紅緣天牛對四合木揮發物的EAG及嗅覺行為反應

陳易彤 劉強 陳燕萍 朱耿平

摘 要 紅緣天牛為四合木的重要蛀干害蟲，選取四合木的14種揮發成分，以單一組分對紅緣天牛成蟲進行觸角電位法（EAG）和嗅覺行為測定。結果表明：紅緣天牛對十二醛、水楊酸甲酯、愈創木酚、乙酸乙酯、癸醛5種單一化合物的EAG相對反應值在濃度為1%時最大;對正己醛、庚醛2種單一化合物的EAG相對反應值在濃度為0.1%時最大;對正辛醛、肉桂酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、L-薄荷醇、左旋樟腦、十四胺7種單一化合物的EAG相對反應值在濃度為0.01%時最大

關鍵詞：紅緣天牛;四合木;EAG;行為反應

中圖分類號：S763.38 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.17.058

紅緣天牛（Asias halodendri）是一種重要的蛀干害蟲，為害四合木、沙棘、沙棗、葡萄、枸杞等瀕危植物及經濟作物[1-2]。其幼蟲蛀食粗枝皮層及木質部，成蟲為害植株花蕾、花朵、葉片等，嚴重時可導致植株完全死去。近些年發現，紅緣天牛已成為為害四合木的主要蛀干害蟲，根據李升等[3]報道，紅緣天牛對四合木已造成嚴重的為害，可能是造成四合木近期滅絕的主要威脅。

四合木（Tetraena mongolica）是蒺藜科（Zygophyllaceae）中單種屬植物[4]，為我國特有的國家二級保護植物[5]，被譽為“植物大熊貓”[6]，其分布范圍十分狹窄，集中分布在內蒙古鄂爾多斯西北部，該地區同時集中分布著許多第三紀孑遺植物，被稱為古老殘遺植的避難所[7]。

利用四合木揮發物的GC-MS分析（另文發表）結果，選取其中14種化合物，以單一組分制劑，對紅緣天牛進行了電生理和行為反應的研究，為紅緣天牛引誘活性物質的篩選奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試劑

試驗所用的14種化合物如表1所示。14種化合物分別以液態石蠟為溶劑分別配成5.0%、2.5%、1.0%、0.1%、0.01%、0.005%、0.001%和0.0005%的8個濃度梯度的單一組分制劑。

1.2 試驗儀器

觸角電位儀為德國SYNTECH公司生產，包括微動操作臺（SYNTECHMP-15）、刺激控制器（SYNTECHCS-55）、數據采集系統（SYNTECH IDAC-232）。觸角電位的操作測定方法參照文獻[8]，連續氣體流量為300 mL·min-1，刺激氣流流量為20 mL·min-1，刺激時間為30 s。

1.3 試驗方法

取紅緣天牛觸角，用刀片將其基部切下，然后切除觸角基部和頂端各一節，用導電膠橫搭在電極上。將潔凈的濾紙剪成3.0 cm、寬0.5 cm的紙條，折成“Z”形，上滴0.5 mL的供試配方溶液，用潔凈的鑷子將其放入氣味混合管，將氣體送入吹氣口，用來刺激觸角。

試驗中用液體石蠟作為對照。EAG相對反應值的計算參照趙新成等[9]、李琳等[10]的試驗，公式如下：

式中：V為EAG的相對值;R為刺激物的EAG反應值;C1為刺激物前一個對照的EAG反應值，C2為刺激物后一個對照的反應值。每只紅緣天牛取一只觸角進行測試，每個樣品使用3個不同觸角測試，每個觸角對同一化合物測定3次。

Y型選擇器由大氣采樣儀（QC-1S型）、分流裝置和Y型玻璃管構成。Y型管測試臂長20 cm，選擇臂長20 cm，并在選擇臂末尾距端口處2 cm的地方垂直伸出一半徑1 cm的小管，以供放置試驗所用的濾紙條，兩臂夾角90°，氣流速度設置為1.5 L·min-1。試驗過程中，將供試天牛分為10只1組，每組試驗重復3次。每只紅緣天牛觀察3～5 min，以天牛到達選擇臂末端或在選擇臂中停留20 s以上視為選擇，否則視為非選擇。每做5只調換選擇臂和對照臂位置（即翻轉Y型選擇器），后繼續試驗，以減少前一種供試試劑殘留氣味引起的干擾。

2 結果與分析

2.1 單一組分EAG反應

紅緣天牛對不同濃度的14種單一組分化合物的EAG反應，隨著化合物濃度的增加，EAG相對值在達到某一峰值后逐漸下降。14種化合物的EAG峰值的濃度集中在1%，0.1%，0.01%三個濃度，而且在0.1%濃度達到峰值的化合物有7種，占試驗用化合物總數的50%。14種化合物的EAG峰值及其化合物濃度見表2。

以上EAG相對值大于1.5的化合物均與對照存在顯著性差異（P<0.05）其中，0.1%的癸醛與對照為極顯著差異（P<0.01）。

2.2 單一組分的嗅覺行為反應

紅緣天牛對14種單一組分化合物不同濃度的相對選擇率如圖1所示。其對水楊酸甲酯、愈創木酚、癸醛、L-薄荷醇和左旋樟腦5種化合物在8種不同濃度下均表現為避性;5種化合物的避率峰值及其化合物濃度依次為：水楊酸甲酯66.7%（1%）;癸醛63.3%（1%）;L-薄荷醇63.3%（5%）;左旋樟腦63.3%（0.1%）;愈創木酚60%（1%，0.1%）[11] 。

其余9種化合物對紅緣天牛均表現出不同程度的引誘活性，正辛醛的引誘效果最好，隨著濃度的遞減，相對選擇率逐漸增高，在達到某一峰值后逐漸降低，即濃度為0.01%時相對選擇率最高，為53.3%。但有的化合物在某一濃度區間為引誘作用，其他濃度區間則為趨避作用，如十二醛在濃度1%～0.000 5%范圍內表現為引誘作用，5%與2.5%濃度表現為趨避作用;肉桂酸乙酯只有在濃度為0.005%時對紅緣天牛有吸引作用，相對選擇率為13.3%，其余濃度均表現為趨避作用;乙酸乙酯除在濃度5%時表現為趨避作用，其他濃度均表現為引誘作用;十四胺在5%與0.01%兩個濃度下表現為趨避作用，其他濃度均表現為引誘作用;乙酸異丁酯在5%、0.1%、0.005%等3個濃度下表現為趨避作用，其他濃度均表現為引誘作用;乙酸丁酯在濃度為0.001%和0.000 5%時的相對選擇率分別為13.3%和6.7%，其余濃度均表現為趨避作用;庚醛隨濃度的遞減，相對選擇率呈倒“V”型，在濃度為0.1%時達到峰值，為33.3%;正己醛在濃度5%～0.005%范圍內，相對選擇率由低到高遞增，0.01%時達到峰值13.3%后轉而下降。

從差異性分析的結果來看，紅緣天牛對單一組分的14種化合物的嗅覺行為反應中，X2（X20.05（1）≥3.84為差異具有統計學意義，X20.01（1）≥6.63為選擇差異具有高度統計學意義）[12]值最大為7.5（0.01%正辛醛），最小值為0.03，表明正辛醛對紅緣天牛具有極顯著引誘活性。

3 討論與結論

利用植物信息化合物來預測預報害蟲的發生，可能比僅用性信息素得到的數據更能反映昆蟲的種群動態[13]。國內外有許多利用植物源揮發物防治蟲害的成功案例[14]。

紅緣天牛對單一化合物的EAG反應中對癸醛和正辛醛等醛類的各濃度反應值較大，而在雙條杉天牛對醛類化合物的觸角電位反應試驗中，醛類的值都不高[15]，而棉鈴蟲雌蛾對苯乙醛有顯著的生理活性[16]。與EAG反應強度相對應，在行為反應中，紅緣天牛對癸醛的8個濃度均產生了顯著的趨避性，正辛醛則表現為顯著的趨向性。單一組分的試驗也說明了低濃度的化合物溶液對紅緣天牛有較強的吸引性，集中在1%、0.1%、0.01%三個濃度，且0.1%的濃度更為突出。

參考文獻：

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（責任編輯：趙中正）