葡萄和國槐植物揮發物混合配方對紅緣天牛的引誘活性

高原 劉強 侯雯雯

摘 要：為探究紅緣天牛寄主植物揮發物配方對其引誘活性，以篩選出更有效的配方來防治紅緣天牛并保護其寄主植物，該實驗從葡萄和國槐2種寄主植物揮發物中篩選幾種化合物并混合，得到16種配方。將這16種配方對紅緣天牛進行EAG測試、嗅覺行為測試和野外誘集實驗。結果顯示：G5號配方引誘效果最好，雌雄EAG值均達到顯著水平，相對選擇率：雌性達73.33，雄性達46.47，相對誘捕率達19.05；其次為G4和G2號配方；向原有配方加入反-2-己烯醛后，配方引誘效果增強。從以上結果可以看出：G5配方可以作為下一步開發紅緣天牛引誘劑的配方；反-2-己烯醛可以作為紅緣天牛引誘劑配方的重要成分做進一步研究。

關鍵詞：植物揮發物；葡萄；國槐；引誘活性

中圖分類號 S433.5 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）06-0019-05

Abstract：In order to explore lure activity of Asias halodendri host plant volatiles formula，to select more effective recipe to prevention and control of Asias halodendri and protect its host plant，the experiment will be reported from the Vitis vinifera and Sophora japonica plant volatiles best formula with the optimal concentration of mixing ratio，combine 16 kinds of formulas. These 16 kinds of formulas are tested EAG，behavior response and trap to Asias halodendri to choose one of the most effective attractant.The results showed that G5 formula is the best formula，both male and female EAG value reached significant level，the female relative selection rate is 73.33，the male is 46.47，the trap rate is 19.05；Followed by G4 and G2 formula；The original formula after adding E-2-hexene aldehyde，luring effect is enhanced. As can be seen from the above results，G5 formula can be used as the next step development Asias halodendri attractants formula；E-2-hexene aldehyde can be used as Asias halodendri attractants formula of important components to do further research.

Key words：Plant volatiles；Vitis vinifera； Sophora japonica；Attractive activity

紅緣天牛（Asias halodendri）屬鞘翅目（Coleoptera）天牛科（Cerambycidae），主要危害我國特有的孑遺植物四合木，以及眾多經濟作物如：沙棘、棗樹、蘋果、刺槐、枸杞、沙棗等20多種[1，12]。該蟲在寄主植物上大量發生，局部危害嚴重，有的地方一棵樹上多達100多頭，蟲口密度非常大，對各地經濟作物危害十分嚴重[2，14]。該天牛主要以幼蟲蛀食樹木枝條，嚴重時常把木質部蛀空，殘留樹皮，橫向切斷樹木營養的輸送通道，輕者出現樹勢減弱、枝干風折，嚴重時造成整株死亡[3]。針對紅緣天牛的防治方法有很多，近年來對紅緣天牛寄主植物揮發物引誘劑的研究成為熱點[4-7]。利用植物揮發物制成的引誘劑來監測防控，由于具有靈敏性高、專一性強，避免產生“3R”問題等優點，目前已成為國內外控制有害昆蟲的主要趨勢[6]。

本課題組近年來對紅緣天牛的寄主揮發物成分和性信息素及其引誘活性開展了一系列研究[1-5，7-11]。本實驗從已報道的對紅緣天牛有引誘活性的化合物中，篩選出引誘活性明顯的1-二十二烯[10]與寄主植物國槐[11]和葡萄[7]的單一植物揮發物組合配方，以最佳引誘活性進行混合，組成新的混合配方。對紅緣天牛進行了EAG、嗅覺行為以及野外誘集研究，試圖了解2種單一植物揮發物最佳引誘活性配方與單一植物揮發物相比效果如何，以期找到對紅緣天牛引誘活性更好的配方。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器 紅緣天牛成蟲均為2017年5月從西鄂爾多斯國家級自然保護區四合木核心區采集。將雌雄分開，每10頭放入開窗處理過的塑料瓶中，置于室內，用新鮮四合木枝條喂養，確保天牛處于健康狀態備用。實驗用的10種化合物分選自于文獻中對紅緣天牛引誘效果好的化合物[9-10]和配方[7，11]。重組后的配方成分及濃度如表1所示（化合物比例均為1∶1，稀釋溶劑為石蠟）。其中1-戊烯-3-醇、亞油酸甲酯、乙酸乙酯、反-2-己烯醛和葉醇為葡萄揮發物，己醛、沉香醇、1-庚烯和正辛烷為國槐揮發物，而1-二十二烯為一種可能的紅緣天牛雄性性信息素。16種組合配方按成分不同分為G、S和GS3組。所用化合物均購買自北京百靈威科技公司。

所用儀器包括：觸角電位儀由荷蘭SYNTECH公司生產，包括微動操作臺（SYNTECHMP-15）、氣味刺激控制器（SYNTECH CS-55）、數據采集系統（SYNTECH IDAC-232）、觸角電位記錄顯示輸出裝置；嗅覺行為實驗裝置由90°的Y型玻璃管（適應臂長25cm，測試臂長20cm，內徑2.5cm）、橡皮管分流裝置、計流器、大氣采樣儀（QC-IS 型）和活性炭管按順序用膠皮管連接而成。

1.2 實驗方法

1.2.1 觸角電位測定（EAG） 參照文獻[7]，設定連續氣體流量大小為300mL/min，并以氣流流量為20mL/min的氣流進行刺激，作用時間設為30s。取觸角時，將觸角從基部切下，切除觸角基部和頂端各1節，取第4～9鞭節觸角，用導電膠搭在電極上。將配制好的溶液10μL均勻滴在折好的呈‘M形4cm×0.5cm的濾紙條上，放入材料管內，氣味混合管與觸角相距1cm，待基線平穩后給予刺激。實驗以液體石蠟（99%）為空白對照。每更換一種配方要徹底清洗一次材料管。EAG相對值依照公式V=2R/C1+C2（V為EAG的相對反應值；R為配方的EAG反應值；C1、C2分別為該配方刺激前后石蠟空白對照的EAG反應值）計算。每只天牛只取1只觸角進行測試，每個樣品重復3次，取平均值。

1.2.2 行為反應的研究 Y型玻璃管兩臂夾角90°，兩臂長20cm，將進氣氣流速度設置為1.5L/min；進入Y型玻璃管中的空氣需先經活性炭進行過濾凈化，以保證進入的氣體潔凈，供試雌雄天牛各30只，10只為一組，共重復3次，為了避免采光不均等條件的影響，每做完1次重復應調換選擇臂和對照臂的位置，每做完一種配方應停留5min，以減少殘留氣味的干擾。天牛在選擇臂內停留時間超過30s，記為選擇，否則均視為非選擇。

選擇率（%）=[bb+c]×100；

相對選擇率（%）=[b-cb+c]×100；

卡方值，據[χ2=（b-c-1）2b+c]檢驗顯著性差異。（其中b為選擇臂天牛的數量，c為對照臂天牛的數量）若[x20.05（1）]≥3.84，則差異顯著；若[x20.01（1）]≥6.63，則差異極顯著；反之，則沒有顯著性差異。

1.2.3 野外誘集 誘捕器為常規550mL無色透明的礦泉水水瓶自制。具體制作方法如下：去掉標簽后于瓶口以下3cm處對稱剪出4個邊長1cm正方形小口，做開窗處理，將剪開的部分向上翻折，既能防止雨水進入，同時可以保證空氣的流通及天牛的進入。每個誘捕器內注入100～150mL的自來水，并放入誘芯，作為引誘劑誘捕器。每組引誘劑設10個誘捕器，由于紅緣天牛在實驗地的蟲口密度較大，各誘捕器間隔15m。每組誘捕器平行分布，組距也為15m。懸掛高度設為0.4～0.6m。誘捕器掛出后每2d檢查一次誘集情況，記錄每個誘捕器所誘到的天牛數量，同時每次記錄完，都將誘捕器內的死蟲撈出，以免影響下一次統計。

1.3 數據分析 用SPSS 19.0進行數據分析。包括單因素方差分析、獨立樣本T檢驗、卡方檢驗和相關性分析等。

2 結果與分析

2.1 紅緣天牛對16種配方的電生理反應 紅緣天牛對G組組合配方的電生理反應如圖1所示。由圖1可知，雄性天牛對G2號配方EAG 值最高（1.093），其次為G5號配方（1.078）；雌性天牛對G4號配方的EAG值最高（1.141），其次為G4號配方（1.140）。

紅緣天牛對以S組組合配方的電生理反應如圖2所示。由圖2可知，雄性天牛對S5號配方EAG值最高（1.120），其次為S2號配方（1.029）；雌性天牛對S3號配方的EAG值最高（1.125），其次為S1號配方（1.106）。

紅緣天牛對以GS組組合配方的電生理反應如圖3所示。由圖3可知，雄性天牛對GS3號配方的EAG值為最高（1.222），GS2號配方次之（1.157）；雌性天牛對GS5號配方的EAG值最高（1.125），其次為GS3號配方（1.105）。

以上3組EAG值的雌雄差異分別經過獨立樣本T檢驗分析，只有G組P<0.05，差異達到顯著水平，為雌性高于雄性。若將16組配方（包括S和G）整體的雌雄差異經過獨立樣本T檢驗分析，則雌雄差異達到顯著，為雌性高于雄性。

另外，為從16種配方中篩選出最優配方，將16種配方的EAG值與石蠟空白對照（ck♂=0.892，ck♀=1.026）通過Tukey多重比較后發現，雄性紅緣天牛對16種配方的EAG值均有顯著差異，其中最高為GS3號配方（1.222），其次為GS2（1.157）；雌性天牛除對S2、S4、S5、GS、GS1和GS2外，對其他10種配方的EAG值均達到顯著性差異，其中G4最高（1.141），其次為G5（1.140）。

2.2 紅緣天牛對16種組合配方的嗅覺行為反應 紅緣天牛對G組組合配方的相對選擇率如圖4所示。由圖4可知，除雄性天牛對G1趨避以外，雌雄天牛對其余5種配方均表現為趨向，其中G2、G4和G5配方雌雄天牛相對選擇率均達到顯著水平。另外雌性天牛對G5配方相對選擇率最大，達到73.33%，其次為G4配方，達到60.00%；雄性天牛對G5相對選擇率最大，為46.67%，其次為G2和G4配方，達到40%。

紅緣天牛對以S組組合配方相對選擇率如圖5所示。由圖5可知，除對S1為雄性趨避、雌性趨向以外，雌雄紅緣天牛對其余四種配方嗅覺趨向性均一致；雌雄天牛對S3配方的相對選擇率均體現為趨避，S2、S4和S5則均為趨向。但其中只有雄性對S4，雌性對S1和S5號配方的相對選擇率達到顯著水平，相對誘捕率均為40%。

紅緣天牛對以GS組組合配方的相對選擇率如圖6所示。由圖6可知，雌雄天牛對這6種配方均有趨向性。其中雌雄天牛對GS1配方的相對選擇率均達到顯著水平；另外，雌性天牛對GS2、GS4和GS5配方相對選擇率也達到顯著水平。其中雌性對GS1的相對選擇率最高（66.67%），其次為GS2的相對選擇率（46.67%）；雄性對GS1相對選擇率最大，達到（40.00%）。

將16種配方與石蠟空白對照進行Tukey多重比較發現，雄性對G2、G4、G5、S4、GS1號配方的相對選擇率顯著高于空白對照，雌性則分別對3組配方的1、2、4、5號相對選擇率顯著高于空白對照。

總體上將16種配方的相對選擇率通過獨立樣本T檢驗分析發現，雌雄天牛在嗅覺行為實驗中沒有顯著差異。但若僅對加入了1-二十二烯的配方進行分析，則雌雄差異達到了顯著，且雌性大于雄性。

2.3 野外誘集結果 在野外誘集的12d內，天牛誘集主要集中在前8d，第8天后可能是由于雨水天氣降溫使得天牛活動減少[15]，或誘芯已揮發完，使降低誘捕量降低。16種配方對紅緣天牛的相對誘捕率如圖7所示（ck為無誘芯空白對照組）。由圖7可知，16種配方中，G5號配方相對誘捕率最大，達到19.05%，并在統計學上達到顯著水平，其次為G2和G4，相對誘捕率為11.9%。S3、G3、GS3和ck對照組沒有誘集到天牛。若按成分分組考慮，G組配方相對誘捕率最高（47.62%），其次為GS組（30.95%），再次為S組（21.43%）。

將雌雄天牛的相對選擇率與相對誘捕率做相關性分析發現，雌雄天牛的相對選擇率與相對誘捕率的相關性達到顯著水平。

3 結論與討論

通過實驗結果可以發現，雄性天牛對16種配方的電生理反應大都比雌性天牛稍強，但相對選擇率卻大多為雌性天牛高于雄性，這可能與雌雄天牛對不同氣味的敏感度和喜好不同有關。尤其是G1、G5、S1、S5、GS1和GS5號配方，成分中均加入了1-二十二烯，雌雄天牛的相對選擇率差異顯著，說明其為紅緣天牛一種雄性性信息素的可能性很大。

從野外誘集效果來看，G5號配方效果最好，并且G組配方整體要比S和GS組配方的誘捕率高，說明葡萄單一植物組合配方對紅緣天牛的引誘效果要比葡萄與國槐混合配方效果要好。

另外，筆者多次在野外實地觀察發現，多只雄性天牛可被同一只雌性天牛吸引，而正在交尾的雌性天牛更傾向于尋找食物，尤其是四合木的花瓣以及花周圍的嫩葉，對背上為交配而爭斗的雄性天牛無明顯的反應。可能是由于交尾后的雌性天牛更傾向于補充營養，以繁殖后代。這對今后開發新的紅緣天牛引誘劑有一定參考意義。

此次試驗中，G5配方引誘效果明顯，可以為開發紅緣天牛引誘劑的配方提供理論依據；凡含有反-2-己烯醛的配方（每組的2、4、5號配方），效果均比不含的配方引誘活性高，說明反-2-己烯醛是一種很好的引誘劑組分，可以作為開發紅緣天牛引誘劑的重要組分做進一步研究。

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（責編：張宏民）