草地螟對合成植物揮發(fā)物的活性反應(yīng)

范錦勝，張李香，王貴強(qiáng)，付 雪，張 坤，鄭 旭，韓 笑，冷 赫

（黑龍江大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150080）

草地螟（Loxostege sticticalis L.）是鱗翅目（Lepidoptera），螟蛾科（Pyralidae），錐蛾野螟屬的一種世界性分布的農(nóng)作物和牧草的重要害蟲[1]。其寄主植物多達(dá)300多種，主要包括大豆、苜蓿、甜菜、向日葵等[2]，當(dāng)大發(fā)生時(shí)可造成作物大面積的減產(chǎn)或絕種[3]。尤其是在2008年，2代草地螟幼蟲在黑龍江省大部分地區(qū)、山西省北部、內(nèi)蒙古及吉林、遼寧省的中西部造成的災(zāi)害是新中國成立以來最為嚴(yán)重的，在黑龍江省的樺南縣甚至出現(xiàn)了密度高達(dá)1萬頭/m2的現(xiàn)象[2]。

草地螟具有間歇性暴發(fā)、遷移性和毀滅性的特點(diǎn)[4]，其發(fā)生危害規(guī)律、監(jiān)測預(yù)報(bào)及控制技術(shù)是目前生產(chǎn)實(shí)踐中亟待解決的重點(diǎn)問題[1，3]。當(dāng)前，主要是利用黑光燈監(jiān)測草地螟種群的發(fā)生，但是由于受電力和經(jīng)濟(jì)條件的限制，黑光燈的應(yīng)用在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)得不到推廣，因此，研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用又有效的技術(shù)來監(jiān)測草地螟的發(fā)生是非常必要的。

大量研究已證實(shí)，昆蟲的寄主植物存在能夠激發(fā)昆蟲取食、產(chǎn)卵和交配等行為活動(dòng)的揮發(fā)性化合物[5-6]。盡管草地螟的寄主植物種類繁多，但其成蟲在產(chǎn)卵時(shí)對寄主還是表現(xiàn)出一定的選擇性[7]。而關(guān)于草地螟成蟲對植物揮發(fā)性物質(zhì)的趨性則鮮有報(bào)道。本研究測試了草地螟已交配雌蛾、未交配雌蛾和未交配雄蛾對4種植物揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)，探討了利用植物揮發(fā)物防治草地螟的應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 材料

植物揮發(fā)物：順-3-己烯-1-醇（青葉醇）（純度98%）、反-2-己烯醛（純度98%）、順-3-己烯乙酯（青葉酯）（純度98%）、乙酸己酯（純度100%），上述4種化合物均由上海晶純試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理

1.2.1 蟲源 草地螟成蟲和幼蟲的飼養(yǎng)條件為26±1℃，L∶D=16h∶8h，RH 70%～80%。在飼養(yǎng)期間，人為調(diào)整供試?yán)ハx的晝夜節(jié)律，光照期16：00～次日8：00時(shí)，黑暗期8：00～16：00時(shí)。

1.2.2 揮發(fā)性化合物配置 將每種揮發(fā)性物質(zhì)分別溶于無水乙醇中，充分混合，配制成濃度為1μL/mL、10 μL/mL的溶液，用于測定草地螟對同種物質(zhì)不同濃度的行為反應(yīng)。以無水乙醇作為對照。

1.2.3 行為反應(yīng)測試 采用“Y”型嗅覺儀進(jìn)行測試。行為測定于每日8：00—16：00時(shí)在遮光黑暗的行為測定室內(nèi)進(jìn)行。測試對象為已交配的草地螟雌成蟲和未交配的草地螟雌、雄成蟲。草地螟已交配雌成蟲的選擇：新羽化成蟲成對飼養(yǎng)6 d后取雌成蟲供試；未交配草地螟成蟲的選?。盒掠鸹上x單頭飼養(yǎng)6 d后測試。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理 采用t檢驗(yàn)法分析揮發(fā)性化合物對草地螟成蟲的行為活性。

2 結(jié)果與分析

2.1 草地螟已交配雌蟲對揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

從圖 1-A、B、C、D 知，在供試的兩種濃度下（1 μL/mL、10 μL/mL），當(dāng)用順-3-己烯乙酯和乙酸己酯作為誘源時(shí)，已交配的草地螟雌成蟲表現(xiàn)為積極的反應(yīng)，雌成蟲對這兩種植物揮發(fā)物的趨性顯著高于對照（p＜0.01）。順-3-己烯-1-醇和反-2-己烯醛對已交配草地螟雌成蟲的影響較小，無論何種濃度，與對照之間的差異均不顯著（p＞0.05）。

圖1 草地螟已交配雌蟲揮發(fā)性化合物的嗅覺行為反應(yīng)

2.2 草地螟未交配雌蟲對揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

由圖2-A、B、C、D可知，與對照相比，無論何種濃度條件，草地螟未交配雌蟲對順-3-己烯-1-醇的趨性極顯著（p＜0.01）。反-2-己烯醛在不同的濃度條件時(shí)對草地螟未交配雌蟲的刺激反應(yīng)不一樣。當(dāng)濃度為1 μL/mL時(shí)表現(xiàn)為引誘，與對照之間差異不顯著（p＞0.05）；濃度為10 μL/mL則表現(xiàn)為驅(qū)避，與對照之間差異顯著（p＜0.05）。順-3-己烯乙酯和乙酸己酯在濃度為1 μL/mL時(shí)，對未交配雌蟲表現(xiàn)出較弱的引誘效果，與對照間差異不顯著（p＞0.05）；在濃度為10 μL/mL時(shí)，對未交配雌蟲表現(xiàn)出極強(qiáng)的引誘效果，與對照間差異極顯著（p＜0.01）。

圖2 草地螟未交配雌蟲揮發(fā)生化合物的嗅覺行為反應(yīng)

2.3 草地螟未交配雄蟲對植物揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)

由圖3-A、B、C、D可知，不同濃度條件下，順-3-己烯-1-醇、反-2-己烯醛和乙酸己酯對未交配雄蟲均表現(xiàn)出引誘作用。順-3-己烯-1-醇在濃度為1 μL/mL、和10 μL/mL條件時(shí)，隨著揮發(fā)物濃度的增大，引誘效果增強(qiáng)，與對照差異顯著。反-2-己烯醛在濃度為1 μL/mL時(shí)，對未交配雄蟲的引誘效果較對照差異極顯著（p＜0.01）；當(dāng)濃度為10 μL/mL時(shí)，對未交配雄蟲的引誘效果與對照間差異不顯著（p＞0.05）。乙酸己酯在濃度為1 μL/mL時(shí)，對未交配雄蟲的引誘效果與對照差異顯著（p＜0.05）；當(dāng)濃度為10 μL/mL時(shí)，對未交配雄蟲的引誘效果與對照間差異極顯著（p＜0.01）。在供試的濃度條件下，無論何種濃度，草地螟未交配雄蟲對順-3-己烯乙酯均表現(xiàn)出驅(qū)避作用，且隨著濃度的增加，驅(qū)避效果增強(qiáng)。

圖3 草地螟未交配雄蟲揮發(fā)性化合物的嗅覺行為反應(yīng)

3 結(jié)論與討論

植物與昆蟲的關(guān)系一直是生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題?，F(xiàn)有研究顯示，植物的揮發(fā)性化合物在鱗翅目昆蟲選擇產(chǎn)卵植物的過程中起著非常重要的作用[8]。為進(jìn)一步明確植物揮發(fā)性信息化合物對草地螟成蟲選擇行為的影響，本研究測試了草地螟已交配雌蛾、未交配雌蛾和未交配雄蛾對4種寄主植物主要揮發(fā)性化合物的行為反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（1）已交配雌蟲對順-3-己烯乙酯和乙酸己酯表現(xiàn)出較強(qiáng)的趨性，且隨著濃度的增加，引誘效果增強(qiáng)；對順-3-己烯-1-醇和反-2-己烯醛的趨性較弱。說明不同種類的植物信息化合物對已交配雌蟲的行為反應(yīng)影響不同，同一物質(zhì)在不同濃度時(shí)的生理活性也不同。只有植物信息化合物濃度超過了昆蟲行為反應(yīng)閾值時(shí)才能誘使昆蟲產(chǎn)生行為活動(dòng)[9]。

（2）未交配雌蟲對順-3-己烯-1-醇的引誘效果與對照相比差異極顯著（p＜0.01）；1 μL/mL濃度的反-2-己烯醛對未交配雌蟲具有引誘作用，而10 μL/mL濃度時(shí)，則表現(xiàn)為驅(qū)避作用；當(dāng)濃度為10 μL/mL時(shí)，順-3-己烯乙酯和乙酸己酯對未交配雌蟲表現(xiàn)出很強(qiáng)的引誘現(xiàn)象。試驗(yàn)現(xiàn)象說明：同一物質(zhì)在不同濃度時(shí)的生理活性不相同。關(guān)于這點(diǎn)業(yè)已有研究證實(shí)，如α-法呢烯在劑量為63.4 ng時(shí)對蘋果小卷蛾（Cydia pomonella）雌蟲起引誘作用，而12.688 μg時(shí)，則表現(xiàn)出排斥作用[10]。由此可見，一些有引誘活性的組分在高濃度下會(huì)產(chǎn)生排斥作用，所以化合物濃度是影響昆蟲反應(yīng)的重要因子[11]。

（3）未交配雄蟲對順-3-己烯-1-醇、反-2-己烯醛和乙酸己酯表現(xiàn)出趨性反應(yīng)；對順-3-己烯乙酯則表現(xiàn)出驅(qū)避作用，且隨著濃度的增加，驅(qū)避效果增強(qiáng)。試驗(yàn)結(jié)果說明：當(dāng)植物信息化合物的濃度超過了昆蟲的行為反應(yīng)閾值時(shí)，可誘使昆蟲發(fā)生行為反應(yīng)，且當(dāng)化合物濃度高于其反應(yīng)閾值范圍時(shí)，昆蟲的反應(yīng)率便隨劑量的增加而下降[12]。

目前，利用植食性昆蟲寄主植物的揮發(fā)性化合物誘殺害蟲，已成為害蟲生物防治和綜合治理的重要措施[10]。本研究只針對灰菜中4種主要揮發(fā)性化合物作用于草地螟成蟲的行為反應(yīng)進(jìn)行了測試，通過試驗(yàn)初步篩選出了引誘效果較好的植物揮發(fā)性化合物。盡管這些揮發(fā)性化合物作用于草地螟成蟲的化學(xué)機(jī)理還不清楚，但供試的4種化合物對害蟲行為的作用效果可為我們開發(fā)研制更有效的引誘劑提供理論依據(jù)。

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