有效的防治方法。交配迷向防治的目的是干扰害虫的求偶通讯，而非直接消灭，因此迷向剂通常不需要配套装置，降低了应用的成本。然而，交配迷向对性信息素化合物的用量要求却较大，因为空气中的性信息素浓度是决定交配迷向是否成功的重要因素。研究表明空气中性信息素浓度至少需要1 ng/m³才能有效干扰昆虫的求偶通讯，因此通常一个作物生长季节，每公顷需要10～100 g性信息素才能发挥作用。
交配迷向的效果还与迷向剂配方密切相关，如果目标昆虫性信息素为单组分则直接使用该组分迷向，如果是2种或2种以上组分，则迷向剂需以其性信息素主成分为主。日本对艾尺蠖的迷向应用显示，当使用其性信息素主成分氧环3,顺6, 顺9-十九碳二烯为迷向剂，以3 000 个/hm²的密度使用时，迷向率可达100%，而使用其性信息素次要成分顺3,顺6,顺9-十九碳三烯为迷向剂，等密度使用迷向率仅为20%。
（3）大量诱杀法
大量诱杀法是通过性诱剂大量吸引1种性别或雌雄2种性别昆虫，再结合大容量的诱捕器或化学农药将被引诱的昆虫消灭，从而阻止害虫有效地繁殖后代。相比于交配迷向法，大量诱杀法对性信息素的使用量相对较低，适于性信息素原料成本较高的害虫种类，但是与化学农药结合使用并不适用于有机作物上。如在南亚地区，茄黄斑螟是为害茄子十分严重的一种鳞翅目害虫，由于其幼虫钻蛀的特性以及抗药性产生较快，常规化学农药防治效果并不理想。
茄黄斑螟成虫
通过对茄黄斑螟的性信息素比例、剂量、诱捕器以及田间设置等因素进行研究，开发出一种大量诱杀技术，使当地茄子产量增加50%以上。由于使用性诱剂，减少了化学农药施用，天敌数量增加，螨类和粉虱等次要害虫数量也有所下降。
二、茶树害虫性信息素研究进展
1. 已鉴定性信息素的茶树害虫种类
茶树害虫性信息素研究以中日两国为主，日本于20世纪70年代开始进行了茶小卷夜蛾、茶长卷叶蛾、茶细蛾等害虫的性信息素研究，中国则于20世纪90年代开始进行以茶尺蠖为代表的主要害虫性信息素研究。当前茶树害虫性信息素研究以鳞翅目害虫为主，另有少量半翅目种类。到目前为止，茶树害虫中共有18种昆虫的性信息素被成功分离鉴定，其中鳞翅目昆虫15种，半翅目昆虫3种（表1）。
表1 已鉴定性信息素成分的茶树害虫种类
2. 灰茶尺蠖和茶尺蠖种群的地理分布
灰茶尺蠖和茶尺蠖是我国茶区2种形态相似的蛾类近缘种，以啃食嫩叶为生，严重影响茶叶的产量和质量，给茶叶生产造成巨大的经济损失。由于性信息素存在高度的种特异性，只有掌握这2种尺蠖种群的地理分布，才能精准指导在相应尺蠖的发生区使用合适的性诱剂。
中国农业科学院茶叶研究所从我国产茶省份收集了尺蠖标本，采用基于线粒体COI基因的分子鉴定技术，基本掌握了灰茶尺蠖和茶尺蠖种群在我国茶区的地理分布，为性信息素的精准应用奠定了基础。研究结果显示，江苏省无锡和苏州地区为茶尺蠖种群分布区域；苏浙皖交界的镇江、宣城和杭州地区是茶尺蠖和灰茶尺蠖的混发区；除了以上的2种尺蠖混发区外，全国茶区均为灰茶尺蠖种群分布区域。
灰茶尺蠖成虫（上）和茶尺蠖成虫
3. 灰茶尺蠖和茶尺蠖求偶通讯种间隔离
通常蛾类近缘种的性信息素成分相似或者部分相同，甚至完全一致。由于灰茶尺蠖和茶尺蠖的高度相似性，给二者的性信息素鉴定与研究带来了一定的困扰。通过重新鉴定分析发现，灰茶尺蠖的性信息素成分有3种，分别是顺3,顺6,顺9-十八碳三烯、顺3,顺6,顺 9-十九碳三烯和顺 3,顺 9-6,7-环氧十八碳二烯，其中顺3,顺6,顺9-十八碳三烯和顺3,顺9-6,7-环氧十八碳二烯2种成分，对灰茶尺蠖具有强烈的引诱作用，而对茶尺蠖没有引诱作用，成功对茶尺蠖雄虫实现了求偶通讯种间隔离。2种尺蠖求偶通讯的种间隔离机制的阐明，更好地指导性信息素的应用技术研究，实现利用性信息素有效防控灰茶尺蠖和茶尺蠖的目的。
除上述茶树害虫性信息素研究进展外，茶树害虫微量成分鉴定与功能、性信息素多态性、性信息素的手性结构与生理活性、性信息素的嗅觉感受机制、性信息素生物合成调节机制等方面亦有长足发展。
来源：中国茶叶
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