蔡婷婷 王雨芊 高永茜 楊躍仙

（1. 云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650224；2. 云南省林業(yè)高級技工學(xué)校，云南 昆明 650200）

近年來隨著化學(xué)生態(tài)學(xué)的發(fā)展，多營養(yǎng)層次尤其是植物、植食性昆蟲及其天敵之間的相互關(guān)系的研究已成為化學(xué)生態(tài)學(xué)最活躍的研究領(lǐng)域之一。在自然條件下，植物會通過樹脂、氣孔等方式向周圍環(huán)境釋放揮發(fā)物，這些植物揮發(fā)物釋放到大氣中后，會在植物間、植物與昆蟲間進行傳遞[1-3]，捕食者(植食性昆蟲及其天敵)可利用其來進行定位、捕食、交配、聚集[1]，可見植物揮發(fā)物在調(diào)控植物-植食性害蟲-害蟲天敵三級營養(yǎng)關(guān)系中起著非常關(guān)鍵性的角色[4]。 因此，有學(xué)者認(rèn)為，通過調(diào)節(jié)植物揮發(fā)性信息化合物來增強對害蟲的控制作用可以減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，對減少“3R”問題具有重要的應(yīng)用前景[5-8]。

桃蚜（Myzus persicae），又稱煙蚜，屬半翅目（Hemiptera）蚜總科（Aphidoidea），是多食性害蟲，在蚜總科已知4 000 余種桃蚜中是最重要的一類世界范圍的害蟲[9]，能危害50 多科352 種植物。桃蚜通過刺吸植物汁液，傳播60%的植物病毒病，其分泌物易生霉菌，引發(fā)煙霉病[10]，帶來嚴(yán)重經(jīng)濟損失。桃蚜繭蜂（Diaeretiella rapae）屬于膜翅目（Hymenoptera）蚜繭蜂科（Aphidiidae），是桃蚜的優(yōu)勢寄生蜂[11]，全世界分布廣泛，林間種群數(shù)大，是蚜蟲的有效天敵，對蚜蟲有一定的自然控制力。

迷迭香(Rosmarinus officinalis)別名艾菊，為唇形科（Lamiaceae）迷迭香屬多年生常綠亞灌木，原產(chǎn)于地中海沿岸地區(qū)，1981 年由中國科學(xué)院植物研究所北京植物園引入我國，在云南、貴州、廣西、海南和新疆等地都有大面積栽種[12]。迷迭香氣味芳香、濃郁、清涼，不被蚜蟲危害，這種現(xiàn)象可能與迷迭香在自然條件下釋放的揮發(fā)物有關(guān)，而這種揮發(fā)物組分對蚜蟲可能具有驅(qū)避作用，尤其一些萜類化合物是調(diào)節(jié)植物、植食性害蟲及害蟲天敵相互關(guān)系的生物活性物質(zhì)。如松樹揮發(fā)物中的α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯對天牛、象甲等有引誘作用[13]，Degenhardt 等[14]報道單萜或倍半萜對天敵昆蟲有引誘作用。蚜蟲小，繁殖快，周期短，蚜蟲的控制目前最主要還是施用化學(xué)農(nóng)藥防治，雖然有效但易引發(fā)“3R”問題，可以考慮利用植物揮發(fā)性信息化合物來調(diào)控其生態(tài)行為[15]。本研究從化學(xué)生態(tài)學(xué)角度研究迷迭香植株揮發(fā)物對蚜蟲及其天敵蚜繭蜂的趨性影響，挑選了迷迭香揮發(fā)物的3 種主要萜類化合物標(biāo)準(zhǔn)品，測定其對桃蚜及其天敵桃蚜繭蜂的趨性行為選擇的影響，以期通過害蟲的生態(tài)防治減少農(nóng)藥的使用，為維護生態(tài)平衡提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料及試劑

1）蟲源：將野外捕獲的桃蚜成蟲養(yǎng)殖于溫室（溫度(25 ± 5) ℃；相對濕度 （RH） 為45%～75%；L∶D=14∶10）養(yǎng)蟲籠（50 cm × 50 cm × 50 cm）內(nèi)的煙草苗上，養(yǎng)蟲籠用雙層防蟲網(wǎng)籠罩防止桃蚜被寄生蜂寄生。挑選健康有翅、大小一致的成蟲供試。

將野外捕獲的桃蚜繭蜂飼養(yǎng)于養(yǎng)有桃蚜的養(yǎng)蟲籠（50 cm × 50 cm × 50 cm）內(nèi)，讓其在桃蚜幼蟲上產(chǎn)卵、發(fā)育、繁殖。挑選健康大小一致的成蟲供試。

2）供試溶劑：無水乙醇和正己烷均為分析純（AR），購買于上海試四赫維化工有限公司，2 次重蒸后備用；2 次重蒸餾水。

3）供試植物揮發(fā)物標(biāo)準(zhǔn)品：共3 種，分別為β-月桂烯、α-蒎烯、β-石竹烯，均購買于Sigma-Aldrich 公司，含量均為97%。

1.2 主要儀器及設(shè)備

Y 型嗅覺儀、玻璃轉(zhuǎn)子流量計（LZB-4 型，江陰市科達儀表廠）、電子分析天平（AL-104型，梅特勒-托利多儀器有限公司），超聲波清洗器（SK8210LHC 型，上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 3 種迷迭香揮發(fā)物組分對有翅桃蚜及桃蚜繭蜂的嗅覺反應(yīng)氣味源設(shè)置

分別對3 種揮發(fā)物組分標(biāo)準(zhǔn)品設(shè)置3 個不同的劑量。以重蒸正已烷為溶劑，各揮發(fā)物組分濃度設(shè)置為0.1、0.5、1 mg/mL，各取10 μL，即得各揮發(fā)物有效劑量分別為1、5、10 μg。

氣味源設(shè)置如下：1 μg 組分標(biāo)樣vs. 正己烷溶劑對照；5 μg 組分標(biāo)樣vs. 正己烷溶劑對照；10 μg 組分標(biāo)樣vs. 正己烷溶劑對照。

1.3.2 3 種迷迭香揮發(fā)物組分對有翅桃蚜及桃蚜繭蜂的趨性選擇行為生測

采用“Y”型嗅覺儀法，具體方法參照婁永根[16]的方法并經(jīng)過簡單改進（見圖1），“Y”管兩臂與味源瓶（直徑22 cm，高20 cm）相連，味源瓶內(nèi)放不同氣味源（1 個瓶內(nèi)放有含揮發(fā)物組分的濾紙，另1 個瓶內(nèi)放有含同量對照正己烷的濾紙），當(dāng)桃蚜爬至超過Y 管臂的5 cm 處，記錄該蟲對該臂的氣味源作出選擇，并記下選擇時間。若該蟲引入后10 min 不作出選擇，則視為無反應(yīng)。1 個處理測定桃蚜50 頭，每個處理設(shè)置5 次重復(fù)。每做完10 頭即換兩臂位置，每完成1 個處理，即清洗玻璃器皿。桃蚜繭蜂的生測方法同桃蚜。

圖1 “Y”型嗅覺儀示意圖Fig. 1 Schematic figure of Y-Tube olfactometer for bioassays

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)合Student-Newman-Keuls 檢驗進行單向ANOVA分析，比較不同處理數(shù)據(jù)間的差異顯著性和離散度。

2 結(jié)果與分析

2.1 3 種迷迭香植株揮發(fā)物與有翅桃蚜的嗅覺反應(yīng)

有翅桃蚜對3 種迷迭香植株揮發(fā)物的趨性選擇行為數(shù)量見圖2、3、4。分析結(jié)果表明：在設(shè)定的劑量范圍內(nèi)，β-石竹烯對有翅桃蚜趨向選擇無生物活性，10 μg 的β-月桂烯能顯著地引誘有翅桃蚜（P ＜0.05），而10 μg 的α-蒎烯能顯著地驅(qū)避有翅桃蚜（P ＜0.05）。

選擇時間結(jié)果表明（圖5、6、7）：有翅桃蚜顯著地趨向5 μg 的α-蒎烯（P＜ 0.05），但隨著α-蒎烯劑量增大至10 μg，有翅桃蚜趨向α-蒎烯揮發(fā)物極顯著地慢于對照正己烷揮發(fā)物（P＜0.01），有翅桃蚜趨向其他劑量的3 種標(biāo)準(zhǔn)品揮發(fā)物和對照正己烷揮發(fā)物的選擇時間差異均不顯著。

圖2 有翅桃蚜趨向不同劑量β-月桂烯數(shù)量Fig. 2 Number of M. persicae preferring to different dose volatiles from β-Myrcene

圖3 有翅桃蚜趨向不同劑量α-蒎烯的數(shù)量Fig. 3 Number of M. persicae preferring to different dose volatiles from α-Pinene

圖4 有翅桃蚜趨向不同劑量β-石竹烯的數(shù)量Fig. 4 Number of M. persicae preferring to different dose volatiles from β-Caryophyllene

圖5 有翅桃蚜趨向不同劑量β-月桂烯時間Fig. 5 The mean time (min) of individual M. persicae moved toward β-Myrcene

圖6 有翅桃蚜趨向不同劑量α-蒎烯的時間Fig. 6 The mean time (min) of individual M. persicae moved toward α-Pinene

圖7 有翅桃蚜趨向不同劑量β-石竹烯的時間Fig. 7 The mean time(min) of individual M. persicae moved toward β-Caryophyllene

2.2 3 種迷迭香揮發(fā)物組分與桃蚜繭蜂的嗅覺反應(yīng)

3 種迷迭香揮發(fā)物對桃蚜繭蜂的趨性行為選擇數(shù)量見圖8、9、10。分析結(jié)果表明：3 種迷迭香揮發(fā)物組分在設(shè)定的劑量范圍內(nèi)對桃蚜繭蜂的趨性選擇行為都產(chǎn)生了不同程度的影響，且起作用的劑量不盡相同，5 μg 的β-月桂烯能顯著地引誘桃蚜繭蜂（P＜ 0.05），5 μg 的α-蒎烯卻能顯著地驅(qū)避桃蚜繭蜂（P＜ 0.05），5 μg 的β-石竹烯對桃蚜繭蜂的趨性無活性。10 μg 的β-月桂烯能顯著地引誘桃蚜繭蜂（P＜ 0.05），而10 μg 的α-蒎烯對其有極顯著地驅(qū)避作用（P＜ 0.01），10 μg的β-石竹烯能顯著地引誘桃蚜繭蜂（P＜ 0.05）。

桃蚜繭蜂選擇時間（圖11、12、13）表明：桃蚜繭蜂趨向10 μg 的β-月桂烯顯著地快于對照正己烷（P＜ 0.05），趨向其他不同劑量的3 種迷迭香揮發(fā)物組分和對照正己烷的選擇時間均差異不顯著。

圖8 桃蚜繭蜂趨向不同劑量β-月桂烯數(shù)量Fig. 8 Number of D. rapae preferring to Different volatiles from β-Myrcene

圖9 桃蚜繭蜂趨向不同劑量α-蒎烯數(shù)量Fig. 9 Number of D. rapae preferring to Different volatiles from α-Pinene

圖10 桃蚜繭蜂趨向不同劑量β-石竹烯數(shù)量Fig. 10 Number of D. rapae preferring to different volatiles from β-Caryophyllene

圖11 桃蚜繭蜂趨向不同劑量β-月桂烯時間Fig. 11 The mean time(min) of individual D. rapae moved toward β-Myrcene

圖12 桃蚜繭蜂趨向不同劑量α-蒎烯時間Fig. 12 The mean time(min) of individual D. rapae moved toward α-Pinene

圖13 桃蚜繭蜂趨向不同劑量β-石竹烯時間Fig. 13 The mean time (min) of individual D. rapae moved toward β-Caryophyllene

3 結(jié)論與討論

利用植物揮發(fā)物來間接控制蟲害是化學(xué)生態(tài)學(xué)最活躍的研究領(lǐng)域之一，尤其是一些萜類化合物（主要是單萜或倍半萜）是調(diào)節(jié)植物、植食性害蟲及害蟲天敵相互關(guān)系的生物活性物質(zhì)[14]，故本研究選用了迷迭香植株揮發(fā)物主要成分的3 種萜類化合物（β-月桂烯、α-蒎烯、β-石竹烯），采用“Y”型嗅覺儀法，測定了其對桃蚜和桃蚜繭蜂的趨性選擇行為的影響。研究結(jié)果表明：在設(shè)定的劑量范圍內(nèi)，劑量達到10 μg，β-月桂烯表現(xiàn)為顯著地引誘桃蚜（P＜ 0.05），α-蒎烯表現(xiàn)為顯著地驅(qū)避桃蚜（P＜ 0.05），β-石竹烯對桃蚜的趨性選擇無影響。張振等[17]報道，β-月桂烯能引誘青楊脊虎天牛，α-蒎烯和β-月桂烯對天?？?、象甲科及郭公甲科的昆蟲有引誘作用；呂建華等[18]報道α-蒎烯對雜擬谷盜（Tribolium confusum）成蟲有明顯的驅(qū)避作用。這些與本研究結(jié)果說明同一種植物揮發(fā)物對不同昆蟲的作用不同，不同種的昆蟲可以利用相同的植物揮發(fā)物。從桃蚜的選擇時間上，桃蚜更易識別5 μg 的α-蒎烯揮發(fā)物，隨著α-蒎烯的劑量增加，桃蚜對其氣味的選擇時間顯著慢于對照。

3 種萜類化合物（β-月桂烯、α-蒎烯、β-石竹烯）對桃蚜的天敵桃蚜繭蜂的趨性也都產(chǎn)生了影響，在設(shè)定的劑量范圍內(nèi)，β-月桂烯和β-石竹烯表現(xiàn)為顯著地引誘桃蚜繭蜂（P＜ 0.05），α-蒎烯表現(xiàn)為顯著地驅(qū)避桃蚜繭蜂（P＜ 0.05）。Rasmann 等[19]報道β-月桂烯對草食動物的天敵有引誘作用，Yan 等[20]報道β-石竹烯對害蟲天敵有引誘作用，Sasso 等[21]發(fā)現(xiàn)一定量的β-石竹烯對蚜繭蜂有引誘作用，這與本研究結(jié)果相一致。從桃蚜繭蜂選擇時間上，桃蚜繭蜂選擇10 μg 的β-月桂烯揮發(fā)物的時間顯著快于對照正己烷，說明桃蚜繭蜂對β-月桂烯揮發(fā)物更敏感。

同一種揮發(fā)物組分對蚜蟲及蚜繭蜂的生物活性影響可以相同，β-月桂烯能引誘蚜蟲也能引誘蚜繭蜂，α-蒎烯能驅(qū)避蚜蟲也能驅(qū)避蚜繭蜂，但起作用的劑量不盡相同，如5 μg 的β-月桂烯對有翅桃蚜的趨性無影響，但是能顯著的引誘桃蚜繭蜂，5 μg 的α-蒎烯對桃蚜的趨性無影響，卻能顯著驅(qū)避桃蚜繭蜂，10 μg 的β-石竹烯對桃蚜的趨性無影響，卻能顯著引誘桃蚜繭蜂，10 μg 的β-月桂烯能顯著地引誘有翅桃蚜，也能顯著地引誘其天敵桃蚜繭蜂。

植物的揮發(fā)物一般由多種組分按一定的比例組成，多種引誘化合物或多種驅(qū)避化合物混配有協(xié)同增效作用[22]，將本研究驅(qū)避效果或引誘效果較好的單一組分進行二元或多元混配能否提高對桃蚜的驅(qū)避作用，能否提高對桃蚜繭蜂的引誘作用還有待進一步研究。有研究報道，植物的揮發(fā)物與性信息素混配有增效作用[23]，將本研究中測定的驅(qū)避效果或引誘效果較好的單一組分與性信息素混配應(yīng)用是否對其他害蟲也有生物活性有待進一步探索。