棗實蠅對棗果揮發物的選擇行為

梁 萌，阿不都瓦哈·艾再孜，阿地力·沙塔爾＊

(1. 新疆農業大學林學與園藝學院，新疆 烏魯木齊 830052；2. 新疆昌吉州瑪納斯縣平原林場，新疆 瑪納斯 832200)

實蠅類昆蟲主要借助寄主氣味揮發物識別、搜尋并最終確定適宜寄主[1]。基于寄主植物揮發物與實蠅定向行為的內在聯系，利用寄主植物揮發性提取物誘捕實蠅已成為近年來實蠅防治研究的熱點。劉桂清[2]等人利用Y型嗅覺儀測試了性成熟與性未成熟不同生理狀態下桔小實蠅（Bactrocera dorsalis）雌雄成蟲對番石榴果肉及葉主要揮發成分石竹烯的反應，結果表明番石榴葉和果肉對性成熟與性未成熟的兩性成蟲均能產生顯著的引誘效果。2018年杜田華等人利用Y型嗅覺儀測定了柑橘大實蠅雌、雄成蟲對3種不同處理的中國板栗和7種揮發性化合物的選擇行為反應，結果發現中國板栗中的檸檬烯、異丁醛、α-蒎烯、苯乙酸甲酯對柑橘大實蠅有顯著的引誘作用[3]。Mary L等分別研究了桔小實蠅成蟲對不同類型的寄主及寄主果實不同成熟階段的選擇行為反應，發現桔小實蠅雌蟲對成熟的番石榴果實選擇性最強[4]。Waqar Jaleel等利用Y型嗅覺儀測試了桔小實蠅對3種主要揮發性化合物的反應，結果表明：3-carene與 β-caryophyllene和 dα-humulene 3種物質混合，對桔小實蠅有很強的引誘作用[5]。

目前，從寄主中鑒別出的一些揮發物成分已成功應用于地中海實蠅（Ceratitis capitata）、墨西哥實蠅（Anastrapha ludens）和蘋果實蠅（Rhagoletis pomonella）的防治中[6]，但關于紅棗果實中對棗實蠅起引誘作用的主要成分目前尚無報道。棗實蠅（Carpomya vesuvianaCosta）是我國重要的檢疫性害蟲，僅分布于新疆吐魯番地區。國內自2007年在新疆首次發現棗實蠅以來，先后對棗實蠅的形態特征、生物學特性、危害情況、發生規律及控制技術和分子生物學等方面進行了較為深入的研究[7-13]。目前，國內對棗實蠅的監測及防治主要依賴黃色粘蟲板及化學農藥。但黃色粘蟲板專一性不強，效果不夠理想；并由于長期使用化學農藥導致了3R等諸多問題的出現。由于寄主植物揮發物提取的引誘劑具有污染少，持效期長、操作方便等優點而成為實蠅類害蟲監測和防治的關鍵技術之一。因此，研究和開發棗實蠅的引誘劑，探求高效環保的棗實蠅田間監測和防治新技術備受廣泛關注。

本研究在室內以Y型嗅覺儀測試了棗實蠅對6種不同棗果揮發性物質的行為反應，以室內試驗為基礎，在田間懸掛含有不同揮發物的誘捕器引誘棗實蠅，明確了6種揮發性物質對棗實蠅的引誘效果，旨為棗實蠅引誘劑的研發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試昆蟲 供試蟲源：2016年7月在吐魯番市艾丁湖鄉瓊庫勒村（42°53′45″ N、89°3′29″E）棗園中采集有幼蟲的棗果，將有蟲棗果帶回室內置于沙土上，使幼蟲自然脫果入土化蛹。將所獲得的蛹帶回室內，置于溫度28±1 ℃，相對濕度35%±5%，光周期14 L∶10 D條件下飼養。每隔3 ～5 h收集1次羽化的成蟲。按羽化時間進行分籠飼養，喂食20%蜂蜜水+20%酵母膏液（按1∶1），將雌雄成蟲分開飼養。

1.1.2 供試揮發物 根據穆啟運和陳錦屏對3種紅棗揮發性化學物質中的研究結果[14]篩選出含量較多的6種揮發物質作為待測物質。具體信息見表1，分別進行了室內和田間試驗。為方便表示，各物質均用字母代替。

表 1 供試揮發物Table 1 Test volatiles

1.2 試驗儀器

RTOP型智能人工氣候培養箱（浙江托普儀器有限公司）、實蠅類昆蟲成蟲飼養裝置（新型實用專利）[15]、培養皿（Φ=10 cm）、吸蟲器、蜂蜜（黑蜂蜂蜜），酵母膏（北京奧博星生物技術有限公司）、脫脂棉、量筒、無菌水、電子太平、三角型誘捕盒（寶雞市廣仁生物科技有限公司）、普通黃色粘蟲板（寧波紐康生物技術有限公司），Y型嗅覺儀。

1.3 室內試驗

選擇羽化7 d的20頭棗實蠅為1組，一次性全部放入Y型嗅覺儀中，1個區作為處理區，將被待試棗果揮發性物質浸濕的脫脂棉置于誘集瓶內(測試過程中每隔3 h換1次測試物)，剩下的1個區為對照，清水浸濕的脫脂棉置于誘集瓶內，測試臂中空氣流量為0.5 L·min-1。每種物質分為3個濃度梯度，每個梯度每次測試20頭成蟲，重復3次。雌雄蟲分別進行測定。觀察成蟲的反應，每1 h觀察1次，連續觀察12 h。測試過程中，停留在基臂的成蟲視為未發生反應，進入誘集瓶中的成蟲視為選擇性反應。每種揮發物設3種濃度梯度（原液、10%溶液、1%溶液）每個濃度梯度重復3次。固體先用無水乙醇溶解，然后按液體稀釋方法稀釋，（其中10%溶液取1份100 mL的原液加入9份900 mL水；1%溶液取1份10 mL的原液加入9份990 mL水），每次測試之后，均需用75%酒精沖洗嗅覺儀所有管道，并置于烘箱中將其烘干6 h，以避免前后2次測試物質的氣味產生相互影響。測試在室溫28～30 ℃條件下進行，在嗅覺儀上方提供2盞30 W以上的日光燈作為均勻光源。整個試驗雌蟲和雄蟲分開測試。棗實蠅成蟲對各揮發性組分的選擇率和選擇系數以公式（1、2）計算。

1.4 田間試驗

試驗于2016年6月20日—9月在吐魯番市艾丁湖鄉團結4村（棗園面積2.8 hm2）、團結5村(棗園面積5 hm2)、大莊子村(棗園面積1 hm2）等地的棗園中進行，地理位置 42°53′45″ N、89°3′29″ E，海拔高度為-153 m。棗樹樹齡7～10年生，樹高為2～3 m，株行距2 m×6 m，行間間作苜蓿，往年棗實蠅中度至嚴重發生的棗園。

選擇立地條件相似的3塊樣地，裝有各種揮發物的三角型誘捕器按隨機排列的方式懸掛在棗樹背陰面樹冠的枝條上。誘捕器懸掛高度離地面1.5 m，相鄰兩個誘捕器間隔5 m左右。供試揮發物分別為ZG、YS、SS、GM、XS、KS，液體取1 mL，滴在三角型誘捕器中央的干棉花團上，固體稱取1 g放在誘捕器中間，在誘捕器上編號以方便調查和進行相應誘集結果記錄。每塊樣地設6個處理，5個重復，對照誘捕器的棉球滴上清水作為對照（CK），每隔2 d觀察1次，連續觀察8 d，分別記錄誘捕到的雌蟲和雄蟲數量，誘捕率和平均誘捕數量，以公式（3、4）計算。

1.5 數據處理

所采集的數據運用SPSS19軟件進行單因素方差分析（One-way ANOVA），經方差分析顯著后，利用多重比較法進行差異顯著性測定。

2 結果與分析

2.1 棗實蠅雌蟲對不同揮發物的選擇性

試驗結果由表2可知，棗實蠅雌蟲對6種棗果揮發物原液均有一定的選擇性，對棕櫚酸乙酯、肉豆蔻酸和月桂酸乙酯的選擇性較強，選擇率和選擇系數均為30%以上，十四酸乙酯的次之。棗實蠅對6種棗果揮發物原液的選擇率大小順序為棕櫚酸乙酯＞肉豆蔻酸＞月桂酸乙酯＞十四酸乙酯＞亞油酸乙酯＞油酸乙酯，即分別為33.3%、32.5%、30%、28.4%、18.4%、16.7%。結合表2、表3和表4來看，棗實蠅雌蟲對不同濃度梯度的6種棗果揮發物的選擇率和選擇系數，隨濃度的降低，選擇率和選擇系數也呈遞減趨勢。

表 2 棗實蠅雌蟲對不同揮發物原液的行為反應Table 2 The reaction of female Carpomya vesuviana to different original liquid

表 3 棗實蠅雌蟲對不同揮發物10%溶液的行為反應Table 3 The reaction of female Carpomya vesuviana to different 10% liquid

表 4 棗實蠅雌蟲對不同揮發物1%溶液的行為反應Table 4 The reaction of female Carpomya vesuviana to different 1% liquid

對棗實蠅雌成蟲6種不同揮發物的選擇系數和選擇率進行單因素方差分析和多重比較可知，棕櫚酸乙酯與月桂酸乙酯和肉豆蔻酸之間無顯著差異（P＞0.05），但與十四酸乙酯、亞油酸乙酯、油酸乙酯之間有顯著差異（P＜0.05）。棗實蠅雌蟲對棕櫚酸乙酯、肉豆蔻酸和月桂酸乙酯的選擇性較強。從不同稀釋倍數的選擇率和選擇系數來看，原液的選擇率比10%溶液的選擇率大2.5倍以上，同時比1%溶液的選擇率大5倍以上。可見，揮發物濃度與棗實蠅的選擇率和選擇系數之間呈正比，即揮發物濃度越高，棗實蠅雌蟲對其趨性越強。

2.2 棗實蠅雄蟲對不同揮發物選擇性測定

雄蟲（表5）對亞油酸乙酯原液的選擇性較強，選擇率和選擇系數分別到28.3%、26.7%，油酸乙酯原液的選擇性次之。對6種揮發物原液的選擇率由大到小為亞油酸乙酯＞油酸乙酯＞棕櫚酸乙酯＞十四酸乙酯＞肉豆蔻酸＞月桂酸乙酯。選擇率分別為 28.3%、25%、21.6%、16.7%、16.7%和15%。結合表5、表6和表7來看，棗實蠅對不同濃度梯度的6種棗果揮發物的選擇率和選擇系數，隨濃度的遞減，其選擇率和選擇系數也在遞減。

經選擇系數和選擇率進行單因素方差分析和多重比較可知，亞油酸乙酯原液與其他5種揮發物原液之間有顯著差異（P＜0.05）。表明棗實蠅雄蟲對油酸乙酯類物質較雌蟲相對敏感。從6種棗果揮發物的不同濃度梯度來分析，各揮發物原液的選擇率和選擇系數遠遠高于10%溶液和1%溶液，說明揮發物濃度越高，棗實蠅雄蟲對其趨性越強。

2.3 不同揮發物對棗實蠅的田間引誘效果

試驗結果見表8，可知6種不同揮發物以及6種揮發物的混合物對棗實蠅成蟲在田間的引誘效果有一定的差異。通過連續8 d引誘試驗發現，肉豆蔻酸和十四酸乙酯的引誘效果較強，總誘捕數量分別為209頭、208頭，平均誘捕量為13.8頭·張-1。2 d最高誘捕數量為23頭·張-1和18頭·張-1。6種不同棗果揮發物頭2 d對棗實蠅成蟲的誘捕效果從大到小排序為：肉豆蔻酸＞十四酸乙酯＞月桂酸乙酯＞棕櫚酸乙酯＞ 混合＞亞油酸乙酯＞油酸乙酯，分別為18.2 頭·只-1、17.6 頭·只-1、14 頭·只-1、13.2 頭·只-1、12.2 頭·只-1、10 頭·只-1和 9 頭·只-1。

對總平均誘捕蟲數進行單因素方差分析，可知6種不同揮發物對棗實蠅的田間誘捕效果之間有極顯著差異P=106.8＞10.6。進行多重比較發現，肉豆蔻酸和十四酸乙酯之間無顯著差異（P＞0.05），但二者與棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯、揮發物混合物和對照之間有顯著差異（P＞0.05）。從雌蟲誘捕結果來看，田間試驗結果與室內試驗結果相對比較吻合。

表 5 棗實蠅雄蟲對不同揮發物原液的行為反應Table 5 The reaction of male Carpomya vesuviana to different original liquid

表 6 棗實蠅雄蟲對不同揮發物10%溶液的行為反應Table 6 The reaction of male Carpomya vesuviana to different 10% liquid

表 7 棗實蠅雄蟲對不同揮發物1%溶液的行為反應Table 7 The reaction of male Carpomya vesuviana to different 1% liquid

2.4 不同揮發物質對棗實蠅雌、雄成蟲的誘捕效果比較

6種不同揮發物對棗實蠅雌雄蟲的誘捕效果見表9，可以看出不同揮發物對棗實蠅雌雄蟲引誘效果有一定的差異，肉豆蔻酸對棗實蠅雌蟲的引誘效果較強，2 d最多誘捕數量為15頭·只-1，平均誘捕數量為11.4頭·只-1，十四酸乙酯的次之。十四酸乙酯對雄蟲的引誘效果較好，最多誘捕數量為8頭·只-1，平均為7.2頭·只-1。肉豆蔻酸的次之。經方差分析可知，在6種不同棗果揮發物之中，除油酸乙酯和亞油酸乙酯外其他4種揮發物引誘到的雌蟲數量明顯高于雄蟲數量。經單因素方差分析發現，在6種揮發性物質及其混合物中，棗實蠅雌、雄蟲對月桂酸乙酯和十四酸乙酯的選擇性在兩性之間差異顯著，對其他揮發物則無顯著差異。說明就所測試的揮發性物質而言，除月桂酸乙酯和十四酸乙酯外，棗實蠅對其他揮發物的選擇行為在兩性之間沒有差別。

可見，在田間肉豆蔻酸的引誘效果較好，這可能與揮發物的物理形態有關系，6種揮發物當中除了肉豆蔻酸外其他5種揮發物都是液體，吐魯番夏季高溫干旱，7—8月的平均溫度在40 ℃以上，這種極端高溫干旱氣候條件導致液體極易在空氣中揮發，持效期較短，但肉豆蔻酸是固體，揮發速度與液體相比緩慢且穩定，因此對棗實蠅的引誘效果高，且較為穩定。

表 8 不同揮發物對棗實蠅引誘效果Table 8 Attractant effects of different volatiles on the Carpomya vesuviana Costa

表 9 不同揮發物質對棗實蠅雌、雄成蟲的誘捕效果比較Table 9 Comparison of the effects of different volatiles on the female and male adults Carpomya vesuviana Costa

3 討論

昆蟲與寄主植物揮發性物質的關系問題一直是昆蟲研究的熱點問題，以寄主植物揮發物質來引誘昆蟲，影響昆蟲對寄主的取食、產卵、定向行為[16]。

本試驗中所選的6種揮發性物質是駿棗果實中含量最多的幾種成分，在室內利用Y型嗅覺儀測試棗實蠅對棗果中不同揮發性物質的選擇反應，并在此基礎上在野外進行了田間誘殺試驗。室內試驗結果表明，這些揮發物對棗實蠅均具有一定的引誘作用，雌蟲對棕櫚酸乙酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸的選擇率較強，選擇率均為30%以上。室內試驗結果與野外試驗結果相對比較吻合。

引誘物的劑量和引誘時間直接影響引誘率，張淑穎、劉桂清[17-18]報道，在相同條件下，隨著所測果實揮發物劑量的增大，橘小實蠅成蟲對果肉揮發物的反應也隨之增強。從棗實蠅對不同濃度梯度（原液、10%溶液、1%溶液）的6種棗果揮發物的選擇率和選擇系數來看，隨濃度的遞減，其選擇率和選擇系數也在遞減，各揮發物原液的選擇率和選擇系數均高于10%溶液和1%溶液。本研究結果跟張淑穎的結果基本一致。

在田間通過連續8 d監測數據來看，肉豆蔻酸和十四酸乙酯的引誘效果較強，月桂酸乙酯的次之。昆蟲性別不同，在氣味識別器官的構造和數量上也會存在一定差異，從而導致其對不同氣味物質的識別及趨性反應的差異[18]。張淑穎[19]在室內測定了桔小實蠅成蟲對芒果果肉揮發性物質的趨性，結果表明芒果果肉揮發性物質對兩性成蟲均能產生顯著的引誘效果，雌蟲的趨性高于雄蟲。本試驗結果顯示，在6種不同揮發物中除了油酸乙酯和亞油酸乙酯外其他4種揮發物對雌蟲引誘效果比雄蟲強。其中肉豆蔻酸對棗實蠅雌蟲的誘捕效果比雄蟲最好，十四酸乙酯的次之。亞油酸乙酯對雄蟲的引誘效果較好，油酸乙酯次之。

劉桂清研究報道，在室內桔小實蠅性未成熟雌蟲對石竹烯在60 min達到顯著水平，但田間引誘試驗發現，石竹烯對桔小實蠅雌蟲并未產生引誘作用。本試驗室內和田間試驗結果表明，在室內棗實蠅雌蟲對棕櫚酸乙酯的選擇性較強，肉豆蔻酸和月桂酸乙酯次之，雄蟲對油酸乙酯的選擇性較強，亞油酸乙酯的次之，而田間試驗發現，肉豆蔻酸對雌蟲的誘集效果最好，十四酸乙酯和月桂酸乙酯次之。油酸乙酯的和亞油酸乙酯對雄蟲的誘集數量雖然比雌蟲的多，但誘集總數量比肉豆蔻酸的誘集數量低。室內和野外出現差異可能與6種棗果揮發物物理性狀有關。因供試的6種棗果揮發物中，肉豆蔻酸是固體，其余5種揮發物都是液體，固體和液體在揮發性能上的不同而導致引誘效果方面存在差異。此外，野外試驗在棗園中進行，棗園中棗樹的果實本身就含有試驗設計中的6種揮發物成分，因此引誘劑的濃度在本試驗設計的濃度基礎上發生了一定程度的改變，即在野外試驗中，引誘劑的濃度是試驗設計的濃度與棗果本身含有該成分濃度的疊加。因此會出現差異。利用棗果揮發物在生產上監測和防治棗實蠅，不僅能減少棗實蠅的危害，提高水果的產量和質量，還能夠減少化學農藥的使用，減少對天敵的傷害，減輕對環境的污染，符合食品安全發展的趨勢，具有廣闊的市場前景。

4 結論

棗果揮發物中棕櫚酸乙酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸與棗實蠅偏愛選擇密切相關。在田間試驗中：棗實蠅成蟲對肉豆蔻酸的選擇率較強，為研發棗實蠅引誘劑提供了理論依據。