石斛簍象成蟲的寄主選擇行為研究

趙 艷，高曉余，季愛兵，何月秋，肖 春

(1. 普洱學(xué)院農(nóng)林學(xué)院，云南 普洱 665000；2. 普洱茶研究院，云南 普洱 665000；3. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，云南 昆明 665000)

【研究意義】石斛為多年生草本植物，是一類稀有中藥材，具有較高的藥用價值，其中植株莖干是入藥的主要部分[1-2]，一般只采收3年生及以上的植株[3]。石斛簍象(Nassophasissp.)是石斛的重要害蟲，在云南普洱地區(qū)1年發(fā)生2～3代世代重疊，以幼蟲蛀莖危害為主，成蟲亦為害石斛莖葉[3-5]。植食性昆蟲在寄主選擇的過程中，寄主的物理與化學(xué)性質(zhì)等因素會顯著影響成蟲的行為表現(xiàn)，并最終決定昆蟲的寄主選擇。因此，深入研究寄主性狀對昆蟲行為表現(xiàn)的影響對于明確植食性昆蟲與寄主植物間的相互關(guān)系，對發(fā)展新型的害蟲防治技術(shù)有著重要意義?！厩叭搜芯窟M展】昆蟲的寄主選擇是嗅覺、味覺共同參與的一個決策過程[6]。有報道顯示，相比鐵木，長穗樺，Polydrusussericeus更喜食黃樺樹[7]；在不同的寄主植物葉片中，富勒玫瑰象甲更喜歡大羊蹄和白三葉[8]；Collins JK等運用Hardee嗅覺測定儀測定了山核桃象甲對3種山核桃和1種胡桃的嗅覺選擇性，結(jié)果表明山核桃象甲較喜歡薄殼山核桃和苦味山核桃[9]；表明昆蟲的嗅覺、取食反應(yīng)對昆蟲的寄主選擇起著重要的作用?！颈狙芯康那腥朦c】云南省普洱市部分企業(yè)規(guī)模種植的4種石斛(球花石斛、疊鞘石斛、鼓槌石斛和束花石斛)均發(fā)現(xiàn)有石斛簍象危害，對球花石斛危害最為嚴重[3]，亟待開發(fā)新型高效的 防治方法?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究石斛簍象成蟲對4種寄主植物的選擇行為，明確石斛簍象成蟲的寄主選擇行為機制，為發(fā)展新型害蟲防控技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試石斛：球花石斛(Dendrobiumthyrsiflorum)、疊鞘石斛(D.aurantiacum)、鼓槌石斛(D.chrysotoxum)和束花石斛(D.chrysanthum)莖葉。

供試蟲源：田間采集石斛簍象成蟲、幼蟲、蛹。成蟲用4種石斛的莖、葉在室內(nèi)飼養(yǎng)。室內(nèi)保持常溫、通風(fēng)條件。

1.2 測定方法

1.2.1 嗅覺選擇行為測定 采用陷阱式嗅覺測量儀觀察成蟲的行為反應(yīng)[5]。方法簡述如下：測試時將氣味源(莖干，長度為1 cm；或面積大小相近的葉片，1片)放入誘捕器中，將饑餓1 d后的1頭成蟲放入培養(yǎng)皿中心，用紗布封住培養(yǎng)皿開口。10 min后觀察成蟲反應(yīng)。觀察時間從當(dāng)日10：00至次日19：00。每次測試后用酒精清洗試驗裝置。所有測試均在暗室中進行。

(1)成蟲對4種石斛植株氣味的嗅覺選擇反應(yīng)：分別測定成蟲對植物莖干(1、2年生莖)和1年生葉片(束花石斛無2年生葉片)氣味的選擇反應(yīng)。測試時將供試莖干或葉片分別置于4個誘捕器中，觀察成蟲對不同寄主氣味的選擇性。分別測試雌、雄成蟲各60頭以上。

(2)成蟲對同種石斛1、2年生植株氣味的嗅覺選擇反應(yīng)：分別測定成蟲對同種石斛莖干(1、2年生莖)和植物葉片(1、2年生葉)氣味的選擇反應(yīng)。測試時將供試莖干或葉片分別置于2個誘捕器中，觀察成蟲對同種寄主1、2年生植株氣味的選擇性。分別測試雌、雄成蟲各30頭以上。

1.2.2 取食選擇行為測定 采用葉碟法[6]觀察成蟲對不同寄主植物的取食反應(yīng)。在玻璃培養(yǎng)皿(Ф=12 cm)底部對稱固定4種植株莖干(L=1 cm)或葉片(1.5 cm×1.5 cm)。將1頭饑餓1 d的成蟲放入培養(yǎng)皿中心，蓋住皿口。10 min后觀察成蟲反應(yīng)。觀察時間為3 d。每次測試后用酒精清洗試驗裝置。雌、雄成蟲各測試32頭。所有測試均于在暗室中進行。試驗結(jié)束后，比較成蟲對各供試植物的危害程度(取食面積大小)，以秩號來衡量各供試植物被危害程度(四重選擇秩號為4、3、2、1，兩重選擇秩號為2、1)，秩號相等時取平均秩號。

利用上述方法分別測定如下內(nèi)容：①比較石斛簍象成蟲對4種石斛莖或葉(1年生莖、2年生莖、1年生葉)的取食選擇性；②比較石斛簍象成蟲對球花石斛1、2年生植株(莖、葉)的取食選擇性。

1.2.3 罩籠試驗 在紗籠(50 cm×50 cm×50 cm)四角放入4種盆栽石斛。將饑餓1 d后的1頭成蟲放入籠底中心位置，10 min后觀察成蟲反應(yīng)，每1 h觀察成蟲1次，成蟲在某一種石斛上活動1 d后，隨即將成蟲轉(zhuǎn)移至另外1種石斛的根部附近，繼續(xù)觀察；轉(zhuǎn)移成蟲至每種石斛的根部附近各1次。每次測試后用清水沖洗試驗裝置，并晾干，分別觀察12頭雌、雄成蟲的反應(yīng)。測試在室內(nèi)自然光條件下進行。

試驗結(jié)束后，比較成蟲對各種石斛的危害程度(被取食面積大小)。以秩號作為衡量危害程度大小的標(biāo)準(zhǔn)。秩號為4、3、2、1，秩號相等時取平均秩號；記錄并統(tǒng)計成蟲選擇球花石斛1、2年生植株的次數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

嗅覺選擇行為測試結(jié)果采用卡方檢驗(χ2test)分析四重選擇或兩重選擇是否符合理論糞便(α= 0.05)；取食選擇行為測試結(jié)果及罩籠試驗結(jié)果采用單因素方差分析法(事后檢驗采用SNK法)比較不同處理間的差異顯著性(α= 0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 石斛簍象成蟲對寄主的嗅覺選擇行為

2.1.1 成蟲對不同寄主的嗅覺選擇 由圖1A可知，石斛簍象雌成蟲對球花、疊鞘、鼓槌和束花4種不同石斛的1年生莖、2年生莖和1年生葉的氣味選擇具有偏好性，差異顯著(卡方檢驗，P<0.05)；均對鼓槌石斛莖、葉的氣味趨性最強。石斛簍象雄成蟲對球花、疊鞘、鼓槌和束花4種不同石斛的1年生莖、2年生莖氣味選擇無顯著差異(卡方檢驗，P>0.05)，但對4種不同石斛1年生葉的氣味選擇有偏好性，對疊鞘石斛葉的氣味趨性最強，差異顯著(卡方檢驗，P<0.05，圖1C)。

*表示成蟲對不同處理的選擇具有差異顯著性(* P<0.05，** P<0.01) * indicated significant difference among 2 groups or 4 groups using the χ2 test(* P<0.05, ** P<0.01)圖1 石斛簍象成蟲對4種石斛1年生莖、2年生莖和1年生葉的嗅覺選擇Fig.1 Olfactory preference of Nassophasis sp. adults to the one-year-old stems, two-year-old stems and one-year-old leaves of 4 host plants

2.1.2 成蟲對同種寄主1、2年生莖、葉的嗅覺選擇 石斛簍象雌成蟲對鼓槌石斛1、2年生莖和1、2年生葉，雄成蟲對鼓槌石斛1、2年生莖和疊鞘石斛1、2年生葉的嗅覺選擇行為測定結(jié)果如圖1B和圖1D所示：雌成蟲對鼓槌石斛1、2年生莖的氣味無偏好性，但對1、2年生葉有選擇性，偏好1年生葉，兩者間差異性顯著(卡方檢驗，P<0.05，圖1B)；雄成蟲對鼓槌石斛1、2年生莖的氣味無偏好性，但對1、2年生葉的氣味有選擇性，偏好1年生葉，兩者間差異性極顯著(卡方檢驗，P<0.01，圖1D)。

2.2 石斛簍象成蟲對寄主的嗅覺選擇行為

2.2.1 成蟲對不同寄主的取食選擇 采用葉碟法分別測定了石斛簍象雌、雄成蟲對4種寄主1、2年生莖和1年生葉的取食行為，結(jié)果如圖2A、2C所示：無論是1、2年生莖或1年生葉，石斛簍象雌、雄成蟲均最喜食球花石斛；石斛簍象雌、雄成蟲對鼓槌石斛1年生葉的偏好性僅次于球花石斛。

2.2.2 成蟲對球花石斛1、2年生莖葉的取食選擇 石斛簍象雌、雄成蟲對球花石斛1、2年生莖和1、2年生葉的取食選擇行為測定結(jié)果如圖2B和圖2D所示：雌蟲較喜食1年生的莖，差異性顯著(P<0.05)；雄蟲對球花石斛1、2年生莖的取食選擇差異性不顯著(P>0.05)；雌、雄蟲均較喜食1年生的葉，差異性均極顯著(P<0.05)。

2.3 石斛簍象成蟲對不同寄主的綜合選擇行為

為明確石斛簍象成蟲的寄主選擇行為機制，采用籠罩試驗?zāi)M石斛簍象成蟲在田間的活動狀態(tài)，結(jié)果如圖3所示。石斛簍象成蟲對4種石斛的選擇具有顯著差異，雌、雄成蟲對球花石斛(整株)的危害都最為嚴重，對鼓槌石斛(整株)的相對取食量最低。比較籠罩試驗中雌、雄成蟲對球花石斛1、2年生植株的危害程度，發(fā)現(xiàn)取食1、2年生球花石斛雌、雄成蟲蟲量具有顯著差異(P<0.05)，均最喜食1年生球花石斛。

3 討 論

昆蟲依靠嗅覺選擇寄主是一個普遍現(xiàn)象，嗅覺選擇過程是昆蟲對寄主定向的重要環(huán)節(jié)。在象甲科昆蟲中，寄主氣味對象甲成蟲行為的影響已有諸多報道[10-17]，但目前關(guān)于象甲對不同寄主的嗅覺選擇行為反應(yīng)報道較少。有報道顯示，楊干象(CryptorhynchuslapathiL.)對雜交無性系楊樹與野生楊樹的嗅覺反應(yīng)差異不顯著[18]；在小麥、糙米、高粱、蕎麥、花生、軟木這幾種寄主植物中，玉米象對小麥、糙米的嗅覺反應(yīng)最強[19]。文章研究結(jié)果顯示，4種石斛中，鼓槌石斛莖、葉的氣味對雌成蟲均有一定引誘作用(圖1A、1C)，疊鞘石斛葉的氣味對雄成蟲有顯著引誘作用(圖1C)，這種差異可能是由不同寄主植物所揮發(fā)氣味物質(zhì)不同造成的。

不相同字母表示供試各處理間差異性顯著(P<0.05)，*表示成蟲對不同處理的選擇具有差異顯著性(* P<0.05，*** P<0.001)Data with different superscript letters were significantly different(P<0.05), * indicated significant difference among 2 groups(* P<0.05, ***P<0.01)圖2 石斛簍象成蟲對4種石斛1年生莖、2年生莖和1年生葉的取食選擇Fig.2 Feeding preference of Nassophasis sp. adults to the one-year-old stems, two-year-old stems and one-year-old leaves of 4 host plants

根據(jù)成蟲對4種不同寄主的嗅覺選擇反應(yīng)結(jié)果，測定了成蟲對不同年份鼓槌石斛莖、葉和疊鞘石斛葉的嗅覺選擇反應(yīng)。與2年生葉相比，鼓槌石斛1年生葉氣味對雌成蟲有顯著的引誘作用(圖1B)，而疊鞘石斛1年生葉的氣味對雄成蟲有顯著的引誘作用(圖1D)，這種現(xiàn)象可能是由于鼓槌石斛和疊鞘石斛的1年生葉與2年生葉的揮發(fā)氣味不同而導(dǎo)致的，本研究首次報道象甲科害蟲對不同年份同種寄主的嗅覺選擇行為反應(yīng)。

昆蟲對寄主植物定向階段后，要進入接觸寄主階段。昆蟲的行為在這一階段中要評價植物的物理、化學(xué)性質(zhì)[5]。昆蟲對不同寄主的取食危害程度差異，反應(yīng)了昆蟲的取食偏好性。關(guān)于象甲科昆蟲對不同寄主的取食選擇性，有報道顯示，在稻水象甲(LissorhoptrusoryzophilusKuschel)取食選擇性試驗中，水稻品種IR16與抗蟲品種T03差異極顯著，確定品種IR16為感蟲品種[20]；楊干象(C.lapathiL.)對雜交無性系楊樹與野生楊樹的取食反應(yīng)差異性顯著[18]；亞洲櫟象(Cyrtepistomuscastaneus)對不同寄主植物的取食反應(yīng)差異性顯著[21]。本研究結(jié)果表明，石斛簍象雌、雄成蟲均最喜食球花石斛(圖2A、2C)。石斛簍象成蟲對不同寄主植物的取食反應(yīng)有明顯的差異，這種差異可能是由不同寄主植物的表面物理性質(zhì)、內(nèi)在的化學(xué)成分等因素造成。測定了成蟲對球花石斛1、2年生莖葉的取食反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)雌蟲較喜食1年生的莖，雌、雄蟲均較喜食1年生葉，而雄蟲對球花石斛1、2年生莖的取食選擇差異性不顯著(圖2B、2D)。

本研究采用籠罩試驗進一步模擬了石斛簍象成蟲在田間對寄主植物的選擇行為，結(jié)果表明，在4種石斛中，石斛簍象成蟲對球花石斛的選擇性最強(圖3A)，這一結(jié)果與4種石斛在田間被危害情況一致[3,5]，試驗結(jié)果顯示石斛簍象成蟲對4種石斛的選擇差異性。

昆蟲的寄主選擇是嗅覺、味覺共同參與的一個決策過程。石斛簍象成蟲對不同寄主植物的嗅覺選擇行為(圖1)與取食選擇行為試驗結(jié)果(圖2)不一致；而取食選擇行為試驗結(jié)果與籠罩試驗(圖3)及4種石斛田間被危害情況[3,5]是基本一致的。據(jù)此推測：石斛簍象成蟲在寄主選擇過程中，嗅覺反應(yīng)是起定向作用，而取食反應(yīng)觀測害蟲對寄主的危害程度。

利用誘集植物控制蟲害的報道很多[22-29]，利用誘集植物控制象甲科害蟲的報道較少。20世紀(jì)60年代，王宗楷等在廣西桂林地區(qū)利用金銀花誘集中華山茶象(CurculiochinensisChevrotat)成蟲[20]；花期較早的甘藍品種降低了1994-1995年花期中甘藍莢象甲(CeutorhynchusassimilisPaykull)成蟲數(shù)量的60 %～80 %，降低了1995年甘藍莢象甲幼蟲數(shù)量的60 %[30]。石斛簍象成蟲對不同寄主植物的選擇行為研究結(jié)果為制定該種象甲成蟲的防控策略提供了新的思路，如可采用對成蟲有引誘作用的氣味物質(zhì)(鼓槌石斛1年生莖、葉氣味)和喜食品種(球花石斛)組合或石斛品種搭配栽培的方法來誘集并控制該象甲成蟲。

4 結(jié) 論

石斛簍象成蟲對不同寄主石斛的取食反應(yīng)與嗅覺反應(yīng)測定結(jié)果不一致，但與罩籠試驗和田間4種石斛受害程度的調(diào)查結(jié)果一致，表明石斛簍象成蟲在寄主選擇過程中，嗅覺反應(yīng)是起定向作用，而取食反應(yīng)是決定成蟲危害寄主的程度；可通過利用對成蟲有引誘作用的氣味物質(zhì)(鼓槌石斛1年生莖、葉氣味)和喜食品種(球花石斛)加以科學(xué)組合或石斛品種合理搭配栽培的方法來誘集成蟲并控制該象甲的危害。

參考文獻：

[1]包雪聲, 順慶生, 陳立鉆. 中國藥用石斛[M]. 上海:上海醫(yī)科大學(xué)出 版社, 復(fù)旦大學(xué)出版社, 2001:1-49.

[2]羅天佑. 森林藥物資源學(xué)[M]. 北京: 國際文化出版公司, 1994: 536-538.

[3]高曉余, 趙 艷, 朱吉勝, 等. 石斛簍象的生物學(xué)特性[J]. 昆蟲知識, 2010,47(1):82-85.

[4]趙 艷, 高曉余, 張曉娟, 等. 石斛簍象的取食行為與防治研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013(5):68-70.

[5]高曉余, 何月秋, 趙 艷, 等. 石斛簍象成蟲對不同來源氣味的行為反應(yīng)[J]. 昆蟲學(xué)報, 2009, 52(7):814-819.

[6]閻鳳鳴. 化學(xué)生態(tài)學(xué)[M]. 北京：科學(xué)出版社, 2003: 60-66, 139.

[7]Pinski R A, Mattson N J, Raffa K F. Host breadth and ovipositional behavior of adultPolydrusussericeusandPhyllobiusoblongus(Coleoptera : Curculionidae), nonindigenous inhabitants of northern hardwood forests[J]. Environmental Entomology, 2005, 34(1): 148-157.

[8]Maher B J, Logan D P. Comparison of host plant preferences, fecundity and longevity for diet-reared and field-collected Fuller's rose weevil [J]. New Zealand Plant Protection, 2004, 57:183-190.

[9]Collins J K, Mulder P G, Grantham R A,etal. Assessing feeding preferences of pecan weevil(Coleoptera : Curculionidae) adults using a Hardee olfactometer[J]. Journal of the Kansas Entomological Society, 1997, 70(3):181-188.

[10]Jaffe K, Sanchez P, Cerda H, Hernandez J V,etal. Chemical ecology of the palm weevilRhynchophoruspalmarum(L.) Coleoptera:Curculionidae):attraction to host plants and to a male-produced aggregation pheromone [J]. Journal of Chemical Ecology, 1993, 19(8):1703-1720.

[11]Puche H, Weissling T J, Schnell R,etal. Estimating dispersal rate of the silky cane weevil(Coleoptera: Curculionidae) [J]. Journal of Applied Entomology, 2005, 129(6):293-299.

[12]Van Tol R W H M, Visser J H， Sabelis W. Olfactory responses of the vine weevil,Otiorhynchussulcatus, to tree odours [J]. Physiological Entomology, 2002, 27(2):213-222.

[13]Van Tol R W H M, Visser J H, Sabelis MW. Behavioral responses of the vine weevil,Otiorhynchussulcatus, to semiochemicals from conspecifics,Otiorhynchussaliscicola, and host plants [J]. Entomologia Experimentalis et Applicata, 2004, 110(2):145-150.

[14]Giblin-Davis R M, Pena J E, Duncan R E. Lethal pitfall trap for evaluation of emiochemical-mediated attraction ofMetamsiushemipterussericeus(Coleoptera: Curculionidae) [J]. Florida Entomologist, 1994, 77:47-255.

[15]Bartlet E, Blight M M, Hick A J, et al. The responses of the cabbage seed weevil(Ceutorehynchusassimilis) to the odour of oilseed rape(Brassicanapus) and to some volatile isothiocyanates[J]. Entomologia Experimentalis et Applicata, 1993, 68(3):295-302.

[16]Tinzaara W, Dicke M, Van Huis A, et al. Different bioassays for investigating orientation responses of the banana weevil,Cosmopolitessordidus, show additive effects of host plant volatiles and a synthetic male-produced aggregation pheromone [J]. Entomologia Experimentalis et Applicata, 2003, 106(3):169-175.

[17]Prasuna A L, Jyothi K N, Prasasd A R,et al. Olfactory responses of banana pseudostem weevil,OdoiporuslongicollisOlivier(Coleopter: Curculionidae) to semiochemicals from conspecifics and host plant [J]. Current Science, 2008 94(7):896-900.

[18]Broberg C L, Borden J H, Gries R. Olfactory and feeding preferences ofCryptorhynchuslapathi(L.)(Coleoptera:Curculionidae) among hybrid polar clones and natural poplars[J]. Environmental Entomology, 2005, 34:1606-1613.

[19]Tang Q F, Wu Y J, Liu B M, et al. Infochemical-mediated preference behavior of the maize weevil,SitophiluszeamaisMotschulsky, when searching for its hosts[J]. Entomologica Fennica, 2009, 19(4): 257-267.

[20]柏麗華, 王小奇, 田春暉, 等. 不同水稻品種對稻水象甲取食選擇性的影響[J]. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2005, 5:562-565.

[21]Ferguson C S, Linit M J, Krause G. Host-plant preference of the Asiatic Oak Weevil.(Coleoptera:Curculionidae) [J]. Environmental Entomology, 1991, 20(5):1427-1432.

[22]劉宏偉, 魯 新, 李麗娟, 等. 玉米田種植誘集作物對降低二代玉米螟危害的作用[J]. 玉米科學(xué), 2008, 16(6):130-131, 135.

[23]王宗楷, 丘鳳波, 尤其儆. 夏季綠肥害蟲——散紋燈蛾[J]. 昆蟲知識, 1980(2):76-78.

[24]林克劍, 吳孔明, 張永軍, 等. 利用誘集寄主苘麻防治B型煙粉虱的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2006(7):1379-1386.

[25]岳忠興. 春播油葵對棉盲蝽、棉鈴蟲誘集效果的觀測[J]. 植保技術(shù)與推廣, 1997(3):24-25.

[26]任雨霖, 沈抱生. 利用早熟玉米誘殺棉鈴蟲[J]. 中國棉花, 1994(5):26.

[27]楊貴明, 王 軍, 竹海濤. 桑園黑絨金龜甲的誘集藥殺技術(shù)研究[J]. 蠶業(yè)科學(xué), 1998(3):186-187.

[28]韓德元, 李詠偉, 張芝利, 等. 白香草木樨等植物對黑絨金龜甲誘集作用的研究[J]. 華北農(nóng)學(xué)報, 1998(1):96-101.

[29]吳才君, 范淑英, 蔣育華, 等. 芋對斜紋夜蛾的誘集作用[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2004(4):172-174.

[30]David B G. Cabbage seedpod weevil(Ceutorhynchusassimilis, Paykull) management by trap cropping and its effect on parasitism byTrichomalusperfectus(Walker) in oilseed rape [J]. Crop Protection, 1998, 17(4):299-305.