樟樹(shù)不同部位的揮發(fā)物對(duì)蔬菜煙粉虱寄主選擇性的影響

邵久之 劉慧娜 陳向榮 鄭佳寅 吳曉霞 陶竣 周福才*

（1揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院，揚(yáng)州 225009；2揚(yáng)州市邗江區(qū)槐泗鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，揚(yáng)州 225116；3揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，揚(yáng)州 225009）

煙粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)是蔬菜生產(chǎn)上的重要害蟲(chóng)，它通過(guò)刺吸寄主植物汁液、分泌蜜露誘發(fā)煤污病、傳播多種病毒等方式對(duì)寄主植物造成傷害[1]。20世紀(jì)80年代中期，隨著B(niǎo)型煙粉虱的入侵，煙粉虱在我國(guó)迅速擴(kuò)散蔓延，給我國(guó)蔬菜生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響[2-3]。樟樹(shù)（Cinnamomum camphora）又名香樟，為樟科（Lauraceae）樟屬（Cinnamomum）常綠喬木，在我國(guó)長(zhǎng)江以南地區(qū)常見(jiàn)，株高可達(dá)30 m以上，樹(shù)干挺拔、樹(shù)形優(yōu)美、適應(yīng)性強(qiáng)，是我國(guó)園林綠化的優(yōu)良樹(shù)種和生態(tài)防護(hù)林建設(shè)的重要樹(shù)種，且因其木材質(zhì)地優(yōu)良、香氣獨(dú)特、耐腐抗蟲(chóng)（樟樹(shù)的根、莖、葉等器官含有大量的揮發(fā)性物質(zhì)，具有驅(qū)蚊、殺菌等功效），而成為了許多建筑、裝潢輔料、防蟲(chóng)防霉家具、工藝美術(shù)品的原材料[4-5]。

目前，有關(guān)樟樹(shù)的研究主要集中在園林應(yīng)用、葉片化學(xué)成分、栽培技術(shù)以及病蟲(chóng)害防控等方面[6-8]，而關(guān)于樟樹(shù)對(duì)蔬菜重要害蟲(chóng)煙粉虱的影響研究未見(jiàn)報(bào)道。鑒于此，筆者以樟樹(shù)葉片、樹(shù)干、枝干等部位為試材，研究了樟樹(shù)不同部位的揮發(fā)物對(duì)蔬菜煙粉虱寄主選擇性的影響，以期利用樟樹(shù)防控蔬菜煙粉虱和拓展樟樹(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試樟樹(shù)位于揚(yáng)州大學(xué)文匯路校區(qū)的校園，于夏季選擇長(zhǎng)勢(shì)良好、胸徑≥30 cm、無(wú)病蟲(chóng)害發(fā)生、無(wú)機(jī)械損傷的樟樹(shù)，采集新鮮成熟的葉片、直徑為0.1～0.3 cm的小枝、直徑為3～5 cm的大枝以及直徑為15 cm的樹(shù)干，帶回實(shí)驗(yàn)室備用。

煙粉虱蟲(chóng)源采自揚(yáng)州大學(xué)文匯路校區(qū)內(nèi)蔬菜實(shí)驗(yàn)基地的茄子。在人工氣候培養(yǎng)箱中，將煙粉虱用黃瓜飼養(yǎng)3代以上供試，飼養(yǎng)環(huán)境溫度為（26±1）℃，相對(duì)濕度為60%～80%，光暗比L∶D=14 h∶10 h。試驗(yàn)前對(duì)煙粉虱進(jìn)行饑餓處理4 h。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)材料處理

將新鮮葉片剪成碎片，試驗(yàn)材料標(biāo)記為“葉片”；將小枝切成長(zhǎng)度為1 cm的小塊，試驗(yàn)材料標(biāo)記為“小枝”；將大枝和樹(shù)干的木質(zhì)部和韌皮部分離，并分別切成1 cm的小塊，試驗(yàn)材料分別標(biāo)記為“樹(shù)干-塊”“樹(shù)干皮-皮塊”“枝干-塊”“枝干皮-皮塊”；將樹(shù)干的木質(zhì)部和韌皮部用鋸子鋸成粉末，用40目網(wǎng)篩過(guò)濾篩后收集，試驗(yàn)材料分別標(biāo)記為“樹(shù)干-屑”“樹(shù)干皮-皮屑”。依據(jù)處理方式不同共有8份試驗(yàn)材料，這8份試驗(yàn)材料直接放入自封袋中保存，用于1.2.2試驗(yàn)。

按照部位不同，可將上述試驗(yàn)材料重新分為6份，即“樹(shù)干-木”“樹(shù)干-皮”“枝干-木”“枝干-皮”“小枝”“葉片”。這6份試驗(yàn)材料分別經(jīng)50%甲醇、蒸餾水提取后，獲得提取液，用于1.2.2試驗(yàn)。另取上述6份試驗(yàn)材料直接放入自封袋中保存，用于1.2.3試驗(yàn)。

1.2.2 煙粉虱的選擇率測(cè)定試驗(yàn)

用“Y”型嗅覺(jué)儀進(jìn)行煙粉虱選擇率測(cè)定，嗅覺(jué)儀氣流量為70 mL/s，環(huán)境溫度為（25±1）℃，且為排除光照的干擾，在嗅覺(jué)儀上方布置一盞白熾燈。嗅覺(jué)儀的一臂連接嗅源，另一臂連接空氣（對(duì)照）。分別取1.2.1中的不同試驗(yàn)材料2 g，置于球形陷阱中作為誘源，將煙粉虱成蟲(chóng)單頭釋放于Y形管直管基部，在3 min內(nèi)成蟲(chóng)越過(guò)一臂的1/3位置且停留超過(guò)30 s記為選擇該臂，3 min內(nèi)成蟲(chóng)未超過(guò)1/3位置或仍處于直管基部則記為未選擇。每份試驗(yàn)材料測(cè)定20頭煙粉虱，每測(cè)試5頭煙粉虱后對(duì)調(diào)處理與對(duì)照的位置。一組測(cè)試結(jié)束后，用無(wú)水酒精清洗嗅覺(jué)儀管內(nèi)部，用吹風(fēng)機(jī)吹干后再進(jìn)行下一組試驗(yàn)。每份試驗(yàn)材料重復(fù)測(cè)定3次，分別記錄煙粉虱對(duì)不同試驗(yàn)材料的選擇結(jié)果，計(jì)算選擇率。

計(jì)算公式：煙粉虱的選擇率=（處理臂內(nèi)總頭數(shù)或?qū)φ毡蹆?nèi)總頭數(shù)÷測(cè)試總頭數(shù))×100%。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)（煙粉虱選擇率）用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan’s新復(fù)極差法分析數(shù)據(jù)的差異顯著性（p＜0.05）。

1.2.3 樟樹(shù)不同部位揮發(fā)物分析

采用固相微萃取的方法收集揮發(fā)物，用GC/MS測(cè)定揮發(fā)物的成分。分別稱取1.2.1中的試驗(yàn)材料各5 g，放入500 mL錐形瓶中，用保鮮膜將瓶口密封，錐形瓶放在60 ℃水浴上處理5 min，然后用固相微萃取頭萃取10 min，再用GC/MS測(cè)定。

色譜條件：色譜柱為HM-5MS型（美國(guó)惠普）石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純度氦氣，流速為1 mL/min。進(jìn)樣口溫度為260 ℃，分流比為50∶1。采取程序升溫，柱溫50 ℃，保持5 min，然后以3 ℃/min升至140℃，再以10 ℃/min升至240 ℃，保持3 min。

質(zhì)譜條件：離子源為EI源，電子能量為70 eV；離子源溫度為250 ℃，接口溫度為260 ℃；質(zhì)量掃描范圍（m/z）為50～400 amu。

揮發(fā)物數(shù)據(jù)采用Execl 2013軟件進(jìn)行處理，通過(guò)Xcalibur 3.0軟件對(duì)總離子流圖進(jìn)行分析，并用峰面積歸一法統(tǒng)計(jì)揮發(fā)物的種類和相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙粉虱的選擇率

由表1可知，煙粉虱對(duì)不同試驗(yàn)材料的選擇性存在顯著差異，在8份試驗(yàn)材料中，煙粉虱對(duì)樟樹(shù)葉片和小枝的選擇率較小，分別為28.47%和31.41%；煙粉虱對(duì)樹(shù)干-塊的選擇率較大，達(dá)到54.56%；煙粉虱對(duì)樹(shù)干-屑、樹(shù)干皮-皮塊、樹(shù)干皮-皮屑、枝干皮-皮塊的選擇率之間沒(méi)有明顯差異。同時(shí)，煙粉虱對(duì)樟樹(shù)同一部位不同處理方式的試驗(yàn)材料的選擇率也存在明顯差異，例如，煙粉虱對(duì)樹(shù)干-屑的選擇率比對(duì)樹(shù)干-塊的選擇率低，對(duì)樹(shù)干皮-皮屑的選擇率比對(duì)樹(shù)干皮-皮塊的選擇率低。

表1 煙粉虱對(duì)不同試驗(yàn)材料的選擇率比較

由表2可知，煙粉虱對(duì)樟樹(shù)葉片不同提取液的選擇率存在顯著差異（對(duì)葉片50%甲醇提取液的選擇率比對(duì)葉片蒸餾水提取液的選擇率低5.49%），煙粉虱對(duì)其他部位的不同提取液的選擇率沒(méi)有明顯差異。在樟樹(shù)不同部位的50%甲醇提取液中，煙粉虱對(duì)樹(shù)干-皮、枝干-皮、小枝、葉片的選擇率沒(méi)有明顯差異，且均低于對(duì)樹(shù)干-木和枝干-木的選擇率。在樟樹(shù)不同部位的蒸餾水提取液中，煙粉虱對(duì)枝干-木、枝干-皮、小枝、葉片的選擇率沒(méi)有明顯差異，且均低于對(duì)樹(shù)干-木、樹(shù)干-皮的選擇率。

表2 煙粉虱對(duì)樟樹(shù)不同部位兩種提取液的選擇率比較

2.2 樟樹(shù)不同部位揮發(fā)物分析

由表3可知，在樟樹(shù)不同部位中，共檢測(cè)到揮發(fā)物94種，且不同部位檢測(cè)到的揮發(fā)物種類不完全相同。其中，枝干-木的揮發(fā)物種類最多，有73種；樹(shù)干-木、樹(shù)干-皮的揮發(fā)物種類較少，分別為29種和30種。

表3 樟樹(shù)不同部位揮發(fā)物的種類和數(shù)量（單位：種）

有研究表明，樟樹(shù)中對(duì)煙粉虱具有驅(qū)避作用的揮發(fā)物有7種[9-16]。由表4可知，3-己烯醛僅在葉片中測(cè)出；側(cè)柏烯、蒎烯、γ-松油烯在葉片、小枝、枝干-木、枝干-皮、樹(shù)干-木、樹(shù)干-皮中均有測(cè)出；松油烯僅在枝干-木中未測(cè)出，在其他部位均有測(cè)出；α-胡椒烯僅在樹(shù)干-木中未測(cè)出，在其他部位均有測(cè)出；β-石竹烯僅在葉片和小枝中測(cè)出，在其他部位中均未測(cè)出。同時(shí)，在葉片和小枝中趨避煙粉虱揮發(fā)物的相對(duì)含量大多高于其他部位。

表4 樟樹(shù)不同部位中趨避煙粉虱揮發(fā)物的相對(duì)含量 （單位：%）

3 結(jié)論與討論

植物揮發(fā)物是害蟲(chóng)選擇寄主植物的重要依據(jù)[17]。煙粉虱是危害蔬菜生產(chǎn)的重要害蟲(chóng)，它通過(guò)嗅覺(jué)感受器感受寄主植物的揮發(fā)物[18]。大量研究發(fā)現(xiàn)，植物揮發(fā)物會(huì)顯著影響煙粉虱的趨性，對(duì)煙粉虱具有行為導(dǎo)向作用[19-20]，例如，芹菜和蓖麻植株對(duì)煙粉虱具有驅(qū)避作用，而苘麻、薄荷、煙草等植物對(duì)煙粉虱具有誘集作用[12，21-22]。同時(shí)，有研究發(fā)現(xiàn)，植物不同部位的揮發(fā)物存在差異，例如，葉用萵苣葉提取物的殺螨活性遠(yuǎn)高于根和種子[23]，美洲商陸根提取物比葉提取物的殺螨活性更高[24]，灰毛豆種子的殺蟲(chóng)活性較強(qiáng)[25]。本研究發(fā)現(xiàn)，樟樹(shù)中含有豐富的驅(qū)避煙粉虱的揮發(fā)物，但樟樹(shù)不同部位中揮發(fā)物的種類、相對(duì)含量不同，表現(xiàn)出的趨避煙粉虱效果也不同，其中，葉片和小枝中驅(qū)避煙粉虱揮發(fā)物的種類和相對(duì)含量相對(duì)較多，表現(xiàn)出的驅(qū)避煙粉虱效果也最好。因此，可將樟樹(shù)葉片和小枝用于對(duì)蔬菜煙粉虱的防控。

研究表明，植物揮發(fā)物的表達(dá)量受植物生長(zhǎng)期和生長(zhǎng)季節(jié)的影響，例如，顧靜文[26]研究發(fā)現(xiàn)，即使是同一株樟樹(shù)，在不同生長(zhǎng)時(shí)期或不同生長(zhǎng)季節(jié)，樟樹(shù)揮發(fā)物的主要成分也會(huì)發(fā)生變化。因此，利用樟樹(shù)揮發(fā)物驅(qū)避煙粉虱，還需根據(jù)趨避煙粉虱主要揮發(fā)物的高表達(dá)季節(jié)和植物生育期進(jìn)行應(yīng)用，即采葉和剪小枝的最佳時(shí)期需要進(jìn)一步試驗(yàn)明確，以便更好地利用樟樹(shù)實(shí)施對(duì)蔬菜煙粉虱的綠色防控。