張巨琴

摘 要：本文研究了棉鈴蟲(chóng)Helicoverpa armigera對(duì)人類(lèi)基本呈味物質(zhì)的味覺(jué)反應(yīng)，然后采用一系列生物測(cè)定追蹤的化學(xué)分析手段從28種芳香植物中篩選拒食活性物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了兩種廣譜性拒食物質(zhì)，最后對(duì)這些物質(zhì)在不同饑餓處理時(shí)間、不同昆蟲(chóng)種類(lèi)、不同使用劑量方面進(jìn)行了拓展研究，以探索出應(yīng)用的范圍和限制。以期待篩選出能夠調(diào)節(jié)棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)味覺(jué)感受器的幾種原味。

關(guān)鍵詞：棉鈴蟲(chóng)；山椒醇；胡椒堿；呈味物質(zhì)；拒食劑

一、文獻(xiàn)綜述

1.動(dòng)物味覺(jué)感受系統(tǒng)對(duì)呈味物質(zhì)的識(shí)別

人類(lèi)有酸、甜、苦和咸 4 種基本味覺(jué)，引起這 4 種味覺(jué)反應(yīng)的物質(zhì)稱(chēng)為基本呈味物質(zhì)。通常 H+引起酸味感覺(jué)，糖類(lèi)、多元醇類(lèi)和部分氨基酸引起甜味感覺(jué)，生物堿、萜類(lèi)和部分糖苷引起苦味感覺(jué)，無(wú)機(jī)鹽類(lèi)特別是氯化鹽引起咸味感覺(jué)，這些基本呈味物質(zhì)以不同的濃度和比例組合時(shí)，就可形成千差萬(wàn)別的味道。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)技術(shù)和電生理試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)物味覺(jué)機(jī)理研究成為新的研究熱點(diǎn)，已經(jīng)明確哺乳動(dòng)物通過(guò)專(zhuān)一的感受細(xì)胞來(lái)分別檢測(cè)不同的基本呈味物質(zhì)。根據(jù)氣味環(huán)渡理論，人類(lèi)嗅覺(jué)系統(tǒng)感受食品風(fēng)味時(shí)存在著相鄰補(bǔ)強(qiáng)、對(duì)角補(bǔ)缺的規(guī)律，通過(guò)若干種基本呈味物質(zhì)的搭配，即可實(shí)現(xiàn)食品調(diào)香和調(diào)味。對(duì)于植食性昆蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，與植物接觸后主要通過(guò)味覺(jué)感受器來(lái)感知植物中的營(yíng)養(yǎng)成分和次生代謝產(chǎn)物，從而做出“接受”或“拒絕”的選擇。其中營(yíng)養(yǎng)成分以糖類(lèi)和氨基酸為主，構(gòu)成昆蟲(chóng)的基本味感，但昆蟲(chóng)食譜的范圍是由 D 細(xì)胞感知植物中的次生代謝產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)的。一些引起人類(lèi)味感的物質(zhì)對(duì)于昆蟲(chóng)取食的影響已經(jīng)得到研究。如能發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)或驅(qū)避昆蟲(chóng)取食、產(chǎn)卵等生命活動(dòng)行為的幾種原味（primary tastants）物質(zhì)，就有可能通過(guò)相互搭配來(lái)研發(fā)有針對(duì)性的拒食劑。

2.植物次生代謝物對(duì)昆蟲(chóng)生命行為的影響

植物次生代謝物是對(duì)植物細(xì)胞生命活動(dòng)或生長(zhǎng)發(fā)育并非必需的小分子有機(jī)物。這類(lèi)物質(zhì)種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)迥異，包括酚類(lèi)、黃酮類(lèi)、香豆素、木質(zhì)素、生物堿、糖苷、萜類(lèi)、甾類(lèi)、皂苷、多炔類(lèi)和有機(jī)酸等，其產(chǎn)生和分布通常又表現(xiàn)出明顯的種類(lèi)、器官、組織及生育時(shí)期的特異性，在應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫、植物競(jìng)爭(zhēng)、植食者攻擊及抵御病原微生物侵襲中起著重要的作用。對(duì)植食性昆蟲(chóng)而言，主要影響幼蟲(chóng)取食和成蟲(chóng)產(chǎn)卵，其中成蟲(chóng)產(chǎn)卵選擇包括遠(yuǎn)距離寄主定向、產(chǎn)卵試探行為等許多步驟。為便于敘述起見(jiàn)，本文主要討論對(duì)幼蟲(chóng)取食行為的影響和對(duì)成蟲(chóng)產(chǎn)卵器與植物葉面直接接觸后行為的影響。

3.植物次生代謝物的收集和化學(xué)鑒定方法

收集植物次生代謝物的方法較多，本文主要介紹非揮發(fā)性次生物質(zhì)的收集方法，主要包括：索氏提取法 ，柱層析法 ，滲透汽化法。

4.植物次生代謝物生物測(cè)定方法

植物次生物質(zhì)種類(lèi)繁多，選擇能夠快速篩選出對(duì)昆蟲(chóng)具有忌避、拒食或者毒殺活性的次生質(zhì)至關(guān)重要。到目前為止，應(yīng)用最多的生物測(cè)定方法是葉碟法，近幾年觸角電位技術(shù)和生物自顯影技術(shù)的快速發(fā)展，為快速篩選對(duì)害蟲(chóng)有控制作用的活性物質(zhì)提供了新方法。

5.制約拒食劑實(shí)踐應(yīng)用的因素

害蟲(chóng)拒食劑相對(duì)于工業(yè)合成的殺蟲(chóng)劑來(lái)說(shuō)其優(yōu)點(diǎn)是安全、環(huán)保、不易產(chǎn)生抗性，但是拒食劑在應(yīng)用方面也存在著許多制約因素，如害蟲(chóng)對(duì)拒食劑出現(xiàn)的馴化（習(xí)慣化），有些拒食劑還會(huì)誘導(dǎo)害蟲(chóng)取食偏好性的改變等。

二、棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)對(duì)人類(lèi)基本呈味物質(zhì)正交組合的取食反應(yīng)

1.花椒不同溶劑提取物對(duì)棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)的拒食活性比較

為了確定最佳提取溶劑，比較了花椒采用蒸餾水、乙醇、丙酮、二氯甲烷和正己烷 5 種極性不同的溶劑提取所得的溶液對(duì)棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)的拒食活性。稱(chēng)取 2 g 花椒粉末，置于一個(gè) 20 mL具刻度的棕色玻璃瓶中，分別加入上述 5 種溶劑各 15 mL。然后，將上述棕色玻璃瓶置于 HZQ-C空氣浴振蕩器中在 180 r/min、40℃條件下振動(dòng) 48 h，靜置并取上清液進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定時(shí)，每個(gè)培養(yǎng)皿放入 4 枚煙草葉碟，處理每個(gè)葉碟涂布 20 μL 待測(cè)溶液和 20 μL 蒸餾水，對(duì)照添加相應(yīng)于待測(cè)溶液的溶劑 20 μL 以及 20μL 蒸餾水，3 min 后置于培養(yǎng)皿中進(jìn)行測(cè)試，其他測(cè)試條件同上。每個(gè)配對(duì)試驗(yàn)重復(fù) 10 次。

2.最佳“椒鹽比”的混合液劑量反應(yīng)測(cè)定

上述試驗(yàn)確定最佳“椒鹽比”為 25/15，但多數(shù)試驗(yàn)組處理對(duì)棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)的拒食率將近達(dá)到100%，因此，本試驗(yàn)的目的是測(cè)定在保證接近 100%拒食率的前提下該最佳配比混合液所需的最低用量及其拒食率隨劑量增加而變化的回歸方程。首先配制 25/15 的乙醇+水混合溶液（下稱(chēng)“補(bǔ)償液”），然后再每個(gè)培養(yǎng)皿放入 4 枚煙草葉碟，分別涂布 0 μL、10 μL、20 μL、30 μL 共 4個(gè)劑量的最佳“椒鹽比”混合試液，并分別用補(bǔ)償液補(bǔ)償至 40 μL。每個(gè)處理重復(fù) 18 次。

3.黑胡椒和晉產(chǎn)花椒粗提物的柱層析分離

所用層析柱長(zhǎng)度為 50 cm，內(nèi)徑為 1 cm。將 Florisil 硅膠粉在 160℃的恒溫鼓風(fēng)干燥箱中處理 6 h，冷卻后與 60～90℃沸程的石油醚混合，然后將糊狀物填充到層析柱的 2/3 高度處，并在上面鋪一個(gè) 2 cm ID 的紙碟。 花椒濃縮物添加量為 5 mL，在上樣到灌裝第一種溶劑之前收集的產(chǎn)物稱(chēng)為“殘液”，然后依次用下述重蒸溶劑淋洗：正己烷（2×15 mL），乙醚（2×15 mL），二氯甲烷（2×15 mL），乙醇（5×15 mL）。在更換混合溶劑的同時(shí)更換下部的接液瓶。分別取各柱層析餾分 20 μL 涂抹在煙草葉碟上，進(jìn)行生物測(cè)定，每個(gè)餾分重復(fù) 20 次以上。黑胡椒濃縮物的柱層析僅淋洗溶劑與花椒不同，試驗(yàn)時(shí)，依次用下述重蒸溶劑淋洗：正己烷（15 mL），乙醚（2×15 mL），二氯甲烷（2×15 mL），乙醇（4×15 mL）。分別取各柱層析餾分 20 μL 涂抹在煙草葉碟上，進(jìn)行生物測(cè)定，每個(gè)餾分重復(fù) 18～23 次。

三、結(jié)語(yǔ)

從調(diào)控取食選擇行為來(lái)避免害蟲(chóng)取食為害，則可能是一個(gè)值得開(kāi)拓的領(lǐng)域。將這些在室內(nèi)測(cè)定有拒食活性的物質(zhì)噴灑于田間，是否可以調(diào)控棉鈴蟲(chóng)的取食選擇行為，避免目標(biāo)作物受到為害，有待進(jìn)一步研究。