邢 亞 遲德富 宇 佳 嚴(yán)峻鑫 冉亞麗

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院 哈爾濱 150040； 2.東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院 哈爾濱 150040；3.遼寧北票市森林病蟲害防治檢疫站 北票 122100)

?

楊干象對12種植物揮發(fā)物的電生理及行為反應(yīng)*

邢 亞1遲德富1宇 佳1嚴(yán)峻鑫2冉亞麗3

(1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院 哈爾濱 150040； 2.東北林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院 哈爾濱 150040；3.遼寧北票市森林病蟲害防治檢疫站 北票 122100)

【目的】 從12種植物揮發(fā)物中篩選出對楊干象成蟲具有顯著驅(qū)避、引誘作用的揮發(fā)性物質(zhì)，并為生產(chǎn)制備驅(qū)避引誘劑提供依據(jù)，為有效控制楊干象種群奠定基礎(chǔ)?！痉椒ā?利用EAG技術(shù)對12種植物揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行觸角電生理反應(yīng)，篩選出與對照差異顯著的植物揮發(fā)物，再進(jìn)行濃度梯度篩選。進(jìn)而，進(jìn)行Y型嗅覺儀和風(fēng)洞生物測定?！窘Y(jié)果】 糠醛、苯甲酸、丁香酚、橙花醇、香茅醇、香柏油6種植物揮發(fā)物在1mol·L-1濃度下均能引起雌雄成蟲較強(qiáng)的EAG反應(yīng)(P<0.05)； 行為反應(yīng)測試表明： Y型嗅覺儀生測中1mol·L-1寄主植物揮發(fā)物糠醛對楊干象雌蟲有明顯引誘作用(P<0.01)，引誘率達(dá)71.59%； 1mol·L-1非寄主植物揮發(fā)物橙花醇對楊干象雌蟲具有較強(qiáng)的驅(qū)避作用(P<0.01)，驅(qū)避率高達(dá)81.5%。風(fēng)洞生測中1mol·L-1寄主植物揮發(fā)物苯甲酸對楊干象雌蟲具有明顯驅(qū)避作用，驅(qū)避率達(dá)74.68%。1 mol·L-1非寄主植物揮發(fā)物香柏油對楊干象雄蟲具有驅(qū)避作用(P<0.01)，驅(qū)避率達(dá)78.75%。【結(jié)論】 在所選擇的揮發(fā)物中，非寄主植物揮發(fā)物對楊干象成蟲的行為影響略高于寄主植物； 楊干象雌蟲較雄蟲對植物源揮發(fā)物更敏感； Y型嗅覺儀和風(fēng)洞生測都獲得了比較理想的試驗(yàn)結(jié)果。關(guān)鍵詞： 楊干象； 植物揮發(fā)物； 觸角電位； Y型嗅覺儀； 風(fēng)洞

楊干象 (Cryptorrhynchuslapathi)又稱楊干隱喙象、楊干白尾象甲(曹慶杰等， 2015)，屬鞘翅目(Coleoptera)象甲科(Curculionidae)，是全國林業(yè)檢疫性有害生物之一。目前，楊干象廣泛分布于黑龍江、吉林、遼寧、河北、內(nèi)蒙古等12個(gè)省、自治區(qū)(金大勇等， 2003)，多年來對我國林業(yè)經(jīng)濟(jì)造成巨大損失(宋子英等， 2006； 苗建材等， 1990； 高瑞桐等， 1987； 李亞杰等， 1981)。因此，安全有效地控制楊干象的發(fā)生與危害已成為森防工作的焦點(diǎn)。

近年來隨著昆蟲化學(xué)生態(tài)技術(shù)的發(fā)展，從植物或植物產(chǎn)品中提取、分離控制害蟲的生物活性物質(zhì)，利用植物次生物質(zhì)調(diào)節(jié)害蟲行為從而控制其危害，已成為害蟲綜合治理的一個(gè)世界性的趨勢(嚴(yán)善春等， 2007)。Xu等(2011)研究表明，小菜蛾(Plutellaxylostella)對寄主植物與性息素的混合物EAG反應(yīng)最強(qiáng)烈且較對照差異極顯著。余玉婷等(2013)研究表明，榆樹(Ulmuspumila)和紫丁香(Syringaoblata)中部分揮發(fā)物對小黃鰓金龜(Metabolusflavescens)具有引誘作用。韓寶瑜等(2007)研究表明，茶樹(Camelliasinensis)嫩葉及茶梢揮發(fā)物對無翅茶蚜(Toxopteraaurantii)具有較強(qiáng)引誘活性，并被作為尋覓取食場所信息化合物。李源等(2010)室內(nèi)生測結(jié)果表明，2-苯乙醇對馬鈴薯甲蟲(Leptinotarsadecemlineata)雌雄蟲都有明顯的作用。Flint等(1979)和Pickett等(1992)研究顯示，蚜蟲報(bào)警信息素的抑制物(-)-β-丁子香烯可引誘草嶺(Chrysoperlacarnea)。因此，篩選出植物揮發(fā)物中吸引或驅(qū)避害蟲的有效成分，對害蟲的生物防治具有很重要的意義。

本文選用的12種揮發(fā)物中有5種為楊干象寄主植物楊樹(Populusspp.)的主要揮發(fā)物，期望從中篩選出對楊干象定位寄主起主要作用的物質(zhì)； 另外7種揮發(fā)物選自能引起青楊脊虎天牛(Xylotrechusrusticus)(主要危害楊樹的另一種害蟲)強(qiáng)烈的EAG、Y型嗅覺儀和風(fēng)洞反應(yīng)的植物揮發(fā)物或植物精油。來自于楊樹的揮發(fā)物(程立超， 2007)為軟脂酸(palmitic acid)、苯甲酸(benzoic acid)、反式-2,4葵二烯醛(trans-2-trans-4-decadienal)、糠醛(furfural)、己醛(hexanal)； 7種非寄主植物揮發(fā)物組分為茶樹油(tea tree oil)、香柏油(cedar oil)、桉葉油(eucalyptus oil)、橙花醇(neroli)、香茅醇(β-cltronellol)、肉桂醇(cinnamic alcohol)、丁香酚(Eugenol)。本研究通過對上述物質(zhì)進(jìn)行EAG、Y型嗅覺儀和風(fēng)洞測試，以期篩選出對楊干象雌雄蟲具有較強(qiáng)引誘和驅(qū)避作用的揮發(fā)物組分，為設(shè)計(jì)高效的引誘、驅(qū)避劑進(jìn)行田間誘捕奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 1) 供試?yán)ハx 成蟲采自遼寧省北票市5～6年生被楊干象危害楊樹[美州黑楊×遼楊(P.deltoides×P.maximowiczii)]。在楊干象的老齡幼蟲期或蛹期從樹干基部伐倒，去除沒有楊干象的小枝及葉片，將帶有老熟幼蟲或蛹的樹干及粗枝條截成1.5～2 m的木段。將木段兩端用石蠟封口(防止水分喪失)后，運(yùn)回森林病蟲害生物學(xué)國家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱)。將木段立在2 m×2 m×2.5 m的紗籠中，在自然條件下飼養(yǎng)楊干象，待羽化后捕捉停留在樹干或紗網(wǎng)上的成蟲。將每天捕獲的成蟲分雌雄(避免交尾)，放入養(yǎng)蟲室內(nèi)0.3 m×0.3 m×0.4 m的紗籠中飼養(yǎng)。飼養(yǎng)條件： L(2 000 lx)∶D=16∶8； 溫度(25±1) ℃； 相對濕度50%±5%。每天更換1次水培的新鮮楊樹小枝條，供楊干象成蟲補(bǔ)充營養(yǎng)。

2) 供試藥劑 植物揮發(fā)物和植物精油： 軟脂酸、苯甲酸、反式-2,4-癸二烯醛、糠醛、己醛、茶樹油、香柏油、桉葉油、橙花醇、香茅醇、肉桂醇、丁香酚以及溶劑石蠟均購自阿拉丁試劑(上海)有限公司，揮發(fā)物純度為分析純，精油純度均≥99%。用溶劑將每種揮發(fā)性化合物和精油配制成1 mol·L-1的溶液(其中茶樹油、香柏油、桉葉油分別按其含有的最主要成分的分子量計(jì)算配制)，并將其稀釋成10-1，10-2，10-3，10-4，10-5mol·L-1溶液，待用。

1.2 試驗(yàn)方法 1) 觸角電位測定 將活躍的楊干象成蟲 (雌、雄)整根觸角用解剖刀沿基部切下，之后將觸角通過導(dǎo)電膠與2根金屬電極相連接，為了減少試驗(yàn)中觸角活性降低引起的誤差，每30 min更換1次。

用潔凈的鑷子將對折后的味源濾紙片(規(guī)格30 mm×4 mm，生產(chǎn)廠家為撫順市民政濾紙廠，型號為102中速定性濾紙)送入巴斯德吸管(管口直徑2 mm)，使用鐵架臺(tái)垂直固定送氣管和金屬電極，保證氣味源氣體在指向觸角的管子中被混合并恒定地吹向觸角，氣流保持在50 mL·s-1，刺激氣流噴出時(shí)間0.5 s，每次測試間隔1 min以上。調(diào)節(jié)觸角電位儀(INR-II； Syntech，Hilversum，The Netherlands)的工作狀態(tài)，在基線平穩(wěn)后，即可進(jìn)行單體各濃度梯度的觸角電位測定。每次在濾紙上滴10 μL樣品溶液，每種樣品每個(gè)濃度各重復(fù)測定5次，平均值即EAG(mV)反應(yīng)值。并以液體石蠟作為對照。試驗(yàn)條件為： 照度2 000 lx，溫度(25 ± 1) ℃，相對濕度50%±5%。

2) Y型嗅覺儀生物測定 利用Y型嗅覺儀測定楊干象成蟲對不同植物揮發(fā)物的選擇行為。嗅覺儀為玻璃制成的Y形管。主臂長25 cm，內(nèi)直徑3 mm，兩臂等長均為27 cm，兩側(cè)臂夾角60°。兩側(cè)臂的開口處通過橡膠塞、玻璃管和四氟乙烯軟管連接有樣品瓶、加濕瓶和活性炭管。

實(shí)驗(yàn)裝置的連接方式： 為保證空氣純凈，進(jìn)入嗅覺儀的空氣須經(jīng)過活性炭過濾及加濕器加濕，采用大氣采樣儀(北京勞動(dòng)保護(hù)研究所QC-IS型)抽氣的方式。開啟大氣采樣儀抽氣后，空氣經(jīng)過濾、加濕后吹過樣品瓶中的試樣(或?qū)φ?，然后進(jìn)入Y型嗅覺儀的側(cè)臂，再匯入主臂，最后從主臂的開口端進(jìn)入大氣采樣儀。氣流總流量控制在0.2 L·min-1，流速計(jì)調(diào)控每側(cè)臂分流0.1 L·min-1。

生測時(shí)，用移液槍吸取10 μL單品揮發(fā)物滴在小濾紙條上(20 mm×20 mm)，將其放入連接在一個(gè)側(cè)臂的樣品瓶中央，并以液體石蠟作為對照放入連接在另一個(gè)側(cè)臂上的樣品瓶中。于Y管主臂開口端單頭引入試驗(yàn)前已經(jīng)饑餓12 h的楊干象成蟲，然后用連接大氣采樣儀的膠塞封閉主臂開口端。打開大氣采樣儀30 s后開始計(jì)時(shí)。觀察3 min，當(dāng)試蟲到達(dá)其中1個(gè)臂的1/2處，并持續(xù)滯留在該側(cè)臂1 min以上，就記該試蟲對該臂的氣味源做出選擇。如果試蟲在引入3 min內(nèi)不做出選擇，則記該試蟲為無反應(yīng)，并結(jié)束該次試驗(yàn)。各種氣味源物質(zhì)的每種濃度測試10組，每組10頭。每測試1組，用丙酮和蒸餾水沖洗干凈內(nèi)臂，烘干備用。Y型嗅覺儀生測試驗(yàn)條件為： 照度2 000 lx，溫度(25±1)℃，相對濕度50%±5%。為了避免光線對楊干象成蟲趨性的影響，在每組測試5頭后，將Y型嗅覺儀的2個(gè)側(cè)臂的方位對調(diào)，再測定同組的另5頭試蟲。

3) 風(fēng)洞生測 本試驗(yàn)使用拉風(fēng)式風(fēng)洞，由風(fēng)源加濕器、過濾器、風(fēng)洞室(操作區(qū))、抽風(fēng)機(jī)、排氣管以及照明燈6部分組成。試驗(yàn)開始前，風(fēng)洞室先通風(fēng)30 min，風(fēng)速0.5 m·s-1。通風(fēng)完畢后，用移液槍吸取20 μL的待測樣品滴在濾紙條上，放在風(fēng)洞的上風(fēng)口，距風(fēng)洞過濾器20 cm、高30 cm的樣品支架上。以石蠟作為對照。通氣1～2 min，待氣跡均勻后，將試蟲放在下風(fēng)口，距氣味源約2 m處，觀察5 min，并記錄試蟲的趨向。行為反應(yīng)判定標(biāo)準(zhǔn)： 若試蟲逆風(fēng)爬(飛)行，且距離釋放點(diǎn)直線距離超過30 cm，記為試蟲對該氣味源有正趨向性； 若向氣味源相反方向爬(飛)行，并距離釋放點(diǎn)直線距離超過30 cm，記為負(fù)趨向性； 試蟲未爬(飛)行超過限定距離，或向其他方向(如側(cè)向)行進(jìn)，則記為無反應(yīng)。每次測試重復(fù)10次，每次使用10頭。2次氣味源測試間，以石蠟作為對照測試。風(fēng)洞生測試驗(yàn)條件為： 照度2 000 lx，溫度(25±1) ℃，相對濕度50%±5%。

1.3 數(shù)據(jù)分析 用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件對EAG反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，使用Tukey檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較，檢驗(yàn)其差異顯著性。用SPSS19.0對Y型嗅覺儀和風(fēng)洞生測數(shù)據(jù)進(jìn)行χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 觸角電位 1) 楊干象雌雄成蟲對12種植物揮發(fā)物的EAG反應(yīng) 如圖1所示：楊干象雌蟲對1 mol·L-1的丁香酚、苯甲酸、糠醛EAG反應(yīng)值較對照具有極顯著差異(P<0.01)，其反應(yīng)值分別為(0.035 4±0.004 615) mV、(0.036 2±0.004 147) mV、(0.037 6±0.003 912) mV； 對1 mol·L-1的香茅醇、橙花醇、桉葉油、香柏油的EAG反應(yīng)值與對照相比具有顯著差異(P<0.05)，其反應(yīng)值分別為(0.032 2±0.004 868) mV、(0.031 6±0.002 793) mV、(0.031 8±0.006 14) mV、(0.033 4±0.004 037) mV。

楊干象雄蟲對1 mol·L-1的丁香酚、苯甲酸EAG反應(yīng)值較對照具有極顯著差異(P<0.01)，其反應(yīng)值分別為(0.036 4±0.003 05) mV、(0.036±0.004) mV； 對1 mol·L-1的香茅醇、橙花醇、糠醛、香柏油、反式-2,4葵二烯醛的EAG反應(yīng)值與對照相比具有顯著差異(P<0.05)，其反應(yīng)值分別為(0.033 8±0.005 167) mV、(0.034±0.005 874) mV、(0.032 6±0.003 209) mV、(0.033 4±0.004 037) mV、(0.033±0.004 95) mV。

本試驗(yàn)選取了對楊干象雌雄成蟲均有差異顯著性的6種植物揮發(fā)物質(zhì)，即苯甲酸、糠醛、香柏油、橙花醇、香茅醇、丁香酚，進(jìn)行不同濃度梯度篩選，以期找到引誘或驅(qū)避楊干象的最佳濃度。

圖1 楊干象成蟲對12種1 mol·L-1植物揮發(fā)物 的EAG反應(yīng)值Fig.1 The EAG value of Cryptorrhynchus lapathi to 12 kinds of 1 mol·L-1volatiles 灰顏色的柱代表寄主揮發(fā)物，白顏色的柱代表非寄主揮發(fā)物。柱右端的數(shù)值代表Tukey’s HSD檢驗(yàn)獲得的P值，代表與對照組反應(yīng)值之間的差異顯著性水平。Gray bars indicate ‘host’ compounds, white bars indicate ‘non-host’ compounds. The values to the right of the responses are P values, indicating the level of significance of differences relative to the respective control responses. A. 丁香酚Eugenol; B.肉桂醇Cinnamic alcohol; C.香茅醇β-cltronellol; D.橙花醇Neroli; E.桉葉油Eucalyptus oil; F.香柏油Cedar oil; G.茶樹油Tea tree oil; H.己醛Hexanal; I.糠醛Furfural; J.反式-2,4-癸二烯醛Trans-2-trans-4-decadienal; K.苯甲酸Benzoic acid; L.軟脂酸Palmitic acid.

圖2 楊干象對不同濃度梯度6種植物揮發(fā)物質(zhì)EAG反應(yīng)值Fig.2 EAG reaction value of C. lapathi to 6 kinds of volatiles at different concentrations **：EAG反應(yīng)值與對照相比差異極顯著(P<0.01) A highly significant difference (P<0.01); *：EAG反應(yīng)值與對照相比差異顯著(P<0.05) A significant difference (P<0.05).

2) 楊干象雌雄成蟲對6種不同濃度的植物揮發(fā)物的EAG反應(yīng) 圖2為楊干象成蟲對糠醛、苯甲酸、丁香酚、橙花醇、香茅醇、香柏油6種植物揮發(fā)物質(zhì)不同濃度梯度的EAG反應(yīng)值。由圖2和表1 Tukey’s HSD測定結(jié)果可知，楊干象雌成蟲對1 mol·L-1的糠醛、苯甲酸、丁香酚、香柏油，對10-1mol·L-1丁香酚、香柏油較對照差異極顯著(P<0.01)； 對10-3mol·L-1香柏油，對10-2mol·L-1糠醛、香柏油，對10-1mol·L-1糠醛、苯甲酸、橙花醇，對 1 mol·L-1的香茅醇較對照差異顯著(P<0.05)，對其他濃度梯度揮發(fā)物質(zhì)的EAG反應(yīng)值較對照均無顯著差異。

楊干象雄成蟲對1 mol·L-1的橙花醇、香柏油的EAG反應(yīng)值較對照差異極顯著(P<0.01)； 對10-1mol·L-1糠醛、苯甲酸、橙花醇、香柏油，對1 mol·L-1的糠醛、丁香酚、香茅醇、香柏油較對照差異顯著(P<0.05)，對其他濃度植物揮發(fā)物EAG反應(yīng)值較對照無顯著差異。

表1 楊干象成蟲對不同揮發(fā)物的EAG反應(yīng)Tukey’s HSD分析Tab.1 Tukey’s HSD test on the EAG response of C. lapathi adults to different volatiles

2.2 Y型嗅覺儀生物測定 通過觸角電位測試選出差異極顯著(P<0.01)和差異顯著的(P<0.05)的揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行Y型嗅覺儀生物行為測定，結(jié)果如表2所示。楊干象雌蟲對1 mol·L-1的糠醛表現(xiàn)出較強(qiáng)的引誘作用，引誘率為71.59%； 對1 mol·L-1的橙花醇具有較強(qiáng)的驅(qū)避作用，驅(qū)避率為81.5%，同時(shí)對1 mol·L-1、10-1mol·L-1的糠醛、苯甲酸、橙花醇及1 mol·L-1丁香酚均表現(xiàn)出驅(qū)避作用，且較對照相比差異極顯著(P<0.01)； 10-2mol·L-1糠醛與10-1mol·L-1糠醛、苯甲酸、丁香酚、香柏油以及1 mol·L-1的香柏油較對照差異顯著(P<0.05)。

楊干象雄蟲對1 mol·L-1香柏油表現(xiàn)出較強(qiáng)驅(qū)避作用，驅(qū)避率為77.33%，其次是1 mol·L-1香茅醇，驅(qū)避率為77.01%，對1 mol·L-1橙花醇與10-1mol·L-1香柏油均表現(xiàn)出驅(qū)避作用，且較對照差異極顯著(P<0.01)，對10-1mol·L-1橙花醇、苯甲酸與1 mol·L-1苯甲酸較對照差異顯著(P<0.05)，其他濃度揮發(fā)物質(zhì)均與對照無顯著性差異。

表2 楊干象成蟲對6種植物揮發(fā)物Y型嗅覺儀生測卡方檢驗(yàn)結(jié)果①Tab.2 Results of chi-square test on the Y-tube bioassay of C. lapathi to 6 kinds of plant volatiles

① +:引誘率Luringrate;-:驅(qū)避率Repellent rate.下同The same below.

2.3 風(fēng)洞生物測定 通過觸角電位測試選出差異極顯著(P<0.01)和差異顯著的(P<0.05)的揮發(fā)物質(zhì)進(jìn)行風(fēng)洞生物行為測定，由表3可知，1 mol·L-1苯甲酸對楊干象雌蟲具有驅(qū)避作用，驅(qū)避率為74.68%，且較對照相比差異極顯著(P<0.01)； 1 mol·L-1糠醛、橙花醇、丁香酚、香柏油與10-1mol·L-1苯甲酸、丁香酚較對照相比差異顯著(P<0.05)。

表3 楊干象成蟲對6種植物揮發(fā)物風(fēng)洞生測卡方檢驗(yàn)Tab.3 Chi-square test on the wind tunnel bioassay of C. lapathi to 6 kinds of plant volatiles

1 mol·L-1香柏油則對楊干象雄蟲具有較強(qiáng)驅(qū)避作用，驅(qū)避率為78.75%； 其次是1 mol·L-1香茅醇，驅(qū)避率為70.89%，較對照相比差異極顯著(P<0.01)； 1 mol·L-1糠醛對楊干象具有顯著的引誘作用，引誘率均達(dá)65%以上，1 mol·L-1丁香酚、苯甲酸與10-1mol·L-1苯甲酸均有驅(qū)避作用，且較對照相比差異顯著(P<0.05)。其他濃度揮發(fā)物對楊干象雌雄成蟲的驅(qū)避作用均未達(dá)到差異顯著程度。

3 討論

楊干象雌雄成蟲對1 mol·L-1苯甲酸的EAG反應(yīng)值與對照相比差異極顯著(P<0.01)，這與苯甲酸對玉米螟(Ostrinianubilalis)雌蟲具有較強(qiáng)EAG反應(yīng)的研究結(jié)果相似(Soleetal., 2010； Andersonetal., 2009)； 對10-1mol·L-1糠醛、苯甲酸、橙花醇和1mol·L-1香茅醇的EAG反應(yīng)值較對照差異顯著(P<0.05)。另外，寄主植物揮發(fā)物10-2mol·L-1糠醛、非寄主植物揮發(fā)物10-3mol·L-1香柏油也對楊干象雌蟲電生理具有較強(qiáng)反應(yīng)值。這與張振等(2010)對青楊脊虎天牛(Xylotrechusrusticus)研究的結(jié)果類似，在EAG中對濃度10-1mol·L-1及以上的糠醛反應(yīng)強(qiáng)烈，且具有顯著差異。而楊干象對非寄主植物揮發(fā)物香柏油EAG也具有強(qiáng)烈反應(yīng)，這可能是楊干象雌蟲在取食、產(chǎn)卵時(shí)對寄主植物特定氣味的選擇行為，對寄主植物以外的其他氣味具有強(qiáng)烈抵制性(Caoetal., 2015)。但整體來看，楊干象雌蟲EAG反應(yīng)值較雄蟲強(qiáng)烈，這與分月扇舟蛾(Closteraanastomosis)以及Hyleslineata研究相似，未交配雌蟲 EAG 反應(yīng)值較未交配雄蟲高，雌蟲較雄蟲對植物揮發(fā)物更敏感(陳琳等， 2014； Ragusoetal., 2015)。這是因?yàn)槔ハx不同性別的個(gè)體在尋找寄主、繁殖后代等行為中所起的作用不同而導(dǎo)致的雌雄成蟲對相同揮發(fā)物所表現(xiàn)的不同反應(yīng)。

在Y型嗅覺儀生測中，1 mol·L-1糠醛、苯甲酸、丁香酚和橙花醇較對照均有極顯著差異(P<0.01)，其中1 mol·L-1糠醛對楊干象雌蟲具有較強(qiáng)引誘作用，達(dá)71.59%； 1 mol·L-1橙花醇、苯甲酸對雌蟲具有較強(qiáng)的驅(qū)避作用，其中橙花醇的驅(qū)避率高達(dá)81.5%； 1 mol·L-1橙花醇、苯甲酸、香茅醇、香柏油對楊干象雄蟲具有較強(qiáng)驅(qū)避作用，驅(qū)避率均達(dá)68%以上。這與鑒定出的香葉醛、橙花醇對淡色庫蚊(Culexpipienspallens)和白紋伊蚊(Aedesalbopictus)具有驅(qū)避作用研究結(jié)果一致(Lealetal., 1998)。總體來看，楊干象雄蟲的定向反應(yīng)率均低于雌蟲，因此有效地利用雌蟲反應(yīng)強(qiáng)烈的揮發(fā)物質(zhì)，開發(fā)成驅(qū)避或引誘劑，可以有效地調(diào)控楊干象雌蟲種群。

在風(fēng)洞生測中，1 mol·L-1苯甲酸對楊干象雌蟲，1 mol·L-1香柏油、香茅醇對雄蟲有較強(qiáng)驅(qū)避作用，驅(qū)避率均達(dá)70%以上。這與Raguraman等(1997)的研究結(jié)果相似，1%濃度的香柏油較印楝樹油和其他組合成分對綠豆象(Callosobruchuschinensis)具有較高驅(qū)避率。1 mol·L-1糠醛對楊干象雄蟲引誘率達(dá)65.06%，這為生產(chǎn)中制備驅(qū)避或引誘劑奠定了基礎(chǔ)。

綜上所述，風(fēng)洞與Y型嗅覺儀生測結(jié)果存在差異，究其原因，有以下幾點(diǎn)： 首先，兩者空間結(jié)構(gòu)不一致。風(fēng)洞較嗅覺儀的空間大，這就必然造成楊干象成蟲在通過Y型嗅覺儀2個(gè)側(cè)臂時(shí)很容易作出判斷，即驅(qū)或避。再有，在Y型嗅覺儀中，試蟲不具有飛行的可能，但是風(fēng)洞的空間完全允許試蟲飛行。其次，兩者的設(shè)備質(zhì)地完全不同。風(fēng)洞中的供試蟲活動(dòng)“風(fēng)洞室”底面為膠合板，Y型嗅覺儀整體由玻璃制成，其中膠合板材質(zhì)的風(fēng)洞更接近于樹木的表面(李靜靜等， 2014)。另外，風(fēng)洞和Y型嗅覺儀中氣味的擴(kuò)散面和單位體積中的氣味物質(zhì)濃度也會(huì)有比較大的差異。盡管楊干象成蟲善爬，且飛翔能力差(秦世劍， 2010)，但根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果可以認(rèn)為，Y型嗅覺儀測試結(jié)果比風(fēng)洞的測試結(jié)果更顯著，但風(fēng)洞的測試結(jié)果會(huì)更接近于野外的環(huán)境，而Y型嗅覺儀的結(jié)果也具有較大的生物學(xué)價(jià)值，但單靠Y型嗅覺儀的結(jié)果會(huì)有比較大的誤差。

根據(jù)行為測試結(jié)果分析，有2種寄主植物揮發(fā)物對楊干象雌蟲有明顯作用，其中1 mol·L-1糠醛對其具有較強(qiáng)引誘作用，高達(dá)71.59%，而1 mol·L-1苯甲酸對其具有顯著驅(qū)避作用，驅(qū)避率為75.29%。有4種1 mol·L-1非寄主植物揮發(fā)物對楊干象成蟲均有驅(qū)避作用，其中1 mol·L-1橙花醇、丁香酚對雌蟲具有強(qiáng)烈的驅(qū)避作用，驅(qū)避率分別為81.5%，78.05%，而1 mol·L-1香柏油、香茅醇對雄蟲有驅(qū)避作用，驅(qū)避率分別是77.33%，77.01%。整體來看，產(chǎn)生作用的非寄主植物揮發(fā)物不僅種類上多于寄主植物，驅(qū)避引誘率上也高于寄主植物，可能是由于應(yīng)用于試驗(yàn)的寄主植物揮發(fā)物都是單體，而非寄主植物揮發(fā)物都是一些精油類的混合物質(zhì)，而這些混合物質(zhì)增強(qiáng)了對昆蟲的驅(qū)避作用。在自然界中，某些特殊的非寄主植物含有一些特殊揮發(fā)性物質(zhì)，對植食性昆蟲表現(xiàn)出直接的行為干擾作用，具強(qiáng)烈的驅(qū)避作用(Zhangetal., 2015)。

植物源揮發(fā)物和昆蟲信息素對昆蟲的行為起著同等重要的調(diào)控作用(Reddyetal., 2004)。昆蟲信息素在害蟲監(jiān)測、直接誘殺和干擾交配中應(yīng)用也很普遍，但把二者有機(jī)結(jié)合成功應(yīng)用于害蟲防治的成功實(shí)例相對較少(王振華等， 2008)。本文只是研究了一些揮發(fā)物對楊干象成蟲的驅(qū)避、引誘作用。因此，有必要深入開展揮發(fā)物與昆蟲信息素組合對楊干象EAG和行為反應(yīng)的研究。

4 結(jié)論

通過研究確定1 mol·L-1糠醛、苯甲酸、丁香酚、橙花醇、香茅醇、香柏油均能引起雌雄成蟲較強(qiáng)的EAG反應(yīng)。行為反應(yīng)測試表明1 mol·L-1糠醛對楊干象雌蟲有明顯引誘作用， 1 mol·L-1苯甲酸和橙花醇對楊干象雌蟲具有明顯驅(qū)避作用；1 mol·L-1香柏油對楊干象雄蟲具有驅(qū)避作用。

曹慶杰，遲德富．2015．楊樹品系抗楊干象水平及其與木質(zhì)部和韌皮部硬度等關(guān)系．林業(yè)科學(xué)，51(5)： 56-67．

(Cao Q J，Chi D F．2015．Relationship between the resistence level of poplar strain resist toCryptorrhynchuslapathi(Coleoptera： Curculionidae)and the physical properties of their trunks．Scientia Silvae Sinicae，51(5)： 56-67．[in Chinese ])

陳 琳．2014．植物揮發(fā)物與雌蛾性腺提取物對分月扇舟蛾成蟲行為的影響．南昌： 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文．

(Chen L．2014．Effects of plant volatiles and sex gland extracts of female moths on behavioral responses of the black-back prominent moth adults，Closteraanastomosis．Nanchang： MS thesis of Jiangxi Agricultural University．[in Chinese ])

程立超．2007．十種楊樹樹皮揮發(fā)性物質(zhì)對青楊脊虎天牛成蟲的影響．哈爾濱： 東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文．

(Cheng L C．2007．The impact of volatile from bark of ten species of poplar toXylotrechusrusticusL.Harbin： MS thesis of Northeast Forestry University．[in Chinese ])

高瑞桐，楊自湘，陳鴻雕，等．1987．楊樹品種對楊干象敏感性的初步研究．森林病蟲通訊，(3)： 16-18．

(Gao R T，Yan Z X，Chen H D，etal．1987．Research on sensitivity of poplar strains againstCryptorrhynchuslapathiL.Forest Pest and Disease，(3)： 16-18．[in Chinese ])

韓寶瑜，韓寶紅．2007．無翅茶蚜對茶樹揮發(fā)物的觸角電生理和行為反應(yīng)．生態(tài)學(xué)報(bào)，27(11)： 4485-4490．

(Han B Y，Han B H．2007．EAG and behavioral responses of the wingless tea aphidToxopteraaurantii(Homoptera： Aphididae)to tea plant volatiles．Acta Ecologica Sinica，27(11)： 4485-4490．[in Chinese])

金大勇，呂龍石，李龍根，等．2003．我國楊干象研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，31(6)： 75-77．

(Jin D Y，Lü L S，Li L G，etal．2003．Status and perspective of research onCryptorrhynchuslapathiin China．Journal of Northeast Forestry University，31(6)： 75-77．[in Chinese ])

李靜靜，黃翠虹，周 琳，等．2014．風(fēng)洞技術(shù)．應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)，51(2)： 591-596．

(Li J J，Huang C Y，Zhou L，etal．2014．The windtunnel technique．Journal of Applied Entomology，51(2)： 591-596．[in Chinese ])

李亞杰，鐘兆康，林繼惠，等．1981．楊干象蟲的生物學(xué)和防治．昆蟲學(xué)報(bào)，24(4)： 390-395．

(Li Y J，Zhong Z K，Lin J H，etal．1981．Biology and control ofCryptorrhynchuslapathiL.Acta Entomologica Sinica，24(4)： 390-395．[in Chinese ])

李 源，尹春燕，劉小俠，等．2010．多種植物揮發(fā)物及馬鈴薯甲蟲聚集素對馬鈴薯甲蟲的引誘作用．昆蟲學(xué)報(bào)，53(7)： 734-740．

(Li Y，Yin C Y，Liu X X，etal．2010．Attraction ofLeptinotarsadecemlineata(Say)(Coleoptera： Chrysomelidae)by several plant volatiles and aggregation pheromone．Acta Entomologica Sinica，53(7)： 734-740．[in Chinese ])

苗建材，遲德富，李清宇，等．1990．氧樂果微膠囊劑的制備級防治楊干象的研究．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，18(4)： 35-42．

(Miao J C，Chi D F，Li Q Y，etal．1990．Preparation of omethoate microcapsulated pestcides and controlCryptorrhynchuslapathiL.Journal of Northeast Forestry University，18(4)： 35-42．[in Chinese ])

秦世劍，沈明日．2010．楊干象的發(fā)生規(guī)律及綜合治理技術(shù)．林業(yè)科技情報(bào)，42(1)： 20-21．

(Qin S J，Shen M R．2010．Occurrence regulation and integrated management techniques ofCryptorrhynchuslapathi. Journal of Forestry Science and Technology Information，42(1)： 20-21．[in Chinese ])

宋子英，張 海．2006．林業(yè)有害生物楊干象危險(xiǎn)性分析．甘肅林業(yè)科技，31(1)： 51-53．

(Song Z Y，Zhang H．2006．Forest pest risk analysis ofCryptorrhynchuslapathi．Journal of Gansu Forestry Science and Technology，31(1)： 51-53．[in Chinese ])

王振華，趙 暉，李金甫，等．2008．植物源揮發(fā)物對昆蟲信息素的增效作用及其增效機(jī)制．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 19(11)： 2533-2537．

(Wang Z H，Zhao H，Li J P，etal．2008．Synergism of plant volatiles to insects pheromones and related mechanisms．Chinese Journal of Applied Ecology， 19(11)： 2533-2537．[in Chinese ])

嚴(yán)善春，劉英勝，王 琪，等．2007．落葉松毛蟲對興安落葉松6種揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)．林業(yè)科學(xué)，43(7)： 55-60．

(Yan S C，Liu Y S，Wang Q,etal．2007．Electroantennogram responses ofDendrolimussuperansto six volatiles ofLarixgmelinii．Scientia Silvae Sinicae，43(7)： 55-60．[in Chinese ])

余玉婷．2013．植物揮發(fā)物對金龜甲的引誘作用研究．南昌： 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文．

(Yu Y T．2013．Attraction of scarab beetles to plant volatiles．Nanchang： MS thesis of Jiangxi Agricultural University．[in Chinese ])

張 振，遲德富，宇 佳，等．2010．青楊脊虎天牛對13種植物揮發(fā)物的電生理及行為反應(yīng)．林業(yè)科學(xué)，46(10)： 69-75．

(Zhang Z，Chi D F,Yu J，etal．2010．EAG behavioral responses ofXylotrechusrusticusto thirteen plant volatiles．Scientia Silvae Sinicae，46(10)： 69-75．[in Chinese ])

Anderson A R，Wanner K W，Trowell S C，etal．2009．Molecular basis of female-specific odorant responses inBombyxmori．Insect Biochemistry and Molecular Biology，39： 189-197．

Cao Q J，Yu J， Chi D F，etal．2015．Effects of plant volatiles on electrophysiological and behavioral responses ofCryptorrhynchuslapathi．Entomologia Experimentalis et Applicata，156(2)： 105-116．

Flint H M，Salter S S，Walters S．1979．Caryophyllene： an attractant for the green lacewing. Environ Entomol，8(6)： 1123-1125．

Leal W S，Uchida K．1998．Application of GC-EAD to the determination of mosquito repellents derived from a plant，Cymbopogoncitratus．Journal of Asia-Pacific Entomol，1(2)： 217-221．

Pickett J A，Wadhams L J，Woodcock C M,etal. 1992．The chemical ecology of aphids.Annu Rev Entomol，37： 67-90．

Raguso R A，Light D M， Pickersky E．1996．Electroantennogram responses ofHyleslineata(Sphingidae： Lepidoptera) to volatile compounds fromClarkiabreweri(Onagraceae) and other moth-pollinated flowers．Journal of Chemical Ecology，22(10)： 1735-1766．

Raguraman S，Singh D．1997．Biopotential ofAzadirachtaindicaandCedrusdeodaraoils onCallosobruchuschinensisL.Journal of Pharmaceutical Biology，35(5)： 344-348．

Reddy G A P，Guerrero A．2004．Interactions of insect pheromones and plant semiochemicals．Trends in Plant Science，9(5)： 253-261．

SOLé J，SANS A，RIBA M，etal．2010．Behavioural and electrophysiological responses of the European corn borerOstrinianubilalisto host-plant volatiles and related chemicals．Journal of Pharmaceutical Biology，35(4)： 354-363．

Xu H X，Wang S，Tan X L，etal．2011．Electrophysiological responses ofPlutellaxylostellato 9 different plantvolatiles．Journal of Environmental Entomology，33(4)： 442-447．

Zhang Z Q，Sun X L，Luo Z X，etal．2013．The manipulation mechanism of “push-pull” habitat management strategy and advances in its application．Acta Ecologica Sinica, 33(2)： 94-101．

(責(zé)任編輯 朱乾坤)

EAG and Behavioral Responses ofCryptorrhynchuslapathi(Coleoptera: Curculionidae) to Twelve Plant Volatiles

Xing Ya1Chi Defu1Yu Jia1Yan Junxin2Ran Yali3

(1.CollegeofForestry,NortheastForestryUniversityHarbin150040; 2.CollegeofLandscapeArchitecture,NortheastForestryUniversityHarbin150040; 3.ControlandQuarantineStationofForestPestsandDiseasesofBeipiaoBeipiao122100)

【Objective】 To select volatile substances which could significantly repel or lureCryptorrhynchuslapathiby screening 12 plant volatiles, and provide theoretical basis for production of repellents or attractants to effectively control this pest.【Method】 EAG technique was used to exam antennal electrophysiology reactions ofC.lapathito 12 plant volatiles. Substances showed significant difference comparing with control were selected, and the effective concentrations were determined. Y type olfactometer and wind tunnel bioassays were carried out based on the results of EAG experiment.【Result】Six plant volatiles, furfural, benzoic acid, eugenol, nerol, β-cltronellol, and cedar oil, could arouse both male and female adult showing significantly higher EAG reaction (P< 0.05), and the effective concentration was 1 mol·L-1. In Y type olfactometer behavioral response test, furfural (a host plant volatile) showed significantly higher luring effect on female adults ofC.lapathi(P< 0.01), and the luring rate was 71.59%. Nerol (a non-host plant volatile) showed significantly higher repelling effect on female adults ofC.lapathi(P< 0.01), and the repelling rate was up to 81.5%. In the wind tunnel bioassay, benzoic acid (a host plant volatile) showed significantly higher repelling effect on femaleC.lapathi, the repelling rate reached 74.68%, and maleC.lapathiwas significantly repelled by cedar oil (a non-host plant volatile) (P< 0.01), the repelling rate was 78.75%.【Conclusion】 Non-host plant volatiles showed slightly higher impact on the behavior of adultC.lapathithan host plant volatiles, and females ofC.lapathiwere more sensitive to those plant volatiles than males in our tests. Both Y type olfactometer and the wind tunnel bioassays produced ideal results.

Cryptorrhynchuslapathi； plant volatiles； electroantennogram(EAG)； Y type olfactometer； wind tunnel

10.11707/j.1001-7488.20170619

2015-11-20;

2016-05-06。

“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD19B0704)。

S763.306

A

1001-7488(2017)06-0159-09

*遲德富為通訊作者。