植物源氣味化合物與黏蟲蛾性信息素的協(xié)同作用

楊 巧，郭 培，王高平

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，河南鄭州450002)

自1959年Butenandt等確定家蠶蛾(Bombyx mori)性信息素的成分后，昆蟲性信息素的研究迅速展開［1］。昆蟲性信息素具有靈敏度高、專一性強、不傷害天敵、不會引起害蟲產(chǎn)生抗性等優(yōu)點，20世紀(jì)70年代后，性信息素的使用得到迅猛發(fā)展［2］。植物揮發(fā)性化合物在植食性昆蟲的寄主定向、產(chǎn)卵、聚集、傳粉等行為中發(fā)揮著重要作用［3－4］。昆蟲性信息素和植物源揮發(fā)物兩者都是昆蟲重要信息物質(zhì)，兩者協(xié)同作用可以調(diào)節(jié)昆蟲的行為。在自然界中，植食性昆蟲所接受、感知的往往是植物源揮發(fā)物與昆蟲信息素的混合物。大量的研究結(jié)果證實它們之間的協(xié)同作用，Reddy等的室內(nèi)風(fēng)洞結(jié)果顯示，(Z)-乙酸-3-己烯酯、(E)-2-己烯醛、(Z)-3-己烯醇與性信息素的混合物對未交配的雄菜蛾(Plutella xylostella)引誘行為達(dá)到80% ～100%，明顯高于僅用性信息素的作用。野外的試驗結(jié)果也表明，用(Z)-乙酸-3-己烯酯和性信息素以1∶1的比例混合所引誘的菜蛾數(shù)量為僅用性信息素的6～7倍［5］。黏蟲［Mythimna separata(Walker)］主要危害小麥、玉米等農(nóng)作物，其暴發(fā)的時空規(guī)律難以預(yù)測。2012年，黏蟲在華北、東北驟然特大暴發(fā)，造成很大產(chǎn)量損失。從蜜源植物和花的揮發(fā)性化合物中篩選對黏蟲性信息素有增效作用的組分，研究開發(fā)引誘效力更高的性誘劑，對于提高黏蟲監(jiān)測水平具有重大意義。鑒于此，筆者研究了9種植物源氣味化合物與黏蟲蛾性信息素的協(xié)同作用，以期篩選出有效的增效劑。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物源揮發(fā)物。苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、2-苯乙醇、正丁醇、羅勒烯、β-蒎烯、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯9種試劑均購自Sigma化學(xué)試劑公司。性信息素組分(Z)-11-十六碳烯醛和(Z)-9-十六碳烯醛均購自上海蕓蕓化工有限公司，性信息素混合物為(Z)-11-十六碳烯醛和(Z)-9-十六碳烯醛按95∶5的比例組成［6］。

1.1.2 器械與試劑?；衔镝尫牌?誘芯):室內(nèi)試驗誘芯為Hirschmann定量精密玻璃毛細(xì)管，長度為32.00 mm、外徑為0.68 mm，內(nèi)徑為0.20 mm;室外誘芯所用釋放器為帶凹槽橡膠塞(中捷四方公司)，長度為14.00 mm，外直徑為10.00 mm，凹槽內(nèi)直徑為7.00 mm。水盆式誘捕器為中捷四方公司產(chǎn)品。溶劑為分析純正己烷。

1.1.3 供試?yán)ハx。黏蟲:由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所遷飛室提供卵，在(24±1)℃、相對濕度(70±5)%、光暗周期為14∶10 h的條件下用玉米葉飼養(yǎng)幼蟲，每天更換新鮮玉米葉。幼蟲老熟后放在下鋪一層3 cm濕潤土的盒子內(nèi)供其化蛹，在蛹期將雌雄分開。羽化黏蟲按日齡數(shù)分裝于紗籠中，喂以10%蜂蜜水。試驗用蟲為4日齡雄蟲。

1.2 方法

1.2.1 植物源揮發(fā)物與黏蟲性信息素室內(nèi)協(xié)同效果試驗。

1.2.1.1 生物測定裝置制備。自行設(shè)計大型“Y”形管，主管長為100 cm，2支管長為75 cm，內(nèi)徑為20 cm，2支管夾角為60°，主管與支管夾角為150°，主管為放蟲管，“Y”形管2支管分別為試驗管和對照管，并在各管貼上標(biāo)簽。

1.2.1.2 試驗設(shè)計。試驗以性信息素為對照(CK)，性信息素劑量為1μl;試驗組為植物源揮發(fā)物和性信息素按1∶4的比例組成，其中性信息素劑量為1μl。分別放入“Y”形管的對照管和試驗管，將4日齡雄蟲放入主管，觀察、記錄成蟲選擇方向。

1.2.2 黏蟲性信息素增效劑的田間篩選試驗。

1.2.2.1 單劑制備。將苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、2-苯乙醇、正丁醇、羅勒烯、β-蒎烯、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯9種試劑與正己烷按 1∶9的比例稀釋，每個綠色橡膠誘芯劑量為4 mg。

1.2.2.2 誘芯制備。性信息混合物和單劑分別與正己烷按1∶9的比例稀釋后，制作誘芯。第1組試驗在2014年4月進(jìn)行，試驗化合物為初步篩選的9種植物氣味化合物，每個信息素誘芯(每誘芯11 mg)加入的植物氣味化合物劑量為4 mg。另設(shè)性信息素對照和正己烷對照［7］。單純植物氣味化合物的誘捕試驗采用天然橡膠誘芯劑量為4 mg。第2組試驗在2014年9月進(jìn)行，試驗化合物為苯甲醛、苯乙醛、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯，每個性信息素誘芯所加入的氣味化合物劑量分別為4、10、20 mg?；旌衔镎T芯組成為苯乙醛(4 mg)與苯甲酸乙酯(4 mg)，苯乙醛(4 mg)與乙酸苯甲酯(4 mg)，苯甲醛(4 mg)、苯乙醛(4 mg)、苯甲酸乙酯(4 mg)與乙酸苯甲酯(4 mg)。

1.2.2.3 試驗設(shè)計。試驗于河南省農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)進(jìn)行。誘捕用架為特制2 m長的鐵架，采用水盆式誘捕器。注入2/3體積清水，加入適量不加香的洗衣粉，誘芯放置于與水盆配套的傘架中，每個誘芯處理3次重復(fù)，在盆側(cè)面標(biāo)記誘芯編號。所有誘芯采用隨機排列。每3 d田間統(tǒng)計誘捕量，撈出統(tǒng)計過的蟲體，及時補水;每10 d收集全部誘芯，更換新誘芯并重新排列。

1.3 數(shù)據(jù)處理 室內(nèi)“Y”形嗅覺儀測定黏蟲對植物源揮發(fā)物反應(yīng)數(shù)據(jù)采用卡方(X2)檢驗，田間試驗數(shù)據(jù)采用Duncan’s多重比較進(jìn)行差異顯著性分析;所有數(shù)據(jù)處理采用SPASS19.0 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物源揮發(fā)物與性信息素混合對黏蟲雄成蟲的室內(nèi)引誘效果 由表1可知，在性信息素中加入苯甲酸乙酯后增效效果極顯著。苯甲醛作為增效劑效果顯著，但不如苯甲酸乙酯。苯甲醇和苯乙醛具有一定引誘作用，但效果不太明顯。羅勒烯和β-蒎烯具有一定趨避作用，且羅勒烯趨避作用顯著。

2.2 單個植物源揮發(fā)物與黏蟲性信息素混和在大田的引誘效果 由圖1可知，苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、2-苯乙醇、正丁醇、羅勒烯、β-蒎烯、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯9種植物源單劑無引誘效果，而苯甲酸乙酯作為增效劑有顯著效果，與性信息素化合物比較具有顯著性差異(P＜0.05)。苯乙醛和乙酸苯甲酯有微弱增效作用，但與性信息素比較無顯著性差異。

2.3 不同劑量植物源揮發(fā)物與性信息混合的引誘作用 結(jié)果表明，4 mg苯甲酸乙酯顯著提高性信息素的引誘效果，在4～20 mg范圍內(nèi)，隨著植物源揮發(fā)物劑量的增加，誘蛾量呈現(xiàn)降低趨勢，但差異不顯著(圖2)。

2.4 多個植物源揮發(fā)物與黏蟲性信息素混合的引誘效果 配制了苯乙醛(4 mg)與苯甲酸乙酯(4 mg)，苯乙醛(4 mg)與乙酸苯甲酯(4 mg)，苯甲醛(4 mg)、苯乙醛(4 mg)、苯甲酸乙酯(4 mg)與乙酸苯甲酯(4 mg)混合物，結(jié)果表明:各混合物組成未顯著提高黏蟲性信息素的引誘作用(圖2)，不同混合物誘芯差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

陸生植物與植食性昆蟲在長期的進(jìn)化過程中形成了復(fù)雜的互作關(guān)系［6－8］，在植物－植食性昆蟲－天敵三者關(guān)系中，植物氣味起重要作用［9］。自然界中，一些植物可以強烈地引誘雌雄兩性蛾子［10］，羽衣甘藍(lán)(Brassica oleracea var.acephala)可以誘集小菜蛾產(chǎn)卵［11］，芫菁(B.rapa)可以有效誘集甘藍(lán)卷心象鼻蟲(Ceutorhynchus obstrictus)［12］。楊樹枝把對許多夜蛾類雌雄蛾都有引誘作用，郭線茹等已從中鑒定出一些誘蟲活性物質(zhì)，楊樹枝把的誘蟲作用在于其釋放的揮發(fā)性次生物質(zhì)［13－18］。

該研究發(fā)現(xiàn)所選取的9種植物源揮發(fā)物單劑無任何引誘活性。苯甲酸乙酯作為植物氣味化合物的一個組分，對黏蟲性引誘劑具有協(xié)同作用，且引誘效果大于性信息素和苯甲酸乙酯兩者之和。在一定范圍內(nèi)，增加植物源單劑劑量，引誘效果差異不顯著。室內(nèi)試驗苯甲醛作為增效劑具有顯著效果，田間試驗顯著性不差異。

總體上看，性引誘劑對黏蟲雄蛾的引誘效果欠佳，絕對數(shù)量不大。其原因可能是:①人工合成性信息素組分缺少雌蛾釋放的性信息素微量組分。②目前黏蟲的監(jiān)測主要采用燈光、糖酒醋液和雷達(dá)監(jiān)測等方法［19］，性信息素的應(yīng)用少、研究薄弱，該試驗依據(jù)汪新文等［6］研究分析配成的黏蟲性信息素有可能不是最準(zhǔn)確的。黏蟲性信息素及其增效劑的研究、試驗有待進(jìn)一步開展。

［1］BUTENANDT A，BEEKMANN R，STAMM D，et al.Uber den sexual lockstaff des seidenspinners Bombyx mori Reidanstellung und konstitution［J］.Z Naturforsch B，1959，14:283 －284.

［2］蘇建偉，肖能文，戈峰.昆蟲雌性信息素在害蟲種群監(jiān)測和大量誘捕中的應(yīng)用與討論［J］.植物保護(hù)，2005，31(5):78 －82.

［3］REDDY V P，GUERRERO A.Interactions of insect pheromones and plant semiochemicals［J］.Trends in Plant Science，2004，9(5):253 －261.

［4］LANDOLT PJ，PHILLIPS T W.Host plant influences on sex pheromone behavior of phytophagous insects［J］.Annual Review of Entomology，1997，42:371－391.

［5］REDDY GV P，CUERREROA.Behavioral responses of the diamondback moth，Plutella xylostella，to green leaf volatiles of Brassica oleracea subep.capitata［J］.JAgric Food Chem，2000，48:6025 －6029.

［6］汪新文，劉孟英.利用超微量技術(shù)分析粘蟲單腺體信息素的化學(xué)組成［J］.昆蟲學(xué)報，1997，40(2):22 －27.

［7］沈幼蓮，高揚，杜永均.植物氣味化合物與斜紋夜蛾性信息素的協(xié)同作用［J］.昆蟲學(xué)報，2009，52(12):1290 －1297.

［8］康樂.植物對昆蟲的化學(xué)防御［J］.植物學(xué)通報，1995，12(4):22 －27.

［9］趙卓，劉國東，劉克文，等.昆蟲與植物協(xié)同關(guān)系的研究概況［J］.吉林師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2004(3):4－7.

［10］吳名全.植物－植食性昆蟲－天敵相互關(guān)系中化學(xué)物質(zhì)的變化［J］.宜春學(xué)院學(xué)報，2003，25(2):71 －74.

［11］杜永均，嚴(yán)福順.植物揮發(fā)性次生物質(zhì)在植食性昆蟲、寄主植物和昆蟲天敵關(guān)系中的作用機理［J］.昆蟲學(xué)報，1994，37(2):233 －249.

［12］CHA DH，NOJIMA S，HESLERSP，et al.Identification and field evaluation of grape shootvolatiles attractive to female grape berry moth(Paralobesia viteana)［J］.JChem Ecol，2008，34:1180 －1189.

［13］MITCHELL E R，HU G，JOHANOWICZ D.Management of diamondback moth(Lepidoptera:Plutellidae)in cabbage using collard as a trap crop［J］.Hort Science，2000，35(5):875 －879.

［14］CARCAMO H A，DUNN R，DOSDALL L M，et al.Managing cabbage seedpod weevil in canola using a trap crop—A commercial field scale study in western Canada［J］.Crop Protection，2007，26:1325 －1334.

［15］郭予元.棉鈴蟲的研究［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1998.

［16］付新華，雷朝亮，王香萍，等.加拿大楊樹葉氣味對棉鈴蟲的引誘作用［J］.昆蟲天敵，2001，23(1):22 －25.

［17］郭線茹，原國輝，鄭啟偉，等.黑楊萎蔫葉片萃取物對蛾類成蟲誘集活性的研究［J］.華北農(nóng)學(xué)報，2001，16(4):104 －108.

［18］DICKENSJ C，SMITH J N，LING D M.Green leaf volatiles enhance sex attractant pheromone of the tobacco budworm，Heliothis virescens［J］.Chemoecology，1993，4:175 －177.

［19］江幸福，張蕾，程云霞，等.我國粘蟲研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.應(yīng)用昆蟲學(xué)報，2014，51(4):881－889.