滇楊揮發物成分對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

馬艷粉,　張曉梅,　胥　勇,　肖　春

(1. 德宏師范高等專科學校生命科學系,芒市　678400; 2. 云南農業大學植物保護學院,昆明　650201;3. 云南省德宏州種子管理站,芒市　678400)

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滇楊揮發物成分對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

馬艷粉1,2*,張曉梅1,胥勇3,肖春2

(1. 德宏師范高等專科學校生命科學系,芒市678400; 2. 云南農業大學植物保護學院,昆明650201;3. 云南省德宏州種子管理站,芒市678400)

為了篩選非寄主植物滇楊的揮發物中驅避馬鈴薯塊莖蛾產卵的活性成分,在室內利用選擇性產卵試驗方法分別測定了8種揮發物:丁香酚、苯甲酸、苯甲醇、苯乙醇、2-羥基苯甲醛、β-紫羅蘭酮、水楊酸甲酯、苯甲醛不同濃度(0.75～12 mg/L)的溶液對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響。結果表明:水楊酸甲酯在6～12 mg/L濃度范圍內對馬鈴薯塊莖蛾產卵有極顯著的引誘效果。丁香酚在3～12 mg/L濃度范圍內對產卵有驅避效果,12 mg/L時的產卵驅避率為62.1%。苯甲酸在1.5～12 mg/L濃度范圍內對產卵有驅避效果,但各濃度下的產卵驅避率不存在顯著差異。12 mg/L的苯甲醇和苯乙醇的產卵驅避率分別為12.1%和20.2%。6 mg/L和12 mg/L的2-羥基苯甲醛的產卵驅避率分別為44.1%和33.2%。β-紫羅蘭酮在1.5 mg/L濃度時產卵驅避率為30.9%。12 mg/L的苯甲醛產卵驅避率為38.5%。本文測試的8種揮發物中有7種在不同濃度范圍內表現出顯著的產卵驅避效果。

馬鈴薯塊莖蛾;滇楊;揮發物;產卵選擇

隨著人類對環保和食品安全意識的增強,利用生態調控措施來防治農業害蟲成為新的研究熱點,并已取得了較為理想的效果[1]。生態調控中應用較為廣泛的是調控害蟲的取食、交配和產卵行為,其中調控害蟲產卵行為優越的“防”的效果是其他措施無法超越的,尤其在蛀食型害蟲的防治中發揮了重要作用[2-4]。產卵行為調控主要集中在引誘和驅避兩個方面,引誘產卵的活性成分主要來源于寄主植物的揮發物,而非寄主植物揮發物中則存在驅避產卵的活性成分。驅避昆蟲前來產卵,降低幼蟲蟲口密度,進而影響昆蟲的種群繁殖,這也是利用非寄主植物揮發物防治害蟲的基本原理[5-8]。

馬鈴薯塊莖蛾[Phthorimaeaoperculella(Zeller)]也叫煙草潛葉蛾,是以幼蟲鉆蛀為害馬鈴薯和煙草的一種寡食性害蟲。在馬鈴薯和煙草的生長期,成蟲在葉脈處產卵,孵化的幼蟲蛀食馬鈴薯和煙草的葉肉、頂芽,嚴重影響植株生長及煙草品質。在田間，成蟲產卵于裸露在土表的馬鈴薯薯塊的芽眼處,帶有蟲卵的薯塊轉運到倉庫內對貯藏期的馬鈴薯危害更為嚴重,貯藏4個月的馬鈴薯塊莖受害率可達100%,完全失去食用價值[9-10]。馬鈴薯塊莖蛾幼蟲一旦孵化便鉆蛀到寄主內部為害,施用農藥也只能在卵期發揮作用,但由于有卵殼的保護,效果并不理想,并且使用化學藥劑不僅增加成本、造成環境污染和農藥殘留,還大大加劇了該害蟲的抗藥性[11]。控制馬鈴薯塊莖蛾的關鍵在于調控其產卵行為,最大限度地降低該蟲的危害。大量研究表明:非寄主植物揮發物對害蟲產卵具有較好的驅避效果,作者前期研究也顯示:非寄主植物—滇楊(Populusyunnanensis) 葉片提取物和枝把揮發物均對馬鈴薯塊莖蛾的產卵有較強的驅避效果[12-13]。作者在中國科學院昆明植物所用GC-MC對其揮發物成分進行了鑒定，共鑒定出包括丁香酚、苯甲酸、苯乙醇、2-羥基苯甲醛、β-紫羅蘭酮、水楊酸甲酯和苯甲醛在內的22種揮發性組分(待發表)。由于滇楊揮發物對馬鈴薯塊莖蛾的產卵驅避效果是多種化合物的共同作用，這些揮發物中哪些成分具有產卵驅避活性仍不明確，為此，我們選擇萎蔫滇楊揮發物中上述8種單一成分相應的化學純品，在室內測定了其對馬鈴薯塊莖蛾產卵行為的影響，以期篩選出馬鈴薯塊莖蛾的產卵驅避劑。

1　材料與方法

1.1供試昆蟲

馬鈴薯塊莖蛾幼蟲采自云南省德宏州,用馬鈴薯塊莖飼養。成蟲羽化后飼喂10%蜂蜜水,飼養5代后用于試驗[14]。室內飼養條件為:溫度(24±2)℃,光照L∥D=14 h∥10 h,相對濕度為50%～70%。

1.2供試藥品及其供試溶液的制備

標準藥品的名稱、純度及來源詳見表1。藥劑用少量無水乙醇助溶后分別用蒸餾水配制成0.75、 1.5、3、 6、 12 mg/L的溶液待用。分別以含等量無水乙醇的水溶液作為對照。

表1　標準樣品的名稱、純度及來源Table 1　Names, purity and sources of standard chemical samples

1.3滇楊揮發物成分對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

將3個干凈的馬鈴薯塊莖放到事先配制好的待測溶液中浸10 s作為處理,另外將3個大小和芽眼數與處理塊莖相似的干凈塊莖放到對照溶液中浸10 s作為對照。待薯塊晾干后(約0.5 h),將處理與對照以盆底中軸對稱放置于圓形塑料盆(d=45.0 cm,h=15.0 cm)的邊緣,以40目尼龍紗布封口。往盆中接入當日羽化的成蟲20頭(雌∶雄=1∶1),以10%蜂蜜水為其提供營養,4次重復。3 d后分別統計處理和對照上的落卵量,并計算產卵驅避率。

利用上述方法,在室內飼養條件下,分別測定不同濃度(0.75～12 mg/L)的丁香酚、苯甲酸、苯甲醇、苯乙醇、2-羥基苯甲醛、β-紫羅蘭酮、水楊酸甲酯、苯甲醛溶液對馬鈴薯塊莖蛾雌蛾產卵選擇的影響。

1.4數據處理

產卵驅避率(%)=(對照落卵量-處理落卵量)/(對照落卵量+處理落卵量)×100;

采用χ2檢驗(SPSS 16.0)分析處理落卵量與對照落卵量間的差異顯著性(P<0.05)。并采用鄧肯氏新復極差法比較同種藥劑不同濃度的產卵驅避率間的顯著差異性(P<0.05)。

2　結果與分析

2.1丁香酚對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

由圖1a可知,丁香酚處理塊莖后,在0.75～1.5 mg/L范圍內,處理塊莖與對照塊莖上的落卵量間沒有顯著差異。在3～12 mg/L范圍內,對照塊莖上的落卵量均極顯著高于處理上的落卵量。由表2可知,在3～12 mg/L范圍內隨著濃度的升高,產卵驅避效果逐漸增強,12 mg/L的產卵驅避率為62.1%,顯著高于其他濃度的產卵驅避率。

2.2苯甲酸對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

由圖1b可知,苯甲酸處理塊莖后,濃度為0.75 mg/L處理的塊莖與對照上的落卵量不存在顯著差異。在1.5～12 mg/L范圍內,對照塊莖上的落卵量均極顯著高于處理上的落卵量。表2結果表明,1.5～12 mg/L的苯甲酸對馬鈴薯塊莖蛾產卵驅避效果不存在顯著差異。

圖1　滇楊揮發物成分對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇性的影響Fig.1　Effects of different volatiles from Populus yunnanensis on oviposition preference of Phthorimaea operculella

2.3苯甲醇對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

由圖1c可知,苯甲醇處理塊莖后,在0.75～3 mg/L范圍內,處理塊莖上的落卵量均顯著高于對照上的落卵量。在濃度為6 mg/L時,處理與對照的落卵量間無顯著差異。在濃度為12 mg/L時,對照塊莖上的落卵量極顯著高于處理上的落卵量。表2結果表明,12 mg/L的苯甲醇對該蟲的產卵驅避率為12.1%。

2.4苯乙醇對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

由圖1d可知,苯乙醇處理塊莖后,在0.75～1.5 mg/L范圍內,處理塊莖上的落卵量均極顯著高于對照上的落卵量。在3～6 mg/L范圍內,處理塊莖上的落卵量顯著高于對照上的落卵量,0.75～6 mg/L的苯乙醇對馬鈴薯塊莖蛾產卵有引誘效果。在濃度為12 mg/L時,對照塊莖上的落卵量極顯著高于處理上的落卵量。由表2可知,該濃度下產卵驅避率為20.2%。

2.52-羥基苯甲醛對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

由圖1e可知,2-羥基苯甲醛處理塊莖后,在0.75～1.5 mg/L范圍內,處理塊莖上的落卵量均極顯著高于對照上的落卵量,對馬鈴薯塊莖蛾產卵有引誘效果。濃度為3 mg/L時處理與對照上的落卵量不存在顯著差異。在6～12 mg/L范圍內,對照塊莖上的落卵量均極顯著高于處理上的落卵量,有產卵驅避效果。表2結果顯示,濃度為6 mg/L和12 mg/L時的產卵驅避率分別為44.1%和33.2%,兩者的產卵驅避率間不存在顯著差異。

表2　滇楊揮發物成分對馬鈴薯塊莖蛾產卵的驅避效果1)Table 2　Oviposition-repelling effects of volatiles from Populus yunnanensis against Phthorimaea operculella

1) 表中數據為平均值±標準誤,同一行不同英文字母表示在0.05水平上差異顯著。

Data in the table are means±SE; data in the same row followed by different lowercase letters are significantly different at 0.05 level.

2.6β-紫羅蘭酮對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

由圖1f可知,β-紫羅蘭酮處理塊莖后,濃度為0.75 mg/L時處理塊莖上與對照塊莖上的落卵量不存在顯著差異。在1.5～12 mg/L范圍內,對照塊莖上的落卵量均極顯著高于處理上的落卵量,表明1.5～12 mg/L的β-紫羅蘭酮對馬鈴薯塊莖蛾產卵有驅避效果。表2結果顯示,1.5 mg/L的產卵驅避率為30.9%,顯著高于6 mg/L的產卵驅避效果。

2.7水楊酸甲酯對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

由圖1 g可知,水楊酸甲酯處理塊莖后,在濃度為0.75～3 mg/L的范圍內,處理塊莖上與對照塊莖上的落卵量不存在顯著差異。在6～12 mg/L的范圍內,處理塊莖上的落卵量均極顯著高于對照塊莖上的落卵量,有產卵引誘作用。表2結果表明,在6～12 mg/L的范圍內隨著濃度的升高,產卵促進效果顯著增強。

2.8苯甲醛對馬鈴薯塊莖蛾產卵選擇的影響

由圖1h可知,苯甲醛處理塊莖后,在濃度為0.75 mg/L時,處理塊莖上的落卵量極顯著高于對照上的落卵量,表明0.75 mg/L 的苯甲醛對馬鈴薯塊莖蛾產卵有促進效果。在1.5 mg/L 濃度時處理與對照上的落卵量間不存在顯著差異。在3～12 mg/L 的濃度范圍內,對照塊莖上的落卵量均極顯著高于處理上的落卵量。表2結果顯示,在3～12 mg/L 的濃度范圍內,隨著濃度的升高,產卵驅避效果逐漸增強。

3　結論與討論

本文中除了水楊酸甲酯外,其他7種揮發物在不同濃度范圍內均有顯著的產卵驅避效果,說明這7種揮發物都含有產卵驅避活性成分。植物揮發物直接處理寄主植物導致昆蟲在寄主植物上落卵量減少,并不一定是該物質對昆蟲有驅避作用,有可能是經非寄主植物揮發物處理后，寄主植物揮發性化合物的組成與含量發生了改變,被成蟲探知,暗示植物營養成分可能發生改變,或將有防御物質產生, 導致成蟲取消在該植物上產卵的決定[15]。揮發物對昆蟲行為的影響是多種成分的協同作用,并且與產卵引誘劑混配后有增效作用[16]。本文中鑒定出的有產卵驅避作用的成分兩兩混配后能否顯著提高驅避產卵的效果有待進一步鑒定。前期的研究顯示:印楝素和高濃度的庚醛對馬鈴薯塊莖蛾有顯著的驅避效果[17]。本文中鑒定出的驅避活性成分分別和印楝素和庚醛混配后能否增效仍需進一步研究。

將具有引誘和驅避效果的成分組成拒-引(push-pull)組合能顯著提高引誘效果,在農業生產上已有較為理想的成效[17],并且在馬鈴薯塊莖蛾的防治上也篩選出了增效的印楝素和桉葉油醇的拒-引組合[18]。前期研究已經從寄主植物中篩選出了10種對馬鈴薯塊莖蛾有顯著引誘產卵的活性成分,將具有較好效果的產卵引誘成分和本文篩選出的產卵驅避成分組成拒-引組合能否顯著增效仍需進一步研究,以期篩選出增效組合用于該害蟲的防治。

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(責任編輯：楊明麗)

Effects of volatiles fromPopulusyunnanensison oviposition preference of potato tuber moth,Phthorimaeaoperculella

Ma Yanfen1,2,Zhang Xiaomei1,Xu Yong3,Xiao Chun2

(1. Department of Life Sciences, Dehong Teachers College, Mangshi678400, China; 2. College of Plant Protection, Yunnan Agricultural University, Kunming650201, China; 3. Department of Seed Management of Dehong City, Mangshi678400, China)

In order to screen the oviposition repellent from non-host plant volatiles ofPopulusyunnanensisforPhthorimaeaoperculella, the effects of eight non-host plant volatiles (eugenol, benzoic acid, benzyl alcohol, phenylethyl alcohol, 2-hydroxy-benzaldehyde,β-ionone, methyl salicylate and benzaldehyde) at the concentrations from 0.75 mg/L to 12 mg/L on the oviposition choices ofP.operculellawere tested in the laboratory. The results showed that methyl salicylate at the concentrations from 6 mg/L to 12 mg/L had an extremely significant attractive effect on oviposition. Eugenol at the concentrations from 3 mg/L to 12 mg/L extremely repelled oviposition,and the oviposition-repelling percentage at the concentration of 12 mg/L was 62.1%. Benzoic acid at the concentrations from 1.5 mg/L to 12 mg/L exhibited extremely repellent activity on oviposition, but their oviposition-repelling percentage had no significant difference. The oviposition-repelling percentage of benzyl alcohol and phenylethyl alcohol at the concentration of 12 mg/L were 12.1% and 20.2%, respectively. The oviposition-repelling percentage of 2-hydroxy-benzaldehyde at the concentrations of 6 mg/L and 12 mg/L were 44.1% and 33.2%, respectively.β-ionone at the concentration of 1.5 mg/L resulted in a repellent effect of 30.9% on oviposition. Benzaldehyde at the concentration of 12 mg/L had a significant repellent effect, and its oviposition-repelling percentage was 38.5%. Seven of the eight tested volatiles showed repellent activity to the oviposition ofP.operculellaat different concentration ranges.

Phthorimaeaoperculella;Populusyunnanensis;volatile;oviposition preference

2015-01-04

2015-04-11

云南省教育廳科學研究基金(2011Y469)； 德宏師范高等專科學校優秀中青年教師學術帶頭人資助項目

E-mail:mayanfen2005@126.com

S 435.42

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.02.017