綠盲蝽和中黑盲蝽對2種盲蝽科寄主植物提取物的嗅覺反應

尹海辰，李文靜，許敏，許冬，萬鵬

1.湖北省農業科學院植保土肥研究所/農業農村部華中作物有害生物綜合治理重點實驗室/農作物重大病蟲草害防控湖北省重點實驗室，武漢430064； 2.華中農業大學植物科學技術學院，武漢430070

20世紀90 年代以后，由于轉基因棉花的大規模商業化種植以及廣譜化學農藥在棉田應用劑量的減少，導致綠盲蝽(Apolyguslucorum)、中黑盲蝽(Adelphocorissuturalis)等盲蝽科害蟲種群數量迅速增長。這些害蟲寄主多達200余種，包括許多重要的經濟作物，如棗、桃、櫻桃、蘋果、葡萄、茶樹、棉花、韭菜、向日葵等，對我國的農業生產造成了嚴重影響[1-2]。

目前對盲蝽的防治主要依賴化學農藥[3-4]，但近年來也開展了一些利用食誘劑進行防治的研究。例如李耀發等[5]分析了寄主植物花器揮發性物質對綠盲蝽成蟲的引誘作用，研究表明松油烯對綠盲蝽雌成蟲表現出了較好的引誘作用，其1 000倍稀釋液對綠盲蝽雌成蟲的引誘率達70.59%；Pan等[6-7]在黃花蒿、艾葉、大麻等18種植物花期揮發物中鑒定出順-甲酸-3-己烯酯、間二甲苯、3-乙基苯甲醛和丙烯酸正丁酯等 7 種化合物可引起綠盲蝽觸角電位反應，Y 型管試驗和田間試驗結果表明間二甲苯、丙烯酸丁酯、丙酸丁酯和丁酸丁酯等化合物對綠盲蝽成蟲能表現出較強的吸引力，且在該蟲轉移為害過程中起到了重要作用。

與傳統農藥相比，利用昆蟲寄主識別機制制備的引誘劑具有毒性低、環境友好等特點，在當前我國農業由粗放型轉向集約型的條件下具有廣闊的應用空間。本研究選擇了2種盲蝽科昆蟲寄主植物——韭菜和向日葵種子的乙醇提取物，比較了綠盲蝽對2種提取物和棉花葉片的選擇反應，并篩選了1種具有顯著協同增效作用的復配制劑，以期找到一種潛在的棉田盲蝽食誘劑，為開發更加高效安全的害蟲防治技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗儀器

Y型嗅覺儀見圖1，采購自上海豫明儀器有限公司，型號為YMM3-150型，嗅覺儀嗅覺反應室內臂長12 cm，高度2 cm，由最窄處寬度3 cm向最寬處寬度9 cm平滑過渡無夾角。

上部為嗅覺儀嗅覺反應室俯視圖，下部為嗅覺儀連接示意圖The upper part is the top view of olfactory reaction chamber of olfactometer,the lower part is the connection diagram of olfactometer.圖1 YMM3-150型嗅覺儀連接示意圖Fig.1 Diagram of YMM 3-150 Olfactometer

1.2 韭菜籽、葵花籽提取物的制備

將風干的韭菜籽、葵花籽(購自湖北中醫藥大學)用粉碎機磨制成干粉，將粉末分別置于無水乙醇中室溫浸泡15 d后用布氏漏斗過濾。用旋轉蒸發儀45 ℃左右水浴蒸干溶劑，獲得粗提物，并保存于冰箱中備用。

1.3 韭菜籽、葵花籽提取物和棉花葉片三向競爭試驗

挑取在實驗室內(26±1) ℃、光周期16 h∶8 h、相對濕度60%條件下飼養的3～5 日齡綠盲蝽成蟲進行試驗，試驗開始前，將試蟲饑餓4 h，在15:00-19：00時段內，利用Y型嗅覺儀測定該蟲對不同氣味物質的選擇反應。向Y型嗅覺儀的其中1個250 mL味源瓶中加入2～3片冀棉11葉片(采樣時期為2葉1心期)，另2個味源瓶分別加入50 μL韭菜籽、葵花籽提取物原油。將嗅覺儀氣泵流速設定為2 L/min。試驗開始后，將10 頭綠盲蝽成蟲(5雄、5雌)從嗅覺儀頂部加入，并關閉實驗室內所有燈光保證室內無光線干擾，讓其進行30 min的選擇反應，30 min 后當試蟲越過其中一臂 2/3 后判定其對該氣味產生選擇反應，并記錄其性別。本試驗重復9次，共計90頭試蟲，每次試驗后更換味源瓶位置和試蟲，并用乙醇擦洗儀器，避免氣味殘留。并依據公式計算反應率和選擇反應率。反應率=(對照組蟲數+處理組蟲數)/總蟲數×100%，選擇反應率= 處理組蟲數 /(對照組蟲數+處理組蟲數)×100%。

1.4 韭菜籽、葵花籽提取物復配引誘劑的篩選

試驗設置韭菜籽∶葵花籽體積比1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1等9個復配比例，向3個味源瓶中分別加入復配劑、韭菜籽提取物和葵花籽提取物。其余試驗方法同本文“1.3”。

1.5 2種盲蝽在復配引誘劑與棉花葉片之間的雙向選擇反應

將Y型嗅覺儀一條臂用脫脂棉封閉，向2個味源瓶中分別加入復配引誘劑50 μL和2～3片棉花葉片，比較中黑盲蝽和綠盲蝽對復配引誘劑與棉花葉片的選擇性。其余試驗方法同本文材料與方法“1.3”。

1.6 數據處理

韭菜籽、葵花籽提取物和棉花葉片三向競爭試驗、復配引誘劑的篩選試驗中的選擇反應率利用鄧肯氏新復極差法分析顯著性，中黑盲蝽和綠盲蝽對復配引誘劑與棉花葉片的選擇反應差異利用卡方測驗進行分析。所有數據處理利用SPSS Statistics 17.0軟件完成。

2 結果與分析

2.1 韭菜籽、葵花籽提取物和棉花葉片三向競爭試驗

綠盲蝽對韭菜籽、葵花籽提取物和棉花葉片選擇反應試驗結果表明，3個氣味源中綠盲蝽對韭菜子提取物選擇反應率最高，為56.04%±3.77%，與另2個氣味源相比差異極顯著(P<0.01)。葵花籽提取物選擇反應率為19.66%±3.70%，略低于棉花葉片(24.30%±1.66%)(P>0.05)。

2.2 韭菜籽、葵花籽提取物復配引誘劑的篩選

在韭菜籽、葵花籽提取物的9種復配比例中，兩者按體積比3∶7復配后，綠盲蝽對其選擇反應率達到50.81%±3.21%，顯著高于韭菜籽提取物單劑20.97%±8.70%和葵花籽提取物單劑28.22%±7.22%(P<0.05)，表現出了較好的協同增效作用。而當兩者復配比例為7∶3時，復配劑選擇反應率為48.27%±3.81%，顯著高于葵花籽提取物(P<0.05)，但與韭菜籽提取物相比差異不顯著(P>0.05)。

圖中數據為平均數±標準誤，柱上不同大小寫字母分別代表綠盲蝽對組內不同氣味源選擇性差異極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)(鄧肯氏新復極差法)。The data in the figure was themean±standard error,and the different letters in the upper and lower case on the column represent the extremely significant difference (P<0.01) and significant difference (P<0.05) in the selectivity of A. lucorum to different odor sources in one treatment (Duncan’s new multiple range test).圖2 韭菜籽、葵花籽提取物不同復配比例增效作用Fig.2 Synergistic effect of extracts from Allium tuberosum seeds and Helianthus annuus seeds when mixed in different ratios

2.3 2種盲蝽在復配引誘劑與棉花葉片之間的雙向選擇反應

如圖3所示，當韭菜籽和葵花籽提取物按照體積比3∶7進行復配后，其對2種棉田重要盲蝽——綠盲蝽和中黑盲蝽均有強烈的引誘作用，在供試的90頭綠盲蝽中，產生選擇反應的綠盲蝽為72頭，反應率為80%，這其中有60頭綠盲蝽對復配劑產生了選擇反應，選擇反應率為83.33%，顯著高于選擇棉花葉片的綠盲蝽頭數(P<0.001，χ2=45.23)。在供試的90頭中黑盲蝽中，產生選擇反應的為70頭，反應率為77.77%，這其中有56頭綠盲蝽對復配劑產生了選擇反應，選擇反應率為80.00%，顯著高于選擇棉花葉片的中黑盲蝽頭數(P<0.001，χ2=50.4)。

卡方測驗表明，復配引誘劑對綠盲蝽和中黑盲蝽的引誘作用與性別無關，在對復配劑產生選擇反應的盲蝽中，有28頭雄性綠盲蝽和32頭雌性綠盲蝽以及25頭雄性中黑盲蝽和31雌性中黑盲蝽，卡方測驗顯示2種盲蝽雌雄蟲對復配引誘劑選擇性沒有顯著差異(P>0.05)(圖4)。

圖中復配引誘劑為韭菜籽提取物與葵花籽提取物按體積比3∶7混合。柱子上的**表示綠盲蝽和中黑盲蝽對復配引誘劑與棉花葉片間選擇性差異極顯著(P<0.01) (卡方檢驗)。Mixed attractantwas the mixture of extracts from A. tuberosum seeds and H. annuus seeds at the volume ratio of 3∶7. ** on the columns indicated that there was a significant difference (P<0.01) in the selectivity between the mixed attractants and the cotton leaves (Chi square test).圖3 2種盲蝽在復配引誘劑與棉花葉片之間的雙向選擇反應Fig.3 Two-way selection response of two species of mirid bugs between the mixed attractant and cotton leaves

圖4 2種盲蝽對復配引誘劑選擇的性別差異比較 (卡方檢驗)Fig.4 The difference of the selection activities to mixed attractants between two genders of two mirid bugs (Chi square test)

3 討 論

本研究比較了綠盲蝽對2種盲蝽科寄主植物種子——韭菜籽、葵花籽提取物的選擇反應，并篩選了一種增效作用顯著的二元復配引誘劑，進一步研究發現該復配劑對中黑盲蝽同樣具有較好的引誘作用，與棉花葉片相比，盲蝽對其選擇反應率均在80%以上，并且對于雌雄蟲均有良好的引誘效果，是一種可用于棉田盲蝽防治的，且具有較好潛在價值的植物源引誘劑。

植物產生的揮發性氣味物質在植食性昆蟲寄主定位過程中起著十分重要的作用，昆蟲通過觸角上的感受器接收這些揮發物，完成對食物源、產卵地的定位[8-9]。因此分析鑒定寄主揮發物中的活性成分是開發的昆蟲引誘劑的重要手段[10-11]。例如 Amarnath 等[12]對茅瓜揮發物進行了定性、定量分析，發現其在受到機械損傷后，揮發物中反-2-順-6-壬二烯醛和反-2-壬烯醛含量顯著上升，且這2種化合物對Aulacophorafoveicollis雌性成蟲具有強烈的引誘作用；Xiu 等[13]分析了夏季槐樹花期揮發物成分，并通過觸角電位和嗅覺試驗發現，揮發物中的壬醛在 10 mg/mL 時可在實驗室內對異色瓢蟲Harmoniaaxyridis具有顯著的吸引作用，100 mg/mL 壬醛則在田間試驗中具有誘捕效果；Li等[14]的研究發現，所測定的13種煙草植物揮發物中的9種化合物對馬鈴薯莖蛾Phthorimaeaoperculella有電生理活性，其中順式-3-己烯-1-醇可以引起該蟲兩性的定向行為，壬醛、癸醛、癸烷和十六酸甲酯等化合物具有刺激雌蟲產卵的作用。韭菜是盲蝽科害蟲的重要寄主，其種子——韭菜籽揮發物中很可能具有綠盲蝽能夠識別的氣味物質，因此進一步對其揮發物中活性成份進行鑒定將有利于深入認識盲蝽與寄主間的識別機制。

昆蟲對寄主氣味識別的機制十分復雜，因此將一些引誘劑合理組合形成復配制劑后通常能夠形成一定的協同增效作用。例如Molnár 等[15]通過氣相觸角電位聯用和昆蟲風洞試驗測定了玉米揮發物對歐洲玉米螟Ostrinianubilalis的引誘作用，結果表明，揮發物中的壬醛和癸醛可引起該蟲觸角電位反應，并且將2種化合物按照1∶2.4 制成 1 μg/μL 復配劑后，可使該蟲產生選擇反應。Bian 等[16]研究發現茶葉蟬Empoascaonukii對茶葉嫩葉具有很強的趨性，然而茶葉各單一揮發物對該蟲沒有明顯的引誘作用，但將(Z)-3-己烯-1-醇、(Z)-3-己烯基乙酸酯和芳樟醇以0.6∶23∶12.6的質量比混合后可表現出很強的引誘作用。本研究中2種提取物按體積比3∶7復配后引誘效果顯著高于2種單劑和棉花葉片，這說明相比于單一種類植物氣味源，具有多食性特點的盲蝽科害蟲對于混合氣味源更具偏好。

本研究的研究對象韭菜籽與葵花籽是2種重要的植物資源，韭菜籽主要以純天然的草藥加以應用，葵花籽則是重要的油料作物。目前已有研究報道了這2種植物在農業病蟲害防治中的潛在應用價值，例如韭菜提取物對小菜蛾具有一定的趨避作用和觸殺活性，對蘋果輪紋病菌存在顯著的抑制作用[17-18]；向日葵根部提取物也發現對黃瓜蔓枯菌Ascochytacitrullina和番茄灰霉菌Botrytiscinerea菌絲生長有較好的抑制作用[19]。但其對于害蟲的引誘作用報道較少，本研究利用這2種植物種子提取物篩選出了一種具有良好引誘作用的復配引誘劑，這一引誘劑具有防治棉田主要盲蝽的潛在應用價值。這些研究為植物資源的開發利用提供了理論基礎。然而由于田間背景氣味的復雜性，下一步仍需開展田間試驗進一步研究這一引誘劑在大田中的用法用量。此外，韭菜、向日葵揮發物中的活性成分尚不明確，盲蝽對其識別機制仍需要進一步研究。