摘 要：昆蟲體液可以耐受0 ℃以下的低溫仍不結(jié)冰，這種現(xiàn)象稱為“過冷卻”。當外界溫度繼續(xù)下降到一定溫度時，蟲體開始結(jié)冰，此時的蟲體溫度即為過冷卻點。過冷卻點可被用來代表昆蟲的耐寒性，因此在昆蟲耐寒性研究中常常需要測定過冷卻點。有多種因素影響過冷卻點，筆者從環(huán)境因素與食物、昆蟲發(fā)育階段與生物學狀態(tài)、含水量與生化物質(zhì)以及冰核物質(zhì)4個方面綜述了昆蟲過冷卻點的影響因素，這些影響因素相互關(guān)聯(lián)共同發(fā)揮作用。研究昆蟲的過冷卻點對于認識其抗凍耐寒特性與機理、保護益蟲、防治害蟲都具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：過冷卻點；環(huán)境因素；發(fā)育階段；生化物質(zhì)；抗凍蛋白

中圖分類號：Q965 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.11.021

昆蟲是變溫生物，能否安全過冬直接決定了昆蟲的生存和種群的延續(xù)，因此寒冷地區(qū)的昆蟲都成功地演化出一整套安全過冬的機制。進入過冷卻狀態(tài)是北半球溫帶和寒溫帶地區(qū)昆蟲所采取的主要過冬策略。昆蟲的體液在低于冰點溫度時，仍能保持液體狀態(tài)的現(xiàn)象即為昆蟲的過冷卻現(xiàn)象。使昆蟲體液保持液態(tài)的最低溫度，稱為昆蟲的過冷卻點（supercooling point，SCP）。Bachmetjew最早開始了對昆蟲過冷卻現(xiàn)象的研究，為昆蟲在低溫環(huán)境下的適應(yīng)能力，以及許多有關(guān)實踐問題的研究開辟了廣闊的領(lǐng)域[1]。

一般來說，根據(jù)昆蟲能否在體液結(jié)冰條件下存活，可將昆蟲的耐寒性劃分為兩種類型。（1）耐結(jié)冰型：昆蟲能耐受細胞外液的結(jié)冰而不死亡，此類昆蟲的過冷卻能力較差，過冷卻點較高。大多數(shù)耐結(jié)冰的昆蟲，在低溫下能主動形成冰核，使細胞外液在較高的亞致死溫度下結(jié)冰，而阻止細胞內(nèi)液結(jié)冰，避免使細胞受到更嚴重的損傷；（2）避結(jié)冰型或結(jié)冰敏感：此類昆蟲對體內(nèi)形成的冰晶較為敏感，形成冰晶可對蟲體造成致命傷害。因而，這些昆蟲必須最大限度地增強其過冷卻能力[2]，降低過冷卻點，以避免機體結(jié)冰。北半球溫帶及寒溫帶地區(qū)的昆蟲絕大多數(shù)屬于上述的避結(jié)冰型，過冷卻點是其能存活的最低溫度。因此，過冷卻點是描述昆蟲耐寒性的主要指標之一。

昆蟲對低溫回應(yīng)的體溫變化過程如圖1所示[3]。雖然在有些昆蟲種類中，其大量死亡出現(xiàn)在過冷卻點以上的亞致死溫度，過冷卻點不能作為它們存活的低溫下限[4]，但其過冷卻能力在昆蟲耐寒性強弱中所起的作用不可否認。而且通過測定恒定低溫下昆蟲的存活能力及過冷卻能力來研究昆蟲耐寒性已取得了很大進展[5]。昆蟲過冷卻點在個體之間和群體之間都有很大的變化，受環(huán)境、自身發(fā)育、機體代謝狀態(tài)等很多因素影響，這些因素進而也影響昆蟲的耐寒性，筆者對影響昆蟲過冷卻點的影響因素進行了分析和總結(jié)。

1 環(huán)境因素與食物

1.1 季節(jié)變化

昆蟲的抗寒能力呈現(xiàn)出季節(jié)性的變化趨勢，即隨著冬季低溫的到來，其抗寒能力逐漸增強，冬季過后又隨氣溫的回升，其抗寒力逐漸減弱。一般情況下，昆蟲的過冷卻點也具有明顯的季節(jié)性變化（表1）。例如，紅褐斑腿蝗（Catantops pinguis Stal）成蟲的夏季SCP為-4.0 ℃，冬季為-19.3 ℃[6]。從表1中可以看出，紅火蟻（Solenopsis invicta Buren）[7]工蟻成蟲夏季與冬季之間的過冷卻點變化幅度最小，是5.5 ℃。此外，蛛形綱的甲螨（Phauloppiap）[8]夏季與冬季之間的過冷卻點的變化幅度比昆蟲要大很多，達到25.9 ℃。由此可以看出季節(jié)變化對昆蟲的過冷卻點有較大的影響。這可能是由于隨著季節(jié)性氣溫變化，昆蟲體內(nèi)產(chǎn)生一些抗凍保護物質(zhì)，從而使其過冷卻點發(fā)生適應(yīng)性的變化[9]。

有些昆蟲的過冷卻點值波動較大，每個季節(jié)既有最高值又有最低值。同時，這兩部分的比例隨著季節(jié)性氣溫的變化有明顯的差異。氣溫較低的月份，較低SCP的比例增加，而且最小過冷卻點的值也更低；反之，較高SCP的比例增加，過冷卻點最高值也升高[10-11]。一種昆蟲的SCP為何會產(chǎn)生如此大的差異，Sjursen等[8]的解釋是，環(huán)境變化時一些個體能緊跟微環(huán)境的變化，而另外一些個體則需要較長時間的馴化。

1.2 地理位置

低緯度地區(qū)昆蟲的過冷卻點高于高緯度地區(qū)昆蟲的過冷卻點（表2）。例如，從玉米上[14]采集的棉鈴蟲通州種群（低緯度）的過冷卻點極顯著高于饒陽種群（高緯度）。麥紅吸漿蟲（Sitodiplosis mosellana）[15]河南輝縣（N35°27'）種群和天津（N39°07'）種群的過冷卻點差異為6.88 ℃；二化螟（Chilo suppressalis）[16]福建福州（N26°8'）種群和北京（N39°38'）地區(qū)種群的過冷卻點差異只有0.23 ℃?？傮w來看，不同維度地區(qū)同種昆蟲的過冷卻點差異不是很大，這可能是由于因為食物源的不同或者是生境壓力的差異[17-18]。

在南方地區(qū)種群中，昆蟲過冷卻點的個體變異較小，中部和北方地區(qū)個體間的變異都明顯增加，即靠北的種群個體變異相對較大，接受自然選擇的范圍擴大。而南方種群通常處于穩(wěn)定而溫暖的氣候條件下，缺乏提高過冷卻能力的進化壓力。由此可見，昆蟲過冷卻能力和耐寒性的提高有其生理基礎(chǔ)和進化上的意義[19]。

1.3 冷馴化

昆蟲在經(jīng)歷一個脅迫溫度之上較溫和的低溫后，能夠增強其抵抗低溫傷害能力的現(xiàn)象稱為冷馴化[22]。這一過程可能是昆蟲應(yīng)對不良環(huán)境的進化適應(yīng)現(xiàn)象。在早春或晚秋氣溫急劇波動的情況下，許多昆蟲可以通過快速冷馴化反應(yīng)迅速提高它們的耐寒能力，來抵御自然界這種晝夜溫度的變化或短時間的低溫暴露。昆蟲經(jīng)冷馴化后過冷卻點降低。越北腹露蝗滯育卵[9]在5 ℃適應(yīng)30 d后，平均過冷卻點從-20.1 ℃顯著降低到-25.9 ℃。草地螟（Loxostege sticticalis Linne）[23]幼蟲經(jīng)4 ℃處理1 d的非滯育幼蟲冰點為-2.28 ℃，而處理25 d則降低到-4.76 ℃，過冷卻點可從-13.97 ℃降低到-21.47 ℃；經(jīng)4 ℃處理25，35 d的滯育幼蟲，其過冷卻點分別為-25.82 ℃和-26.79 ℃，冰點分別為-5.59 ℃和-9.13 ℃。在低溫馴化過程中，昆蟲可在體內(nèi)聚集低分子量的多元醇或大分子的抗凍蛋白，這些物質(zhì)能很好地維持昆蟲的過冷卻狀態(tài)[24]。

1.4 降溫速率

在測定過冷卻的過程中發(fā)現(xiàn)，降溫速率影響昆蟲的過冷卻點。冷卻速度越小則過冷卻點就越低。在自然界中，昆蟲對低溫的感受都是一個逐漸的過程，因此，在實驗室測定昆蟲的過冷卻點時有必要考慮以較慢的冷卻速率來降溫[25]。在0.1～15.0 ℃·min-1降溫速率范圍內(nèi)測定白蛾周氏嚙小蜂（Chouioia cunea Yang）和黃粉甲（Tenebrio molitor）老熟幼蟲的SCP和FP結(jié)果表明，白蛾周氏嚙小蜂的SCP和FP與降溫速率具有一定的線性關(guān)系，而黃粉甲老熟幼蟲的SCP和FP與降溫速率間的變化不規(guī)律，但在這個降溫速率范圍內(nèi)隨著降溫速率的增加，2種試蟲的SCP都有緩慢升高的趨勢[26]。昆蟲的過冷卻點在不同的冷卻速率內(nèi)其測定值常不一致，原因可能與環(huán)境、營養(yǎng)、發(fā)育階段和蟲體結(jié)構(gòu)的不同有關(guān)。

1.5 食 物

昆蟲取食的食物不同，對過冷卻點也有影響。在不同寄主中發(fā)育的桔小食蠅（Bactrocera dorsalis Hendel）SCP值存在顯著差異，其中以取食浦桃者最高，為-11.03 ℃，取食苦瓜者最低，為-13.17 ℃[27]。為害黑松和烏尾松的松突圓蚧（Hemiberlesia pitysophila）雌成蟲的過冷卻點，顯著高于為害濕地松和火炬松的松突圓蚧的過冷卻點，二者間過冷卻點的溫差為0.9～2.3 ℃[28]。棉鈴蟲（Helicoverpa armigera）幼蟲取食棉花時產(chǎn)生的滯育蛹的過冷卻點，低于取食玉米的滯育蛹的過冷卻點。而且采自棉花的棉鈴蟲個體間過冷卻點比較穩(wěn)定，而采自玉米的個體間變化較大[14]。由于寄主的營養(yǎng)直接作用于昆蟲體內(nèi)抗寒性物質(zhì)的積累和與低溫耐寒能力等有關(guān)的生理代謝過程，因此不同寄主對昆蟲過冷卻點的影響，可能是由于寄主的營養(yǎng)成分和含量的不同所造成的。

2 昆蟲發(fā)育階段與生物學狀態(tài)

大量研究表明，處于不同發(fā)育階段和不同生物學狀態(tài)的昆蟲其耐寒能力和過冷卻點都有較大的不同。由于昆蟲是完全變態(tài)的，體內(nèi)不同發(fā)育階段所合成的物質(zhì)組成有很大區(qū)別，比如幼蟲期主要物質(zhì)為蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)元素，并且含水量較高；而成蟲期主要為脂肪類、灰分，含水量較幼蟲期低[29]。

2.1 發(fā)育階段

一般而言，隨著幼蟲蟲齡的增加，過冷卻點逐漸降低（表3）。相鄰齡期幼蟲的過冷卻點均未呈現(xiàn)出顯著性差異，但低齡幼蟲和高齡幼蟲間存在顯著性差異[30]。例如光滑鱉甲（Anatolica polita borealis）[31]1齡幼蟲的SCP最高（-9.50 ℃），6齡最低（-15.7 ℃）。隨著蟲齡增加，SCP逐漸降低，表明耐寒性逐漸增強。但也有一些昆蟲的幼蟲隨著蟲齡的增加，過冷卻點逐漸升高（表3）。例如，甜菜夜蛾（Spodoptera exigua Hübner）[32]1齡幼蟲的SCP最低（-15.96 ℃），5齡的最高（-8.65 ℃）。這可能是由于昆蟲過冷卻能力與其體質(zhì)量成反比，昆蟲越小越容易進入過冷卻狀態(tài)，較大昆蟲的過冷卻能力通常更為有限[2]。

2.2 雌雄成蟲

有些昆蟲的雌蟲的過冷卻點較雄蟲的過冷卻點低，但是差異不顯著（表4）。例如龍眼長跗螢葉甲（Monolepta occifuvis）成蟲[39]的雌蟲體過冷卻點為-13.38～-5.56 ℃，平均-10.75 ℃；雄蟲體過冷卻點為-11.22～-5.56 ℃，平均-8.88 ℃；雌蟲的耐寒性強于雄蟲。中華通草蛉（Chrysoperla sinica）第4代成蟲（越冬代）中[40]，雌蟲的SCP是-13.29 ℃，雄蟲是-12.84 ℃，雌蟲的抗寒能力極顯著高于雄蟲。表4中10種昆蟲雌蟲和雄蟲的SCP差異在0.14～1.87 ℃。呈此現(xiàn)象的主要原因是，昆蟲在越冬以后隨著春季光照時數(shù)的增加其自身滯育開始解除，雌雄開始交配，雌蟲進行大量取食并產(chǎn)卵，體內(nèi)脂肪含量增加，其抗寒力較強；但雄成蟲由于其自身的使命就是和雌蟲交配，故其體內(nèi)生理生化的變化不及雌蟲，其抗寒力較弱[40]。

2.3 滯 育

昆蟲滯育是指昆蟲事先感受到不利環(huán)境變化的某種信號（如光周期、溫度等），通過體內(nèi)一系列生理、生化變化的編碼過程，隨后誘導的生長、發(fā)育、繁殖停滯的現(xiàn)象[47]，滯育亦是昆蟲對不良環(huán)境適應(yīng)的一種反應(yīng)。

昆蟲的滯育蟲體較非滯育蟲體的平均過冷卻點低（表5）。例如，越北腹露蝗（Fruhstorferiola tonkinensis Will.）滯育卵的SCP是-20.1 ℃，非滯育卵是-12.4 ℃[9]，差異較大（7.7 ℃）。二化螟（Chilo suppressalis Walker）滯育幼蟲SCP是-9.09 ℃，非滯育幼蟲SCP是-8.28 ℃[16]，差異較?。?.81 ℃）。滯育昆蟲可能是在滯育期間積累了脂肪、滲透保護物質(zhì)等抗寒物質(zhì)來增強其抗寒能力[48]。

2.4 化 性

魯新等[50]發(fā)現(xiàn)亞洲玉米螟（Ostrinia furnacalis Guenee）一化性越冬代的過冷卻點比二化性越冬代低4 ℃左右。一化性種群苜蓿切葉蜂（Megachile rotundata F.）前蛹[51]的過冷卻點低于二化性種群2.03 ℃，過冷卻點間的差異隨低溫（5 ℃）時間的增加而減少，低溫處理12個月后，兩種類型種群的苜蓿切葉蜂前蛹過冷卻點間的差異不明顯（P<0.05）。

3 昆蟲體內(nèi)的含水量及抗凍保護物質(zhì)

上述環(huán)境因素與食物、昆蟲的發(fā)育階段與生物學狀態(tài)等因素對昆蟲過冷卻點的影響最終都是通過昆蟲體內(nèi)含水量、抗凍保護物質(zhì)的產(chǎn)生與變化來實現(xiàn)的。

3.1 體內(nèi)含水量

過冷卻點和昆蟲體內(nèi)的總含水量呈正相關(guān)，總含水量高的蟲體，其SCP也較高。有些昆蟲的總含水量基本不變，SCP與結(jié)合水含量呈負相關(guān)，與自由水含量呈正相關(guān)。

甘薯天峨（Agrius convolvuli L.）幼蟲[52]和中華通草蛉（Chrysoperla sinica）成蟲[40]體內(nèi)含水量和SCP 呈現(xiàn)出較好的正相關(guān)，體內(nèi)含水量高的幼蟲，其SCP較高。桑螟（Diaphania pyloalis Walker）越冬幼蟲[53]和異色瓢蟲（Harmonia axyridis）[11]體內(nèi)含水量隨氣溫下降逐漸減少，過冷卻能力隨體內(nèi)水分的減少而增強，越冬后期隨水分的增加而降低。蟲體總水含量下降造成血淋巴體積減小，導致無機鹽類如K+、Na+和Mg2+含量增大，從而改變了離子平衡電勢和跨膜電化學勢[54]，提高了通過調(diào)節(jié)蟲體細胞原生質(zhì)黏性和加大滲透壓，來降低蟲體結(jié)冰的可能性[55]。

光滑鱉甲（A.polita）成蟲在不同季節(jié)的總含水量基本穩(wěn)定。準備越冬過程中，結(jié)合水含量升高，自由水含量降低。結(jié)合水含量與SCP高度相關(guān)，表明光滑鱉甲通過提高結(jié)合水的比例降低SCP[31]。將越冬期水稻二化螟（Chilo suppressalis Walker）幼蟲游離水和結(jié)合水含量分別與SCP呈正、負相關(guān)，說明二化螟幼蟲暴露于冬季低溫時，通過減少游離水含量而增加結(jié)合水含量來降低體液SCP，提高自身過冷卻能力[56]。在越冬前將體內(nèi)游離水排出或部分轉(zhuǎn)化為結(jié)合水，以提高體液濃度確保體內(nèi)較大又連續(xù)的水相可被一些組織或高濃度物質(zhì)分隔，或誘導抗凍蛋白生成等來阻止蟲體胞內(nèi)結(jié)冰，從而避免胞內(nèi)或其它重要部位遭冷害[57]。

3.2 脂 肪

昆蟲蟲體內(nèi)總脂肪的含量與其SCP呈負相關(guān)，體內(nèi)脂肪含量越高，其SCP越低[31，40，52]。此外，游離脂肪和結(jié)合脂肪含量分別與過冷卻點呈正、負相關(guān)。

甘油含量與過冷卻點呈負相關(guān)，甘油含量越高，SCP越低。光滑鱉甲體內(nèi)甘油濃度每增加1 mg·mL-1，蟲體的SCP降低0.62 ℃，表明該蟲可通過啟動體內(nèi)甘油合成與代謝，來調(diào)控其耐寒性以應(yīng)對低溫脅迫[31]。越冬期二化螟幼蟲游離脂肪和結(jié)合脂肪含量分別與同期SCP呈正、負相關(guān)，說明該越冬幼蟲可通過自發(fā)調(diào)節(jié)體內(nèi)兩種脂肪比例來增強其耐寒性[56]。

3.3 小分子碳水化合物

過冷卻點與昆蟲體內(nèi)碳水化合物的總量呈正相關(guān)。碳水化合物含量越高，SCP越低?？偺呛靠勺鳛槔ハx耐寒性的一個指標[56]。

昆蟲血淋巴內(nèi)的葡萄糖、海藻糖、山梨醇等小分子碳水化合物，可以有效保護蟲體免于冰凍的損傷。由于這些物質(zhì)結(jié)冰時被濃縮，它們的存在可以將鹽保持在溶液中，保證了體內(nèi)正常代謝的進行。多元醇的羥基能有效地與水結(jié)合，減少水分流動性，從而也減少參與結(jié)冰的水分。多元醇類還可以通過調(diào)節(jié)胞外結(jié)冰所引的胞內(nèi)脫水產(chǎn)生的滲透壓變化而穩(wěn)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，減少快速結(jié)冰造成的損傷，從而協(xié)同血淋巴高效晶核，維持昆蟲的耐凍性[58]。海藻糖能穩(wěn)定膜的結(jié)構(gòu)，從而抑制體內(nèi)水分降低所引起的膜和凝膠的轉(zhuǎn)相，海藻糖對膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定效應(yīng)大大強于雙糖、單糖或多元醇[59]。

3.4 抗凍蛋白

抗凍蛋白是具有熱滯效應(yīng)，能結(jié)合并抑制新的冰晶生長，能抑制冰的重結(jié)晶的一類蛋白質(zhì)。抗凍蛋白可降低溶液的冰點而不影響其熔點，由此產(chǎn)生抗凍蛋白特有的熱滯活性（thermal hysteresis activity，THA）。熱滯活性越大，抗凍能力越強[60]。例如，光滑鱉甲的THA的季節(jié)性變化與蟲體SCP的變化趨勢一致，血淋巴的熱滯活性每增加1 ℃，蟲體的SCP降低5.26 ℃[31]。此外，過冷卻點和AFP代謝有時間上的對應(yīng)性，例如昆蟲Meracantha contracta，在2月份當?shù)貧鉁刈畹蜁r，體液過冷卻點最低，AFP積累量也最大；隨著氣溫回升，過冷卻點也升高，AFP積累量減少[61]。目前認為AFP合成的調(diào)節(jié)是氣候因子（低溫，短日照，低的相對濕度）正向作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，導致內(nèi)分泌激素（AKH，JH等）增加，促使在脂肪體合成AFP[62]。

根據(jù)氨基酸組成的差異，將AFP分成3種類型：Ⅰ型，富丙氨酸；Ⅱ型，富半胱氨酸；Ⅲ型，不富丙氨酸也不富半胱氨酸[63]?？箖龅鞍椎墓δ艹四墚a(chǎn)生熱滯效應(yīng)外，還能改變冰晶的形態(tài)，能夠結(jié)合并抑制新的冰晶生長，降低血漿的冰點；另外，它還能抑制冰的重結(jié)晶，防止小的冰晶凝聚成大的冰晶[64]。Rubinsky等[65]還發(fā)現(xiàn)AFP能阻斷Ca+、K+通道，維持細胞膜的穩(wěn)定性，抑制冰晶對細胞膜的損傷。AFP還可能與昆蟲體內(nèi)水分平衡有關(guān)，可增強細胞或體液的保水能力[66]。相比于其他的抗凍保護物質(zhì)，由于抗凍蛋白能非依數(shù)性降低昆蟲體液的冰點[67]，因而認為抗凍蛋白在昆蟲的抗凍過程中起著十分重要的作用。

3.5 氨基酸

昆蟲進入越冬期后丙氨酸、脯氨酸、絲氨酸等氨基酸含量增加，對比蟲體和血淋巴內(nèi)氨基酸含量可以看出，惟有丙氨酸含量均增加，可以認為丙氨酸為越冬幼蟲的主要抗寒物質(zhì)。丙氨酸參與降低過冷卻點的直接證據(jù)還沒有，但是在極地海洋魚的研究中發(fā)現(xiàn)，抗凍蛋白中60%的氨基酸殘基是丙氨酸?？箖龅鞍椎闹饕饔檬俏綕撛诘木Ш?，而丙氨酸側(cè)鏈的甲基起著疏水屏障的作用，阻止了水分子同晶核結(jié)合。由此可見，游離丙氨酸可能參與屏蔽晶核的作用，從而降低冰點和過冷卻點[68]。

影響昆蟲過冷卻點的因素并不是單獨作用的，而是相互關(guān)聯(lián)，共同作用。大多數(shù)昆蟲都由幾種抗寒物質(zhì)組成一個系統(tǒng)，如歐樺小蠹（Scolytus ratzeburgi）幼蟲的甘油-山梨醇-葡萄糖-海藻糖系統(tǒng)[69]，桑尺蠖（Phthonandria atrilineata）越冬幼蟲的小分子糖-氨基酸-糖蛋白系統(tǒng)[70]，黃地老虎（Agrotis segetum）幼蟲的小分子糖類-氨基酸-糖蛋白系統(tǒng)[71]。昆蟲利用多物質(zhì)系統(tǒng)可以避免因某種物質(zhì)過量積累而造成中毒，在寒冷適應(yīng)過程中大量積累小分子抗寒物質(zhì)，通過溶質(zhì)效應(yīng)降低體液的冰點和過冷卻點，同時這些物質(zhì)也非常容易通過代謝產(chǎn)生和去除[72]。

4 冰核物質(zhì)

在適當?shù)牡蜏叵拢w系內(nèi)需存在起始結(jié)冰的冰核，才能誘導冰晶產(chǎn)生，此物質(zhì)稱為冰核劑。相對于昆蟲來說，冰核可以分為同源冰核和異源冰核。當同源冰核含量很高時，蟲體能保持較高的過冷卻狀態(tài)。低溫生物學研究表明，水分保持過冷卻的能力與其中存在的冰核有關(guān)，當只有同源冰核時，過冷卻可以保持-39 ℃[73]。而異源冰核的含量越高，蟲體的過冷卻能力越低，容易在接近0 ℃以下溫度結(jié)冰。一些越冬昆蟲之所以能在很低的溫度下保持過冷卻狀態(tài)，與其體內(nèi)缺乏異源冰核有很大的關(guān)系[74]。異源冰核有生物冰核和腸道冰核兩類。

4.1 生物冰核

冰核細菌和冰核真菌能夠顯著升高避凍型昆蟲的過冷卻點。通過冰核細菌飼喂昆蟲或噴灑蟲體，能使谷蠢（Rhizopertha dominica Fabricius）體液的結(jié)冰溫度提高10.5 ℃[75]，使棉鈴蟲的冰點提高6.65 ℃[76]，使光肩星天牛（Anoplophora glabripennis Motschulsky）冰點提高7.1 ℃[77]，使印度谷螟（Plodia interpunctella Hübner）的冰點提高13 ℃[78]，使二化螟的過冷卻點提高14.4 ℃[79]。

利用冰核真菌F9502 （禾谷鐮刀菌Fusarium graminearum Schwabe）接種棉鈴蟲，使棉鈴蟲蛹的冰點提高了10.9 ℃[80]，使赤擬谷盜的平均過冷卻點提高了8.25 ℃[81]。

4.2 腸道冰核

腸道冰核主要是指昆蟲消化道內(nèi)的食物顆粒、塵粒、部分植物蛋白質(zhì)以及體內(nèi)的含有蛋白質(zhì)性質(zhì)的冰核物質(zhì)。在低溫時，冰核物質(zhì)會誘發(fā)結(jié)冰，導致昆蟲消化道或細胞膨脹破裂而死。在冬季來臨之前，避凍型昆蟲可以通過排出腸道內(nèi)的冰核物質(zhì)使過冷卻點降低，增加過冷卻能力，降低蟲體結(jié)冰的危險。例如，非滯育的麻蠅在幼蟲與蛹的過渡期，通過排出異源冰核，過冷卻點從-11 ℃降至-23 ℃[82]。避免凍型幼蟲Ceruchus piceus 冬季通過清除腸腔內(nèi)冰核物質(zhì)，可使幼蟲的SCP從夏天的-7 ℃降低到冬季的-20 ℃[83]。

綜上所述，影響昆蟲過冷卻點的因素很多，這些因素相互關(guān)聯(lián)共同發(fā)揮作用。季節(jié)變化、食物等環(huán)境因素影響昆蟲的發(fā)育和生物學狀態(tài)，而這些因素對過冷卻點的影響最終都是通過昆蟲體內(nèi)甘油、氨基酸、抗凍蛋白等抗凍保護劑的產(chǎn)生與變化來實現(xiàn)的。研究昆蟲的過冷卻點對于認識其抗寒特性與機理，進而保護農(nóng)業(yè)益蟲，防治農(nóng)業(yè)害蟲都有重要的意義。

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