斑翅果蠅對寄主果實及其揮發(fā)物嗅覺趨性的研究

陳曉旭 王玨 晏文峰 李斌 周倩 鄭雅楠

關鍵詞：斑翅果蠅；寄主果實；趨性；揮發(fā)物

斑翅果蠅Drosophila suzukii （Matsumura），屬于雙翅目Diptera環(huán)裂亞目Cyclorrhapha果蠅科Drosophilidae果蠅屬Dro.sophila，又名鈴木氏果蠅，是一種為害樹莓Rubus idaeus、藍莓Vacciniurnuliginosurn、櫻桃Prunus pseudocerasus等軟皮水果的危險性害蟲。遼寧省是我國重要的小漿果種植區(qū)，現(xiàn)因斑翅果蠅的大面積為害，水果的質量和產量降低，經(jīng)濟損失嚴重，亟須科學有效的防治措施。斑翅果蠅取食為害的寄主主要是經(jīng)濟價值較高的軟皮水果，且易在表面留下傷口，因此需避免化學農藥的大量使用。

采用引誘劑防治害蟲是目前應用較多的一種方法，其中利用寄主揮發(fā)物研制的植物源引誘劑有著廣闊的應用前景。植食性昆蟲在很大程度上依賴植物散發(fā)的揮發(fā)性化學成分進行定向，從而遠距離尋找寄主。另外，揮發(fā)性化合物還是決定昆蟲在寄主植物上降落的關鍵因素。例如，橘小實蠅Bac-trocera dorsalis （Hendel）的嗅覺試驗明確了該害蟲對不同寄主果實的氣味趨性存在差異。利用斑翅果蠅對寄主果實揮發(fā)物的趨性對其進行誘捕能有效防治斑翅果蠅，同時還能減少化學農藥的施用。但目前關于斑翅果蠅引誘劑的研究多集中于國外，應用較廣泛的有蘋果醋、水解蛋白類產品。國內關于其引誘劑的研究較少，有學者研究發(fā)現(xiàn)糖醋酒液具有較好的誘捕效果，但同時也存在專一性不高的問題。為明確斑翅果蠅對寄主果實揮發(fā)物的趨性，本研究對不同成熟程度的5種寄主果實進行測定并分析其揮發(fā)性物質成分，旨在為開發(fā)斑翅果蠅植物源引誘劑提供參考。

1材料與方法

1.1斑翅果蠅對不同寄主果實趨性的研究

1.1.1供試蟲源

在遼寧省沈陽市法庫縣馬鞍山樹莓園（123°22' N，42°30' E）挑選帶有斑翅果蠅幼蟲的樹莓果實帶回實驗室，分裝到養(yǎng)蟲盒內后置于養(yǎng)蟲籠（25 cm×25 cm×25 cm）內，在溫度（25±1）℃，相對濕度（60±5）%，L∥D=16h∥8h條件下繼代飼養(yǎng)構建實驗室種群。挑選健康的斑翅果蠅雄成蟲和待產卵雌成蟲進行試驗。

1.1.2供試寄主果實

成熟程度不同（分為未熟、成熟、過熟，根據(jù)硬度、果皮顏色人工進行判定）的樹莓、藍莓、櫻桃、楊梅Morella rubra、草萄Fragaria×ananassa、葡萄鮮果，均購自水果市場。

1.1.3試驗方法

斑翅果蠅成蟲對不同成熟程度的寄主果實趨性的測定：利用四臂嗅覺儀進行，選擇同一種鮮果的3種不同成熟程度果實（未熟、成熟、過熟）各稱取20g，分別放入3個味源瓶中，對照組為空白瓶。先將1頭供試斑翅果蠅成蟲放到測試室內，待四臂嗅覺儀轉子流量計均穩(wěn)定至300mL/min時開始抽氣，同時開始計時。若供試成蟲在中心區(qū)域或在某區(qū)域停留>2min，則此次試驗結束，統(tǒng)計10min內斑翅果蠅在各個區(qū)域停留的時間和次數(shù)。每次測定結束后用75%乙醇擦拭其活動區(qū)域，每次擦完后將四臂嗅覺儀旋轉90°。設置40次重復（雄成蟲20次，待產卵的雌成蟲20次）。統(tǒng)計各處理組和對照組味源瓶中誘集到的成蟲數(shù)量，記錄斑翅果蠅的活動軌跡，比較成蟲對不同成熟程度寄主果實的趨性。

斑翅果蠅成蟲對不同種類的寄主果實趨性的測定：方法同上，并根據(jù)測定結果選擇斑翅果蠅趨性最強的果實成熟度，每種鮮果取20g，篩選出斑翅果蠅趨性最強的果實種類。

1.2斑翅果蠅的寄主果實揮發(fā)物成分分析

1.2.1供試寄主果實

根據(jù)1.1的研究結果，選擇斑翅果蠅趨性較強的寄主果實進行分析測定。

1.2.2供試儀器耗材

供試儀器和耗材包括大氣采樣儀（Qc-is型，中國北京勞動保護研究所）、氣質聯(lián)用儀（7890A-5975C，Agilent，美國）、色譜純正己烷、活性炭（20～40目）、聚乙烯袋（558mm×443mm，Reynolds，美國）、Super-Q吸附劑（60～80目）、玻璃管（d=6mm，h=150mm）、圓筒玻璃缸（d=200mm，h=300mm）、TVOC不銹鋼采樣管（d=6mm，h=150mm）、收集柱（d=5mm，h=80mm）、乙醇（CAS：64-17-5）、苯甲醛（CAS： 100-52-7）、a-蒎烯（CAS： 3856-25-5）、乙酸甲酯（CAS： 79-20-9）、樹莓酮（CAS： 5471-51-2），均購自北京百靈威科技有限公司。

1.2.3試驗方法

1.2.3.1揮發(fā)性化合物的收集

將鮮果洗凈后用無色無味的聚乙烯袋包裹，放入玻璃集氣瓶內。用硅膠管依次連接大氣采樣儀的出氣口、玻璃管（含有活性炭）、流量計、集氣瓶、不銹鋼采樣管（含有吸附劑）、進氣口（進氣口的活性炭和變色硅膠用來干燥和過濾空氣）（圖1）。打開空氣泵，流速控制為300mL/min，將集氣瓶內原有空氣排出后泵入被活性炭純化的空氣，并循環(huán)采氣。每種鮮果樣品收集10h，設置3次重復。收集結束后，用500uL色譜純正己烷多次清洗吸附柱中的樣品，并儲存在樣品瓶中，瓶口密封，置于冰箱4℃條件下保存，待測。

1.2.3.2揮發(fā)性化合物成分分析

本試驗采用氣相色譜一質譜（GC-MS）檢測法分析樣品，利用氣質聯(lián)用儀進行。色譜條件：60℃（1min）一4℃/min直至上升到200℃一2000C（2min）一15℃/min直至上升到260℃一260℃（5min）。質譜條件：GC-MS接口溫度280℃，無分流比。EI離子源，電力能為70eV，相對分子質量40～600amu范圍內進行掃描，全掃描的采集方式，檢索譜庫為NIST11。

1.2.3.3斑翅果蠅成蟲對不同濃度揮發(fā)物趨陛的測定

斑翅果蠅成蟲將乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯、樹莓酮分別稀釋為3個濃度（0.1、1、10ug／uL），利用四臂嗅覺儀進行測定，方法同1.1.3。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析方法

利用SPSS 22.0對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，采用單因素方差分析及LSD多重比較檢驗差異顯著性，顯著水平設置為0.05。

2結果與分析

2.1斑翅果蠅對不同寄主果實趨性的研究

2.1.1斑翅果蠅成蟲對不同成熟程度的寄主果實的趨性

斑翅果蠅成蟲對不同成熟程度寄主果實趨性存在顯著差異（P<0.05），其趨性由強至弱為：過熟>成熟>未熟（圖2）。6種供試過熟鮮果吸引雌雄成蟲數(shù)量均超過5頭，而未熟的鮮果幾乎不吸引雌雄成蟲，表明斑翅果蠅更趨向于取食成熟度較高的鮮果。

2.1.2斑翅果蠅成蟲對不同種類的寄主果實的趨性

斑翅果蠅成蟲對不同種類的寄主果實趨性也存在顯著差異（P<0.05），其選擇趨性最強的為葡萄，顯著高于其他5種供試寄主果實。對其他幾種果實的選擇性由大到小依次是樹莓>楊梅>藍莓>櫻桃>草莓，對草莓的趨性顯著低于其他種類的寄主果實（表1）。此外，雌雄成蟲對于同種水果的趨性無顯著差異。

2.2斑翅果蠅寄主果實的揮發(fā)物成分

遼寧地區(qū)種植的小漿果種類主要為藍莓、樹莓和櫻桃，結合2.1的試驗結果趨性最強的寄主果實為葡萄，對這4種供試寄主果實進行了揮發(fā)物成分分析。共檢測出了35種揮發(fā)性化合物，其中葡萄12種、樹莓13種、藍莓10種、櫻桃9種（圖3，表2）。

葡萄和櫻桃的揮發(fā)物類型有醇類、酯類和醛類，其中在葡萄中檢測出的反式-2-己烯醛的相對含量最高（40.87%），其次是己醛（26.42%）；櫻桃中檢測出的苯甲醛相對含量最高（27.31%），其次是苯甲醇（21.84%）、乙酸乙酯（20.83%）。樹莓中檢測出的揮發(fā)物類型有醛類、烯類、酮類、醇類、酯類，其中苯甲醛相對含量最高（28.52%），其次是a-蒎烯（21.47%）。藍莓中檢測出的揮發(fā)物類型有醇類、酸類、酯類、酚類，其中乙醇相對含量最高（35.12%），其次是1-乙基-1-己醇（22.51%）（表2）。

2.3斑翅果蠅對揮發(fā)性物質的趨性

結果表明，揮發(fā)物的濃度變化會影響斑翅果蠅的趨性。其中雌雄成蟲對乙醇、乙酸甲酯、苯甲醛、a-蒎烯趨性最強的濃度分別為0.1、10、1、1 ug/uL，雌雄成蟲對這4種揮發(fā)物的濃度趨性一致。但對于樹莓酮，雌雄成蟲對不同濃度化合物的趨性表現(xiàn)出了明顯差異，其中雌成蟲對1ug/uL的樹莓酮的趨性最強，雄成蟲則對10ug/uL的樹莓酮的趨性最強（圖4）。

3結論與討論

本研究結果表明，斑翅果蠅成蟲對皮薄肉軟的果實趨性較強，對不同成熟程度果實均具有趨性，更喜歡在過熟的果實上取食、產卵。之前研究也發(fā)現(xiàn)，相較未成熟和半成熟的楊梅，斑翅果蠅對成熟楊梅取食和產卵趨性更強。許多研究都證實了斑翅果蠅取食和產卵更趨向于成熟的、軟皮的水果。針對斑翅果蠅取食產卵的特性，對其在成蟲期進行防治，主要通過化學誘捕劑進行誘殺。在果園里懸掛誘捕器可以對斑翅果蠅成蟲發(fā)生開展早期監(jiān)測，在明確成蟲初始羽化時間和發(fā)生期后，可持續(xù)利用誘捕器對其進行防治。由于幼蟲在果實內隱蔽為害，防治難度大，雖然國外也在引進、開發(fā)、利用天敵寄生蜂對斑翅果蠅開展生物防治研究，但還處于研究階段。目前對斑翅果蠅的防治技術主要依靠成蟲誘捕技術，結合采收后果實清理等農藝措施。

誘捕防治的核心技術是誘捕劑的研制和開發(fā)，對于大多數(shù)植食性昆蟲，寄主植物所釋放的揮發(fā)物對昆蟲有著重要意義，能夠幫助昆蟲遠距離定位，并調控其取食、產卵、聚集和傳播等行為。如各種柑橘類水果或葉子的香氣具有增強雄性地中海實蠅Ceratitis capitata交配競爭力的效果；交配后的茶尺蠖Ectropis obliqua對茶果Carn.ellia sinentszs具有較強趨性，且偏好在受害茶果上取食和產卵。本研究中斑翅果蠅對軟皮水果的趨性較強，近年來，國內外學者在軟皮水果中揮發(fā)性化合物方面開展了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)成熟的軟皮水果中釋放的主要化合物包括醇類、酯類、醛類、烯類和酮類物質等。本研究中斑翅果蠅對乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯、樹莓酮等揮發(fā)性化合物均表現(xiàn)出較強趨性，其中乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯是常見的植物揮發(fā)物，而樹莓酮是樹莓中特有的成分。目前本研究僅初步明確了斑翅果蠅對不同濃度的乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯、樹莓酮單一成分的趨性，然而昆蟲在自然條件下針對一定比例混合的植物揮發(fā)物而不是單個化合物定位寄主植物，具體比例的任何變化都可能導致引誘活性的下降甚至喪失，因此研究揮發(fā)物的具體配比也具有重要意義。在未來需進一步探索斑翅果蠅對上述幾種揮發(fā)性化合物混合組分的趨性，并不斷優(yōu)化配方和比例，進而開發(fā)高效的斑翅果蠅植物源引誘劑。