8種寄主植物揮發(fā)物對橘小實蠅的引誘作用

吳 健, 宋學(xué)森, 胡碗晴, 蔡普默, 陳家驊

(福建農(nóng)林大學(xué)益蟲研究所，福建 福州 350002)

橘小實蠅(BactroceradorsalisHendel)是一種世界危害性害蟲，能危害250多種瓜果蔬菜，主要以雌蟲危害，雌蟲在寄主果實中產(chǎn)卵，幼蟲孵化后以果肉為食，造成果實脫落或腐爛，嚴(yán)重影響水果、蔬菜的質(zhì)量和產(chǎn)量，給農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)造成重大損失.目前，橘小實蠅在我國主要分布在海南、廣東、廣西、湖南、云南、臺灣、福建、湖南、貴州和四川等省和地區(qū)[1-3];因其繁殖能力和飛行能力強[4]，且對環(huán)境具有較強的適應(yīng)能力，所以橘小實蠅不斷向北擴(kuò)展.橘小實蠅的防治策略是以化學(xué)農(nóng)藥為主，農(nóng)業(yè)防治和物理防治為輔[5].施用化學(xué)農(nóng)藥可以有效地防治害蟲，但過度依賴化學(xué)防治手段會導(dǎo)致其他問題的發(fā)生，如環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留、害蟲的抗藥性等[6].因此，尋求安全、有效、可持續(xù)控制橘小實蠅的途徑和方法尤為重要.

隨著昆蟲行為生態(tài)學(xué)和化學(xué)生態(tài)學(xué)學(xué)科的發(fā)展，利用引誘劑誘捕成為防治橘小實蠅的重要手段之一，其中誘殺雌蟲更有利于控制其危害[7].橘小實蠅氣味結(jié)合蛋白BdorOBP1(Bactroceradorsalisodorant binding protein 1)在腹部和雌蟲觸角上大量表達(dá)[8]，在對寄主植物的定位過程中起著重要的作用.因此，本研究根據(jù)BdorOBP1配基結(jié)合特性，選取8種結(jié)合能力最強的揮發(fā)物(解離常數(shù)越小，結(jié)合能力越強)，分別為乙酸丁酯、β-紫羅蘭酮、乙酸異戊酯、苯甲醛、羅勒烯、苯乙醇、己酸乙酯和乙酸葉醇酯，這些揮發(fā)物主要來自香蕉、榴蓮、番石榴、葡萄柚[9-12]等，測試這8種揮發(fā)物對橘小實蠅的引誘作用，旨在為開發(fā)和利用高效專一的橘小實蠅雌蟲引誘劑提供依據(jù)，并為理解寄主植物揮發(fā)物在橘小實蠅寄主選擇和定位過程中所起的作用提供幫助.

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

供試橘小實蠅來自福建農(nóng)林大學(xué)益蟲研究所.成蟲飼養(yǎng)條件：溫度(22±1) ℃，相對濕度為60%～70%，光周期為14 h光/10 h暗.

1.2 供試試劑

供試8種揮發(fā)物名稱、純度、CAS登記號及來源見表1.以石蠟油為溶劑，將每種待測標(biāo)準(zhǔn)品分別溶于石蠟油中，在漩渦混合器上充分混合.分別配成濃度為20、100、500 μL·mL-1的溶液，現(xiàn)配現(xiàn)用.

表1 8種供試標(biāo)準(zhǔn)樣品的相關(guān)信息Table 1 Information of 8 standard chemicals used

1.3 器材

室內(nèi)測試小籠[5]：30 cm×30 cm×30 cm不銹鋼骨架加100目尼龍網(wǎng).

自制誘集瓶：將50 mL廣口錐形瓶用封口膜封住，膜中央插入一個與洞口齊平的長度約3 cm的1 mL槍頭.

1.4 方法

1.4.1 單一揮發(fā)物對不同時期橘小實蠅的引誘作用測定 用測試小籠測定性未成熟(羽化后1～7 d)和性成熟(羽化后12～25 d)的橘小實蠅成蟲對不同濃度引誘物的行為反應(yīng).每個測試籠放入50頭成蟲(饑餓處理2 h，雌雄數(shù)量比為1∶1)，籠頂放置一個含有清水的海綿.籠子中央放置一個誘集瓶，內(nèi)加1 mL待測溶液，用石蠟油作對照，重復(fù)3次.測試時間為24 h，早上9:00開始，次日9:00結(jié)束，統(tǒng)計誘集瓶中的實蠅數(shù)量和性別.試驗過程中，溫度為(23±1) ℃，相對濕度為75%±5%，光期為7:00—21:00.

1.4.2 揮發(fā)物兩兩混配對橘小實蠅性成熟雌蟲的引誘作用測定 根據(jù)1.4.1的試驗結(jié)果，選用最佳引誘效果的揮發(fā)物兩兩混配(混配方案如表2)，測定其對橘小實蠅性成熟雌蟲的引誘作用.方法同1.4.1，以單一揮發(fā)物作對照，重復(fù)3次.測試時間為12 h，早上9:00開始，晚上21:00結(jié)束，統(tǒng)計誘集瓶中的實蠅數(shù)量和性別.試驗過程中，溫度為(23±1) ℃，相對濕度為75%±5%，光期為9:00—18:00.

表2 6種標(biāo)準(zhǔn)品兩兩混配方案1)Table 2 Pairwise mixture plan of 6 standard chemicals

1)字母所代表的物質(zhì)參見表1.

1.4.3 3種揮發(fā)物混配對橘小實蠅雌蟲的引誘作用測定 選出1.4.2中有顯著增效的組合EF，將其作為一個整體，分別依次添加β-紫羅蘭酮、乙酸異戊酯、羅勒烯、苯乙醇，得到4種混合物，測定其對橘小實蠅雌蟲的引誘作用.方法同1.4.2.

1.5 數(shù)據(jù)處理

引誘率/%=(T1-TCK)/T0×100.公式中，T0表示每籠試驗的實蠅總數(shù)，T1表示處理組引誘到的實蠅數(shù)，TCK表示對照組引誘到的實蠅數(shù).

試驗所得數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 17.0和Excel 2007處理，且均采用Tukey檢驗方法分析顯著性.

2 結(jié)果與分析

2.1 單一揮發(fā)物對不同時期橘小實蠅的引誘效果

2.1.1 對性未成熟的橘小實蠅的引誘效果 由表3可知，在20 μL·mL-1條件下，β-紫羅蘭酮、乙酸異戊酯、羅勒烯、苯乙醇、己酸乙酯、乙酸葉醇酯、乙酸丁酯對性未成熟的橘小實蠅雌雄蟲均具有一定的引誘作用.其中，引誘效果最好的為β-紫羅蘭酮，對雄蟲的引誘率達(dá)66.68%；己酸乙酯、乙酸葉醇酯、乙酸丁酯次之，對雌雄蟲的引誘效果無明顯差異，其最高引誘率分別為48.00%、54.68%和54.68%.但在100和500 μL·mL-1條件下，這7種物質(zhì)的引誘作用顯著減弱.此外，無論何種濃度的苯甲醛對性未成熟的橘小實蠅雌雄蟲均沒有引誘作用.對照組中未誘集到橘小實蠅，這表明石蠟油對性未成熟橘小實蠅無引誘作用.

表3 不同濃度揮發(fā)物對性未成熟橘小實蠅的室內(nèi)引誘效果1)Table 3 The attractive effects of different concentrations of volatiles to immature B.dorsalis adults in the laboratory

1)表中誘蟲數(shù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同列數(shù)據(jù)后附相同字母者表示差異不顯著(P>0.05),附不同字母者表示差異顯著(P<0.05，Tukey法).

2.1.2 對性成熟的橘小實蠅的引誘效果 由表4可知，各濃度的β-紫羅蘭酮、乙酸異戊酯、羅勒烯、苯乙醇、己酸乙酯、乙酸葉醇酯、乙酸丁酯對性成熟的橘小實蠅雌雄蟲均具有較強的引誘作用，各物質(zhì)的最佳引誘濃度分別為500、100、100、500、500、20、20 μL·mL-1，其最高引誘率分別為86.68%、81.32%、64.00%、88.00%、84.00%、66.68%、64.00%.前6種揮發(fā)物對雌雄蟲的引誘效果無明顯差異，僅乙酸丁酯對雄蟲的引誘效果明顯強于雌蟲.此外，無論何種濃度的苯甲醛對性成熟的橘小實蠅雌雄蟲均沒有引誘效果.

表4 不同濃度揮發(fā)物對性成熟橘小實蠅的室內(nèi)引誘效果1)Table 4 The attractive effects of different concentrations of volatiles to mature B.dorsalis adults in the laborotory

1)表中誘蟲數(shù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同列數(shù)據(jù)后附相同字母者表示差異不顯著(P>0.05),附不同字母者表示差異顯著(P<0.05，Tukey法).

2.2 不同濃度揮發(fā)物兩兩混配對橘小實蠅雌蟲的引誘效果

根據(jù)2.1的結(jié)果，選取β-紫羅蘭酮、乙酸異戊酯、羅勒烯、苯乙醇、己酸乙酯、乙酸葉醇酯(濃度分別為500、100、100、500、500、20 μL·mL-1)進(jìn)行兩兩混配.由圖1可知，在15種混配方案中，7種混配方式具有增效作用，分別為AC、AF、BC、BE、CE、DE、EF.其中，增效最佳的為EF(己酸乙酯和乙酸葉醇酯)，與單獨的己酸乙酯、乙酸葉醇酯引誘量相比差異均顯著(P<0.05).其他8種混配方式使誘雌量下降，其中BF(乙酸異戊酯和乙酸葉醇酯)對橘小實蠅沒有引誘作用.

圖1 揮發(fā)物兩兩混配對橘小實蠅雌蟲的引誘效果Fig.1 The attractive effects of two volatile mixtures to mature female B.dorsalis

2.3 3種揮發(fā)物混配對橘小實蠅雌蟲的引誘效果

由圖2可知，3種揮發(fā)物混配組合中，(EF)A、(EF)B、(EF)D對橘小實蠅雌蟲的引誘效果比混配前差，只有(EF)C的引誘效果增強，但增強幅度不明顯.

圖2 3種揮發(fā)物混配對橘小實蠅雌蟲的引誘效果Fig.2 The attractive effects of 3 volatile mixtures to mature female B.dorsalis

3 討論與結(jié)論

本研究測定了與BdorOBP1具有較強結(jié)合能力的8種寄主植物揮發(fā)物對橘小實蠅成蟲的引誘效果，結(jié)果表明橘小實蠅成蟲對不同揮發(fā)物表現(xiàn)出不同趨性，且橘小實蠅成蟲性成熟程度也影響其對揮發(fā)物的趨性.涂蓉等[13]和Jang et al[14]的研究也有這樣的結(jié)論.8種揮發(fā)物對性未成熟橘小實蠅成蟲的引誘作用均較小，而對性成熟橘小實蠅成蟲具有較好的引誘效果(苯甲醛除外)，原因可能是與這些揮發(fā)物具有較強結(jié)合能力的OBP1基因在橘小實蠅性成熟時期大量表達(dá).β-紫羅蘭酮、乙酸異戊酯、羅勒烯、苯乙醇、己酸乙酯、乙酸葉醇酯這6種揮發(fā)物對橘小實蠅性成熟成蟲具有顯著的引誘作用，且橘小實蠅成蟲對β-紫羅蘭酮具有強烈的觸角電位反應(yīng)[15]，苯乙醇的引誘效果與前人研究結(jié)果[5]一致.乙酸異戊酯、己酸乙酯和乙酸葉醇酯分別為香蕉、榴蓮和番石榴的主要揮發(fā)物，其中，香蕉和番石榴果肉對橘小實蠅具有明顯的產(chǎn)卵引誘作用[9-11].大多數(shù)果實芳香氣味主要由酯醇類物質(zhì)形成，這些物質(zhì)在實蠅寄主選擇和定位過程中發(fā)揮重要作用[16].此外，苯甲醛對橘小實蠅成蟲無引誘效果，這與楊晴陽等[5]的研究結(jié)果一致；但苯甲醛與橘小實蠅氣味結(jié)合蛋白有較強的結(jié)合能力，且橘小實蠅對苯甲醛具有較強的觸角電位反應(yīng)[15].因此，推測苯甲醛可能對橘小實蠅成蟲具有趨避作用.

橘小實蠅雌蟲選擇和定位寄主主要依靠對多種化合物的感應(yīng)來實現(xiàn)，因此，本研究通過對多種主要揮發(fā)物進(jìn)行混配來篩選對雌蟲具有更強引誘作用的混合物.混配后的揮發(fā)物對橘小實蠅的引誘作用表現(xiàn)為3種情況：引誘力增強，引誘力無明顯變化，引誘力減弱.這與前人的結(jié)論[17]相符.兩兩混配混合物中，BF組合(100 μL·mL-1乙酸異戊酯和20 μL·mL-1乙酸葉醇酯)對橘小實蠅雌蟲沒有引誘效果，而這2種揮發(fā)物單獨使用時會對橘小實蠅成蟲產(chǎn)生顯著的引誘作用.因此，推測這2種揮發(fā)物混合可能對橘小實蠅雌蟲產(chǎn)生了趨避作用.Cha et al[18]也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乙酸異戊酯與乙酸和乙醇混合時，會顯著減弱乙酸和乙醇對斑翅果蠅(Drosophilasuzukii)的引誘作用.因此，如果將2種寄主植物(其主要揮發(fā)物分別為乙酸異戊酯和乙酸葉醇酯)混合種植在一起，能否產(chǎn)生同樣的趨避作用，從而控制雌蟲的危害，對此還需要進(jìn)一步研究.混合物中增效最明顯的組合為500 μL·mL-1己酸乙酯和20 μL·mL-1乙酸葉醇酯，可能是由于這種混配方式符合某種寄主揮發(fā)物的組成比例；而在此基礎(chǔ)上繼續(xù)添加揮發(fā)物，對橘小實蠅雌蟲的引誘效果并未明顯增強.因此，在這8種寄主揮發(fā)物中，500 μL·mL-1己酸乙酯和20 μL·mL-1乙酸葉醇酯為最佳的混配組合.