楊 巧,郭 培,王高平
(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,河南鄭州450002)
自1959年Butenandt等確定家蠶蛾(Bombyx mori)性信息素的成分后,昆蟲性信息素的研究迅速展開[1]。昆蟲性信息素具有靈敏度高、專一性強(qiáng)、不傷害天敵、不會引起害蟲產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn),20世紀(jì)70年代后,性信息素的使用得到迅猛發(fā)展[2]。植物揮發(fā)性化合物在植食性昆蟲的寄主定向、產(chǎn)卵、聚集、傳粉等行為中發(fā)揮著重要作用[3-4]。昆蟲性信息素和植物源揮發(fā)物兩者都是昆蟲重要信息物質(zhì),兩者協(xié)同作用可以調(diào)節(jié)昆蟲的行為。在自然界中,植食性昆蟲所接受、感知的往往是植物源揮發(fā)物與昆蟲信息素的混合物。大量的研究結(jié)果證實(shí)它們之間的協(xié)同作用,Reddy等的室內(nèi)風(fēng)洞結(jié)果顯示,(Z)-乙酸-3-己烯酯、(E)-2-己烯醛、(Z)-3-己烯醇與性信息素的混合物對未交配的雄菜蛾(Plutella xylostella)引誘行為達(dá)到80% ~100%,明顯高于僅用性信息素的作用。野外的試驗(yàn)結(jié)果也表明,用(Z)-乙酸-3-己烯酯和性信息素以1∶1的比例混合所引誘的菜蛾數(shù)量為僅用性信息素的6~7倍[5]。黏蟲[Mythimna separata(Walker)]主要危害小麥、玉米等農(nóng)作物,其暴發(fā)的時(shí)空規(guī)律難以預(yù)測。2012年,黏蟲在華北、東北驟然特大暴發(fā),造成很大產(chǎn)量損失。從蜜源植物和花的揮發(fā)性化合物中篩選對黏蟲性信息素有增效作用的組分,研究開發(fā)引誘效力更高的性誘劑,對于提高黏蟲監(jiān)測水平具有重大意義。鑒于此,筆者研究了9種植物源氣味化合物與黏蟲蛾性信息素的協(xié)同作用,以期篩選出有效的增效劑。
1.1.1 植物源揮發(fā)物。苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、2-苯乙醇、正丁醇、羅勒烯、β-蒎烯、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯9種試劑均購自Sigma化學(xué)試劑公司。性信息素組分(Z)-11-十六碳烯醛和(Z)-9-十六碳烯醛均購自上海蕓蕓化工有限公司,性信息素混合物為(Z)-11-十六碳烯醛和(Z)-9-十六碳烯醛按95∶5的比例組成[6]。
1.1.2 器械與試劑?;衔镝尫牌?誘芯):室內(nèi)試驗(yàn)誘芯為Hirschmann定量精密玻璃毛細(xì)管,長度為32.00 mm、外徑為0.68 mm,內(nèi)徑為0.20 mm;室外誘芯所用釋放器為帶凹槽橡膠塞(中捷四方公司),長度為14.00 mm,外直徑為10.00 mm,凹槽內(nèi)直徑為7.00 mm。水盆式誘捕器為中捷四方公司產(chǎn)品。溶劑為分析純正己烷。
1.1.3 供試?yán)ハx。黏蟲:由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所遷飛室提供卵,在(24±1)℃、相對濕度(70±5)%、光暗周期為14∶10 h的條件下用玉米葉飼養(yǎng)幼蟲,每天更換新鮮玉米葉。幼蟲老熟后放在下鋪一層3 cm濕潤土的盒子內(nèi)供其化蛹,在蛹期將雌雄分開。羽化黏蟲按日齡數(shù)分裝于紗籠中,喂以10%蜂蜜水。試驗(yàn)用蟲為4日齡雄蟲。
1.2.1 植物源揮發(fā)物與黏蟲性信息素室內(nèi)協(xié)同效果試驗(yàn)。
1.2.1.1 生物測定裝置制備。自行設(shè)計(jì)大型“Y”形管,主管長為100 cm,2支管長為75 cm,內(nèi)徑為20 cm,2支管夾角為60°,主管與支管夾角為150°,主管為放蟲管,“Y”形管2支管分別為試驗(yàn)管和對照管,并在各管貼上標(biāo)簽。
1.2.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)以性信息素為對照(CK),性信息素劑量為1μl;試驗(yàn)組為植物源揮發(fā)物和性信息素按1∶4的比例組成,其中性信息素劑量為1μl。分別放入“Y”形管的對照管和試驗(yàn)管,將4日齡雄蟲放入主管,觀察、記錄成蟲選擇方向。
1.2.2 黏蟲性信息素增效劑的田間篩選試驗(yàn)。
1.2.2.1 單劑制備。將苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、2-苯乙醇、正丁醇、羅勒烯、β-蒎烯、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯9種試劑與正己烷按 1∶9的比例稀釋,每個(gè)綠色橡膠誘芯劑量為4 mg。
1.2.2.2 誘芯制備。性信息混合物和單劑分別與正己烷按1∶9的比例稀釋后,制作誘芯。第1組試驗(yàn)在2014年4月進(jìn)行,試驗(yàn)化合物為初步篩選的9種植物氣味化合物,每個(gè)信息素誘芯(每誘芯11 mg)加入的植物氣味化合物劑量為4 mg。另設(shè)性信息素對照和正己烷對照[7]。單純植物氣味化合物的誘捕試驗(yàn)采用天然橡膠誘芯劑量為4 mg。第2組試驗(yàn)在2014年9月進(jìn)行,試驗(yàn)化合物為苯甲醛、苯乙醛、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯,每個(gè)性信息素誘芯所加入的氣味化合物劑量分別為4、10、20 mg。混合物誘芯組成為苯乙醛(4 mg)與苯甲酸乙酯(4 mg),苯乙醛(4 mg)與乙酸苯甲酯(4 mg),苯甲醛(4 mg)、苯乙醛(4 mg)、苯甲酸乙酯(4 mg)與乙酸苯甲酯(4 mg)。
1.2.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。試驗(yàn)于河南省農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)進(jìn)行。誘捕用架為特制2 m長的鐵架,采用水盆式誘捕器。注入2/3體積清水,加入適量不加香的洗衣粉,誘芯放置于與水盆配套的傘架中,每個(gè)誘芯處理3次重復(fù),在盆側(cè)面標(biāo)記誘芯編號。所有誘芯采用隨機(jī)排列。每3 d田間統(tǒng)計(jì)誘捕量,撈出統(tǒng)計(jì)過的蟲體,及時(shí)補(bǔ)水;每10 d收集全部誘芯,更換新誘芯并重新排列。
1.3 數(shù)據(jù)處理 室內(nèi)“Y”形嗅覺儀測定黏蟲對植物源揮發(fā)物反應(yīng)數(shù)據(jù)采用卡方(X2)檢驗(yàn),田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Duncan’s多重比較進(jìn)行差異顯著性分析;所有數(shù)據(jù)處理采用SPASS19.0 軟件。
2.1 植物源揮發(fā)物與性信息素混合對黏蟲雄成蟲的室內(nèi)引誘效果 由表1可知,在性信息素中加入苯甲酸乙酯后增效效果極顯著。苯甲醛作為增效劑效果顯著,但不如苯甲酸乙酯。苯甲醇和苯乙醛具有一定引誘作用,但效果不太明顯。羅勒烯和β-蒎烯具有一定趨避作用,且羅勒烯趨避作用顯著。
2.2 單個(gè)植物源揮發(fā)物與黏蟲性信息素混和在大田的引誘效果 由圖1可知,苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、2-苯乙醇、正丁醇、羅勒烯、β-蒎烯、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯9種植物源單劑無引誘效果,而苯甲酸乙酯作為增效劑有顯著效果,與性信息素化合物比較具有顯著性差異(P<0.05)。苯乙醛和乙酸苯甲酯有微弱增效作用,但與性信息素比較無顯著性差異。
2.3 不同劑量植物源揮發(fā)物與性信息混合的引誘作用 結(jié)果表明,4 mg苯甲酸乙酯顯著提高性信息素的引誘效果,在4~20 mg范圍內(nèi),隨著植物源揮發(fā)物劑量的增加,誘蛾量呈現(xiàn)降低趨勢,但差異不顯著(圖2)。
2.4 多個(gè)植物源揮發(fā)物與黏蟲性信息素混合的引誘效果 配制了苯乙醛(4 mg)與苯甲酸乙酯(4 mg),苯乙醛(4 mg)與乙酸苯甲酯(4 mg),苯甲醛(4 mg)、苯乙醛(4 mg)、苯甲酸乙酯(4 mg)與乙酸苯甲酯(4 mg)混合物,結(jié)果表明:各混合物組成未顯著提高黏蟲性信息素的引誘作用(圖2),不同混合物誘芯差異不顯著。
陸生植物與植食性昆蟲在長期的進(jìn)化過程中形成了復(fù)雜的互作關(guān)系[6-8],在植物-植食性昆蟲-天敵三者關(guān)系中,植物氣味起重要作用[9]。自然界中,一些植物可以強(qiáng)烈地引誘雌雄兩性蛾子[10],羽衣甘藍(lán)(Brassica oleracea var.acephala)可以誘集小菜蛾產(chǎn)卵[11],芫菁(B.rapa)可以有效誘集甘藍(lán)卷心象鼻蟲(Ceutorhynchus obstrictus)[12]。楊樹枝把對許多夜蛾類雌雄蛾都有引誘作用,郭線茹等已從中鑒定出一些誘蟲活性物質(zhì),楊樹枝把的誘蟲作用在于其釋放的揮發(fā)性次生物質(zhì)[13-18]。
該研究發(fā)現(xiàn)所選取的9種植物源揮發(fā)物單劑無任何引誘活性。苯甲酸乙酯作為植物氣味化合物的一個(gè)組分,對黏蟲性引誘劑具有協(xié)同作用,且引誘效果大于性信息素和苯甲酸乙酯兩者之和。在一定范圍內(nèi),增加植物源單劑劑量,引誘效果差異不顯著。室內(nèi)試驗(yàn)苯甲醛作為增效劑具有顯著效果,田間試驗(yàn)顯著性不差異。
總體上看,性引誘劑對黏蟲雄蛾的引誘效果欠佳,絕對數(shù)量不大。其原因可能是:①人工合成性信息素組分缺少雌蛾釋放的性信息素微量組分。②目前黏蟲的監(jiān)測主要采用燈光、糖酒醋液和雷達(dá)監(jiān)測等方法[19],性信息素的應(yīng)用少、研究薄弱,該試驗(yàn)依據(jù)汪新文等[6]研究分析配成的黏蟲性信息素有可能不是最準(zhǔn)確的。黏蟲性信息素及其增效劑的研究、試驗(yàn)有待進(jìn)一步開展。
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