小菜蛾對金腰箭揮發油的觸角電位反應及趨性

王彥陽, 崔志新, 梁廣文

(1.江門職業技術學院,江門 529090; 2.佛山科學技術學院,佛山 528000;3.華南農業大學,廣州 510640)

小菜蛾[P lutella xy lostella(L.)]屬鱗翅目菜蛾科,是世界性十字花科蔬菜的重要害蟲。由于其世代重疊嚴重,加之長期單一使用化學藥劑,其抗藥性不斷增強,開辟小菜蛾防治新途徑成為當前蔬菜生產亟待解決的問題[1]。植物源農藥對人、畜相對安全,對天敵傷害小,且害蟲對其難以產生抗性[2],具有廣闊的應用市場。

金腰箭[Synedrella nodif lora(Linn.)Gaertn.]是菊科一年生植物,極易繁殖,對花生等旱作物和果樹危害嚴重。國外曾報道其對線蟲有毒殺作用,對稻蝗的生長發育也有影響,我國已經有少量對該植物生物活性的報道[3-4]。雖然殺蟲有效成分和毒理機制有待進一步探討,但可以預測金腰箭應對其他多種農業害蟲也有類似的生物活性。為確定金腰箭揮發油對小菜蛾的生物活性,本文通過觸角電位儀測定了小菜蛾對金腰箭揮發油的觸角電位反應,并通過四臂嗅覺儀測定了金腰箭揮發油對小菜蛾成蟲趨性的影響,旨在為今后從金腰箭揮發油中找到生物活性較高的化合物,為金腰箭植物保護劑在無公害生產中的應用研究提供基礎。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

采自華南農業大學農場,以菜心苗為飼料、在室內25℃左右條件下飼養,連續飼養3代以上的小菜蛾實驗種群。

1.2 供試植物

金腰箭采自華南農業大學小山坡上,割取植株地上部分。

1.3 揮發油的提取

將金腰箭植株地上部分采回后用清水洗凈,剪碎,用水蒸氣蒸餾法進行提取,得到油水混合物。靜置分層,用分液漏斗分出油層,水相用乙醚萃取3次,合并萃取物,用無水硫酸鈉除去其中含有的水分,蒸去乙醚后得到揮發油。

1.4 觸角電位反應測定

用眼科剪將小菜蛾成蟲觸角自基部剪下,將觸角接在觸角電位儀的兩玻璃電極上。玻璃電極套住直徑為0.2 mm的Ag-Cl電極,Ag-Cl電極連在微動作儀(Syntech MP-15)上,后者連接有交流放大器(Syntech UN-06)、刺激放大器和計算機,用Syntech軟件記錄數據。在長為4 cm、寬為0.5 cm的長方形濾紙上滴加樣品溶液,再把濾紙嵌入具有磨口的玻璃刺激管,并接到氣流刺激控制裝置,其開口對準觸角,保持1 cm左右距離。由真空泵送氣,其中刺激氣流量為 30 ML/Min,連續氣流量為40 ML/min。刺激時間為0.1 s,刺激間隔為60 s,每根觸角刺激5～8次,重復10次,劑量反應試驗時,每根觸角測試完所設的5種濃度樣品,重復10次。以石蠟油為空白對照[5-6]。

1.5 金腰箭揮發油對小菜蛾成蟲趨性的影響

將四臂嗅覺儀1臂設為處理臂,在其第2個小瓶平底燒瓶中盛2ML揮發油,2臂、3臂、4臂為對照臂,盛放清水,中央區接入試蟲。調節氣體流速,記錄試蟲的首選臂、在各臂的選擇次數和停留時間,每頭試蟲觀察 3～4 min,每個處理分 60、100、200、300 ML/min 4個流速,每個流速 16個重復,雌、雄蟲交替進行[7]。

1.6 數據處理

數據用SAS systeMv8.01版軟件進行處理[8]。

2 金腰箭揮發油對小菜蛾的生物活性

2.1 小菜蛾對金腰箭揮發油的觸角電位反應

表1結果表明：已交配小菜蛾成蟲對金腰箭揮發油有一定的觸角電位反應,雌成蟲的EAG反應值平均為0.578 mV,雄成蟲的平均為0.484 mV。雌成蟲、雄成蟲對金腰箭揮發油的觸角電位反應與對照相比差異顯著。

表1 已交配小菜蛾成蟲對金腰箭揮發油的觸角電位反應

表2試驗結果顯示,未交配的小菜蛾雌、雄成蟲對金腰箭揮發油也有一定的觸角電位反應,與對照相比差異顯著。雌成蟲的EAG反應值平均為0.558mV,雄成蟲平均為0.534 mV。

表2 未交配小菜蛾成蟲對金腰箭揮發油的觸角電位反應

從表3試驗結果來看,隨著濃度值的增大,小菜蛾對金腰箭揮發油的觸角電位反應值也增大。已交配雌蟲的 EAG反應值和濃度的相關對數方程為y=0.072 5 log x+0.064 17,R2=0.676 8。未交配雌蟲的EAG反應值和濃度的相關對數方程為y=0.076 4log x+0.605 0,R2=0.809 4。

表3 小菜蛾對不同濃度金腰箭揮發油的觸角電位劑量反應1)

2.2 金腰箭揮發油對小菜蛾成蟲趨性的影響

表4結果顯示,氣體流速為100 ML/Min時,3×20頭小菜蛾成蟲在四臂嗅覺儀中的處理臂(1臂)與對照臂的總首選次數、總進入次數、總平均停留時間之比依次是 0.181 8、0.227 3、0.202 8;氣體流速為300 ML/min時,處理臂(1臂)與對照臂的總首選次數、總進入次數、總平均停留時間之比(Tr/CK)依次是0.090 9、0.148 1、0.101 9。可見氣體流速在300 ML/Min時金腰箭揮發油對小菜蛾成蟲驅避作用最為明顯。

表4 金腰箭揮發油對小菜蛾成蟲趨性的影響

3 結論與討論

植物揮發油次生物質是指植物在代謝過程中產生的一些斷鏈碳氫化合物及其衍生物,一般分子量在 100～200之間,包括烴、醇 、醛 、酮、有機酸、脂類以及含有氮硫等修飾基團的有機化合物,自從1918年首次報道了水汽蒸餾棉花葉而得到的揮發油能夠吸引棉鈴象甲以來,植物揮發油次生物質在昆蟲行為調控和生物防治中的作用越來越受到重視[9]。金腰箭全草,尤其是葉的甲醇提取物對數種農業害蟲有較強驅避、拒食、毒殺、抑制生長發育等生物活性。金腰箭是一種潛在的高效、廣譜的植物源生物農藥[4]。本試驗發現小菜蛾成蟲對金腰箭揮發油有一定的觸角電位反應,且隨著濃度增加,小菜蛾對金腰箭揮發油的觸角電位反應值也增大;四臂嗅覺儀測定結果表明,當氣體流速在300 ML/min時,金腰箭揮發油對小菜蛾成蟲驅避作用最為明顯。證明金腰箭揮發油對小菜蛾成蟲有明顯的驅避作用,這與其對菜粉蝶幼蟲有較強的忌避活性報道一致[10]。這些都為開發利用金腰箭提供了一些理論依據,其殺蟲有效成分及毒理機制有待進一步研究。

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