寄主植物揮發(fā)物對梨小食心蟲產卵選擇的影響

相會明，李先偉，曹 敏，馬瑞燕

（山西農業(yè)大學植物保護學院，山西太谷030801）

梨小食心蟲Grapholitha molesta（Busck）屬鱗翅目（Lepidoptera）卷蛾科（Tortricidae），簡稱“梨小”，是一種世界性的蛀果害蟲，嚴重為害核果類和仁果類果樹[1-2]。梨小幼蟲主要為害寄主的嫩梢和果實，嚴重影響果品質量[3]。

自梨小食心蟲性信息素被發(fā)現(xiàn)以來，國內外一直利用其對梨小雄蛾進行監(jiān)測和防治[4-6]。近年來，研究結果表明，通過分析單次飛行長度和總飛行距離，梨小受孕雌蛾顯著高于梨小雄蛾，因此，梨小雌蛾的監(jiān)測比雄蛾更加有效[7-8]。同時梨小食心蟲的為害具有季節(jié)性寄主轉移規(guī)律，春季和夏季主要取食桃梢和桃果，秋季以后主要為害成熟梨果和蘋果[8-10]。在梨小食心蟲寄主轉移過程中，新遷入的受孕雌蛾是主要因素，因此，對梨園和蘋果園中梨小食心蟲的防治關鍵是控制遷入的受孕梨小雌蛾數(shù)量[11-12]。寄主揮發(fā)物對植食性昆蟲的寄主定位和產卵選擇有重要作用[13-14]。國內外學者對不同品種桃梢和桃果揮發(fā)物進行分析，研究結果表明，寄主揮發(fā)物中具有相同成分的揮發(fā)物質，主要是5種醛類化合物，包含苯甲醛、己醛、庚醛、辛醛和壬醛[15]。這5 種醛類化合物可能對梨小雌蛾有引誘作用，并且在其不同寄主間轉移中起著重要的嗅覺作用。

本研究通過在山西農業(yè)大學實驗室的EAG 試驗、風洞試驗和田間試驗，測定5 種醛類化合物對梨小受孕雌蛾的引誘活性，以期為開發(fā)梨小食心蟲雌蛾誘芯及梨小食心蟲新型生物防治策略提供理論基礎。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

本試驗所用蟲源首代采自太谷縣桃園，于山西農業(yè)大學實驗室繼代飼養(yǎng)60 余代。幼蟲期的人工飼料按照文獻[16]的方法制作，在人工氣候箱中飼養(yǎng)，設定條件為溫度（24±1）℃，相對濕度60%±5%，光周期L∶D＝16∶8，光照強度 2 500～3 500 lx。將梨小的蛹按性別隔離羽化，羽化后的成蟲采用蜂蜜水喂養(yǎng)。為提高梨小雌蛾受孕率，將2 日齡的10 只雌蛾與20 只雄蛾放入同一養(yǎng)蟲罐中。試驗前，所有梨小食心蟲均無待試化合物接觸史。

1.2 試劑及儀器

供試化合物有苯甲醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛和正己烷，均為色譜純，購于阿拉丁試劑公司。觸角電位儀由德國syntech 公司提供。

1.3 試驗設計

1.3.1 EAG 試驗 2016 年 7 月 5—15 日，每天18：00—20：00 在山西農業(yè)大學農學院測試中心進行。使用醫(yī)用手術刀將梨小食心蟲完整觸角從基部切下，并切下觸角末端部分。使用Spectra 360 導電膠將觸角一端固定于參比電極，另一端固定于記錄電極。使用移液槍均勻滴加 10 μL 濃度為 0.1 μg/μL的待試化合物溶液于0.5 cm×1.0 cm 的濾紙片上，靜置10 min 后放入刺激管中，刺激管末端與氣流控制系統(tǒng)（CS-55）連接。待基線平穩(wěn)后，給予刺激，每次刺激時間為0.2 s，連續(xù)2 次刺激間隔30 s。測試的未受孕和受孕雌蛾觸角各20 根，每根觸角被5 種化合物隨機順序刺激，再被正己烷刺激（CK）。每一樣品的EAG 觀測值減去CK 的EAG 值為樣品的EAG 修正值。

1.3.2 風洞試驗 2017 年5 月10—25 日在山西農業(yè)大學農學院生物安全實驗室進行。本試驗所用風洞（50 cm×100 cm×200 cm）由加濕器、排風扇、過濾板、操作室（操作區(qū)）及照明等五部分組成。風洞條件設置為：空氣流速0.3 m/s，光照200 lx，溫度（25±2）℃，相對濕度60%±10%。試驗開始前，將受孕雌蟲放置1 h，以適應環(huán)境。使用移液槍將100 μL 待試化合物滴加到棉花球上，置于風洞上風口，距過濾板20 cm、高30 cm 的支架上。交配過的梨小雌蛾置于風洞下風口處釋放臺上，每次釋放10 只，觀察20 min。將梨小受孕雌蛾沿氣流方向“Z”字飛行且距離超過50 cm 的定義為起飛組，飛行至誘源20 cm 范圍內的定義為降落組。5 種醛類化合物及空白對照，共6 個處理，每個處理6 次重復。

1.3.3 田間試驗 2017 年 5 月 30 日至 6 月 30 日試驗在太谷縣東山底村桃園（37°20′N，112°29′E）進行，面積6.67 hm2左右。采用可中間懸掛誘芯、底部帶有黏蟲板的白色三角形誘捕器。鐘型橡膠誘芯懸掛于誘捕器中，距黏蟲板2 cm 左右。將5 種醛類化合物分別溶于正己烷中，配制成質量濃度為0.1 g/mL的溶液。在每個誘芯中添加2 mL 溶液，添加正己烷的誘芯為CK，誘芯每周更換。同時使用梨小食心蟲性誘芯監(jiān)測梨小食心蟲發(fā)生情況。誘捕器固定于陰涼桃樹樹干上，高于地面1.5 m，任意2 個誘捕器間距不小于30 m。在桃園中，每種處理設置6 個重復。所有誘捕器的黏蟲板每周更換1 次，并且?guī)Щ貙嶒炇诣b定梨小食心蟲性別與受孕狀況。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 16.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析與Tukey's HSD 多重檢驗。EAG 數(shù)據(jù)采用獨立樣本t檢驗，檢測差異顯著性（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 梨小食心蟲雌蛾對醛類化合物EAG 反應

由圖1 可知，梨小食心蟲處女雌蛾與受孕雌蛾觸角最高EAG 值均由壬醛引起，它們顯著高于其他4 種醛類化合物引起的反應。梨小處女雌蛾對5 種醛類化合物EAG 反應值大小順序為：壬醛＞苯甲醛＞辛醛＞己醛＞庚醛；受孕雌蛾EAG 反應值大小順序為：壬醛＞辛醛＞己醛＞苯甲醛＞庚醛。經t檢驗，處女雌蛾與受孕雌蛾對壬醛（t＝6.965；df＝38；P＜0.01）EAG 反應差異非常顯著，但對苯甲醛（t＝0.088；df＝38；P＝0.93）反應差異不顯著。

2.2 梨小食心蟲受孕雌蛾對醛類化合物行為反應

由圖2 可知，風洞試驗中，5 種醛類化合物均可以引起受孕梨小食心蟲逆風起飛和降落。梨小受孕雌蛾對壬醛的逆風起飛反應率（38.33%）和降落反應率（31.67%）顯著高于其他4 種醛類化合物。受孕梨小雌蛾對苯甲醛的逆風起飛反應率（16.67%）顯著高于己醛、庚醛和辛醛對應值。說明寄主揮發(fā)物中的壬醛和苯甲醛在梨小雌蛾的遠距離定位過程中起主要作用。

2.3 醛類化合物對梨小食心蟲田間引誘作用

從圖3 可以看出，田間誘蛾生測試驗表明，壬醛誘芯的梨小雌蛾誘捕量（（7.63±1.44）頭/周）顯著高于其他誘芯。梨小雌蛾誘捕量己醛、庚醛和辛醛間沒有顯著差異，苯甲醛（（4.21±1.64）頭/周）對梨小雌蛾誘捕量顯著高于以上3 種醛類化合物。苯甲醛（（10.83±2.62）頭/周）對于梨小雄蛾的誘捕量高于其他4 種醛類化合物，且差異顯著。梨小食心蟲性誘芯的雄蛾誘捕量（（265.50±4.58）頭/周）遠高于醛類誘芯誘捕量。以正己烷為誘芯的對照無法誘到梨小的雄蛾和雌蛾。經體視鏡下解剖觀察發(fā)現(xiàn)，田間試驗所有誘到的梨小雌蛾均為交配過的雌蛾。

3 結論與討論

本研究通過EAG 試驗和風洞試驗表明，相比于其他4 種醛類物質，壬醛可以顯著引起梨小受孕雌蛾的行為反應。同時田間誘蛾試驗發(fā)現(xiàn)，壬醛對于梨小受孕雌蛾的引誘活性高于其他4 種醛類物質。

本研究選用5 種醛類化合物，不僅在梨小食心蟲第一寄主桃梢和桃的揮發(fā)物中存在，而且在梨小的其他寄主中也存在。通過對蘋果和櫻桃果實揮發(fā)物進行提取分析，發(fā)現(xiàn)其揮發(fā)物中均含有苯甲醛、壬醛和庚醛等揮發(fā)物質[17-18]。LU 等[19]對梨果的揮發(fā)物進行頂空吸附，再使用氣質聯(lián)用儀分析表明，壬醛、苯甲醛、辛醛等為3 個品種梨果的共有揮發(fā)物。醛類物質在梨小以及其他鱗翅目昆蟲的寄主定位過程中發(fā)揮著關鍵的作用。楊真等[20]以寄主揮發(fā)物為誘源進行室內與田間生測，結果表明，煙草天蛾對含有苯甲醛的誘芯具有很強趨性。DONG 等[21]研究表明，寄主揮發(fā)物中的壬醛和癸醛對葡萄小卷葉受孕雌蛾有非常高的引誘作用。

以往關于梨小受孕雌蛾的引誘物質主要集中在其寄主的揮發(fā)性混合物，本研究首次揭示了源于寄主的單一揮發(fā)性物質對于梨小的引誘作用。5 種醛類化合物均對梨小雌蛾有引誘作用，壬醛對雌蛾引誘作用最強。同時壬醛也在梨小第二寄主梨中廣泛存在，說明壬醛不僅在寄主識別過程中，而且可能在梨小寄主轉移過程中發(fā)揮重要作用。在5 種醛類化合物中，苯甲醛對雄蛾引誘活性最高。其他鱗翅目害蟲對其寄主揮發(fā)物中的單一物質有較強趨性。通過嗅覺生測表明，苯乙醛對棉鈴蟲的雌雄蛾均產生較強的引誘趨性[22]。自梨酯被發(fā)現(xiàn)對蘋果蠹蛾有較強引誘作用后，在多個國家被注冊并用來蘋果蠹蛾的監(jiān)測與防治[23]。本研究表明，添加壬醛的誘捕器對梨小雌蛾有較強誘捕能力，因此，開展以針對梨小雌蛾為主的誘捕研究可以作為梨小生物防治新方向。由于壬醛具有易氧化和揮發(fā)速率快的特點，需要研究針對壬醛的緩釋技術和抗氧化技術。