卷蛾分索赤眼蜂對十字花科蔬菜揮發(fā)性物質(zhì)的行為反應(yīng)

郭祥令，何余容，王德森，潘 飛，羅永麗

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)研究室，廣州 510642)

隨著化學(xué)生態(tài)學(xué)的發(fā)展，有關(guān)寄主植物－植食性昆蟲－天敵昆蟲三營養(yǎng)級系統(tǒng)中的信息化合物的研究越來越受到人們的重視，其中天敵昆蟲行為的研究是熱點之一，目的是通過對天敵昆蟲行為的調(diào)控而增加其對害蟲的控制作用。天敵昆蟲中的寄生蜂在尋找寄主過程中通常綜合利用嗅覺、視覺和味覺來感受各種與寄主相聯(lián)系的信息而定位寄主，其中嗅覺起著主要作用 (McCall et al.，1993)。寄生蜂在用嗅覺尋找寄主的行為中受到多種因素的影響，其中寄主植物揮發(fā)物起著非常重要的作用 (Visser，1986;Vet and Dicke，1992;Kessler and Baldwin，2001;Heil，2010)。

小菜蛾P(guān)lutella xylostella L.是十字花科蔬菜的世界性重要害蟲，殺蟲劑的大量長期施用使小菜蛾對幾乎所有在田間使用的殺蟲劑，包括Bt制劑和阿維菌素類小菜蛾特效生物制劑都產(chǎn)生了不同程度的抗性 (Talekar and Shelton，1993;Tabashnik，1994;馮夏等，2001)。因此，尋找有效的生物防治措施是未來小菜蛾IPM的發(fā)展方向。卷蛾分索赤眼蜂 Trichogrammatoidea bactrae Nagaraja屬赤眼蜂科 Trichogrammatidae，分索赤眼蜂屬 Trichogrammatoidea，該蜂主要寄生為害甘蔗、水稻、棉花、蔬菜及玉米的鱗翅目害蟲卵 (田洪霞和林乃銓，2009)。近年來，在一些實驗室進行的寄生小菜蛾卵的蜂種篩選中，卷蛾分索赤眼蜂對小菜蛾卵表現(xiàn)出較強的選擇性和專一性，對小菜蛾有較大的控制潛能，被認(rèn)為是防治小菜蛾的適宜蜂種 (Vasquez et al.，1997;Guo et al.，1999;何余容等，2001)。在田間或溫室也證明對小菜蛾卵有較高的寄生率 (Keinmeesuke et al.，1992;Liu et al.，2004;Tabone et al.，2010)。而有關(guān)植物揮發(fā)物對卷蛾分索赤眼蜂行為的影響尚未見有報道，因此，了解卷蛾分索赤眼蜂在尋找寄主過程中的化學(xué)作用機理，不但在理論上具有重要意義，而且在應(yīng)用上具有廣闊的前景。

目前，在天敵昆蟲行為研究中，主要研究的是植物揮發(fā)物或提煉物對天敵昆蟲行為的影響，而其中單體化合物的研究較少。在前面的試驗中，已證明卷蛾分索赤眼蜂對6種十字花科蔬菜健康植株均有顯著的選擇行為，并用GC－MS分析了6種蔬菜健康植株的揮發(fā)物成分。在此基礎(chǔ)上，本文選擇了4類共11種單體化合物，利用“Y”型嗅覺儀測定卷蛾分索赤眼蜂對這11種單體化合物不同濃度的嗅覺行為反應(yīng)，以明確這些揮發(fā)性化合物對卷蛾分索赤眼蜂尋找寄主行為的影響，從而為實際上應(yīng)用信息化學(xué)物質(zhì)提高寄生蜂的控害潛能提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試化合物

化合物的名稱、純度和來源見表1。用正己烷(國藥集團化學(xué)試劑有限公司)將化合物稀釋成不同的濃度，即高濃度為10%，中濃度為1%，低濃度為0.1%，以正己烷作對照。

表1 用于測定卷蛾分索赤眼蜂行為反應(yīng)的化合物Table 1 Compounds tested for behavioral responses of T.bactrae

1.2 供試蜂種

卷蛾分索赤眼蜂 Trichogrammatoidea bactrae Nagaraja由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)害蟲生物防治實驗室提供，在人工氣候箱 (25±1℃，RH70% ～80%，14L∶10D)中用米蛾卵為寄主進行繁殖。試驗用蜂為羽化后時間24～48 h內(nèi)，已經(jīng)交配的雌蜂，試驗前對雌蜂喂以25%的蜂蜜水補充營養(yǎng)。

1.3 嗅覺行為測定

“Y”型嗅覺儀用玻璃制成，臂長20 cm，內(nèi)徑2 cm，兩臂夾角為90°，柄長20 cm，接口均為標(biāo)準(zhǔn)24號磨口。嗅覺儀置于觀察箱 (40×40×30 cm)內(nèi)，在其正上方40 cm處懸一40 W的日光燈。每側(cè)臂均用硅膠管與氣味源或?qū)φ?、流量計、加濕器、活性炭相連。管柄接真空泵，調(diào)整流量計將兩臂氣流控制在200 mL/min。生測時間安排在8∶00～17∶00，整個裝置在一個密閉不透光的房間里進行，以排除不均勻光線對試蟲行為的影響，室溫25±1℃，相對濕度75% ±5%。

生測時，首先將處理樣品和對照溶劑 (正己烷)各100 μL分別滴于2張濾紙片 (1×4 cm)上，分別置于兩臂的放樣瓶內(nèi)作為氣味源。用小指形管 (1×5 cm)將單頭雌蜂引入嗅覺儀的管柄內(nèi)，當(dāng)雌蜂處于管柄長1/2處開始計時。然后記錄10 min內(nèi)雌蜂進入各管臂1/2處的總時間和次數(shù) (停留10 s以上記作一次)。如蜂引入后10 min仍不作出選擇，則記為不反應(yīng)。預(yù)實驗已表明，與空白相比，寄生蜂對正己烷無選擇差異。每測定5頭蜂后重新滴加100 μL溶劑，同時調(diào)換嗅覺儀的方位，以消除管臂方位對雌蜂行為可能產(chǎn)生的影響。每測定完10頭蜂更換嗅覺儀，每個處理測定40頭蜂。每天測定完成用無水乙醇擦拭生測裝置，并用洗滌劑徹底清洗，160℃烘干，以消除不同處理間殘留物質(zhì)的影響。

1.4 統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用DPS統(tǒng)計軟件處理。利用兩組平均數(shù)t檢驗比較寄生蜂在兩管臂中的進入時間和進入次數(shù)的差異。進入時間和進入次數(shù)數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤 (Mean±SE)。

2 結(jié)果與分析

2.1 卷蛾分索赤眼蜂對3種烷烴類物質(zhì)的行為反應(yīng)

卷蛾分索赤眼蜂對3種烷烴類物質(zhì)的行為反應(yīng)的結(jié)果見表2。雌蜂進入兩種直鏈烷烴十四烷和十五烷不同濃度管臂的時間和次數(shù)與對照相比均無顯著差異 (P＞0.05)。而雌蜂對支鏈烷烴2，6，10，14－四甲基十五烷的不同濃度卻有不同的反應(yīng)。濃度為10%時，雌蜂進入處理管臂的時間和次數(shù)極顯著低于對照 (P＜0.01);濃度為1%時，雌蜂進入處理管臂的時間和次數(shù)極顯著高于對照 (P＜0.01);在0.1%濃度條件下，雌蜂在處理管臂的滯留時間顯著高于對照 (P＜0.05)，進入次數(shù)上無顯著差異 (P＞0.05)。結(jié)果表明，高濃度的2，6，10，14－四甲基十五烷對卷蛾分索赤眼蜂有顯著的趨避作用，而中濃度和低濃度下對該蜂有顯著的引誘作用，在烷烴類物質(zhì)中存在吸引寄生蜂的化合物。

表2 卷蛾分索赤眼蜂對3種烷烴類物質(zhì)的行為反應(yīng)Table 2 Behavioral responses of T.bactrae to three alkanes

2.2 卷蛾分索赤眼蜂對3種醛類物質(zhì)的行為反應(yīng)

卷蛾分索赤眼蜂對3種醛類物質(zhì)的行為反應(yīng)的結(jié)果見表3。濃度為10%時，雌蜂進入正壬醛管臂的時間和次數(shù)以及進入十一醛處理管臂的時間均顯著低于對照 (P＜0.05);濃度為0.1%時，雌蜂進入正辛醛管臂的時間和次數(shù)以及在十一醛管臂的滯留時間均顯著高于對照 (P＜0.05);其它處理與對照相比無顯著區(qū)別 (P＞0.05)。而且隨著化合物濃度的降低，雌蜂進入處理管臂的時間和次數(shù)基本上都有增加的趨勢。說明醛類物質(zhì)在低濃度條件下對該蜂有一定的吸引作用。

表3 卷蛾分索赤眼蜂對3種醛類物質(zhì)的行為反應(yīng)Table 3 Behavioral responses of T.bactrae to three aldehydes

2.3 卷蛾分索赤眼蜂對3種酯類物質(zhì)的行為反應(yīng)

卷蛾分索赤眼蜂對3種酯類物質(zhì)的行為反應(yīng)的結(jié)果見表4。其中乙酸 (2－乙基己基)酯只有在濃度為1%時，雌蜂才有顯著的反應(yīng)，其在處理管臂的滯留時間顯著高于對照 (P＜0.05)，進入次數(shù)極顯著高于對照 (P＜0.01)。癸酸乙酯在1%和0.1%濃度條件下對雌蜂均有極顯著的引誘作用，雌蜂進入處理管臂的時間和次數(shù)均極顯著的高于對照 (P＜0.01)。2－苯基乙基硫代異氰酸酯濃度為10%和1%時，對雌蜂均有極顯著的趨避效應(yīng)，雌蜂進入處理管臂的時間和次數(shù)均極顯著的低于對照 (P＜0.01);而在0.1%濃度條件下，該物質(zhì)對雌蜂卻有顯著的引誘作用，雌蜂進入處理管臂的時間和次數(shù)顯著高于對照 (P＜0.05)。結(jié)果表明，酯類物質(zhì)對該蜂的行為影響較大，其中癸酸乙酯的引誘效果最好。

表4 卷蛾分索赤眼蜂對3種酯類物質(zhì)的行為反應(yīng)Table 4 Behavioral responses of T.bactrae to three esters

2.4 卷蛾分索赤眼蜂對2種烯烴類物質(zhì)的行為反應(yīng)

卷蛾分索赤眼蜂對2種烯烴類物質(zhì)的行為反應(yīng)的結(jié)果見表5。香檜烯對該蜂沒有吸引作用，只在10%濃度條件下對該蜂有顯著的趨避作用，該蜂在處理管臂的滯留時間極顯著低于對照 (P＜0.01)，進入處理管臂的次數(shù)顯著低于對照 (P＜0.05)。苯乙烯在10%濃度條件下對該蜂同樣有顯著的趨避作用 (P＜0.05)。而1%和0.1%的苯乙烯對該蜂表現(xiàn)出吸引力，該蜂進入1%苯乙烯管臂的時間和次數(shù)均顯著高于對照 (P＜0.05)，在0.1%苯乙烯管臂的滯留時間顯著高于對照 (P＜0.05)，進入次數(shù)無顯著區(qū)別 (P＞0.05)。

表5 卷蛾分索赤眼蜂對2種烯烴類物質(zhì)的行為反應(yīng)Table 5 Behavioral responses of T.bactrae to two alkenes

3 結(jié)論與討論

在寄生蜂寄主棲境定向過程中，與寄主植物有關(guān)的化學(xué)信息素主要在遠(yuǎn)距離即寄生蜂的棲境定位中起作用 (Vet and Dicke，1992)。由于寄主植物不斷向周圍環(huán)境空氣中釋放揮發(fā)性物質(zhì)，因此寄生蜂在其寄主棲境搜索過程中，常常利用寄主植物完整植株釋放的揮發(fā)物來定位寄主所在棲境 (Nordlund et al.，1988)，前面的試驗已經(jīng)證明6種十字花科蔬菜的健康植株對卷蛾分索赤眼蜂有顯著的引誘作用，這在其它一些寄生蜂的行為試驗中也得到證實。例如，螟長距繭蜂Macrocentrus linearis能夠明顯地被健康的玉米葉和棉花葉散發(fā)的氣味所吸引 (邱鴻貴等，1989)，二化螟絨繭蜂Cotesia chilonis和螟蛉絨繭蜂Cotesia ruficrus能夠被健康水稻苗的揮發(fā)物所吸引 (陳華才等，2002，2003)。此外，還有小菜蛾絨繭蜂Cotesia plutellae(Bogahawatte and Van Emden，1996)，中紅側(cè)溝繭蜂Microplitis mediator(Dong et al.，2000)，松毛蟲赤眼蜂 Trichogramma dendrolimi(黃麗莉等，2006)等都可利用寄主植物的完整植株釋放的揮發(fā)物對寄主潛在的棲境定位。表明在健康植株揮發(fā)物中存在著吸引寄生蜂的活性物質(zhì)。

本研究結(jié)果表明，卷蛾分索赤眼蜂對健康寄主植物釋放的不同揮發(fā)性物質(zhì)表現(xiàn)出不同的行為反應(yīng)。測試的11種化合物中，1%的2，6，10，14－四甲基十五烷、癸酸乙酯、乙酸 (2－乙基己基)酯、苯乙烯和0.1%的癸酸乙酯、正辛醛、2－苯基乙基硫代異氰酸酯對該蜂均有顯著的引誘作用。10%的 2，6，10，14－四甲基十五烷、2－苯基乙基硫代異氰酸酯、正壬醛、香檜烯、苯乙烯和1%的2－苯基乙基硫代異氰酸酯對該蜂均有顯著的趨避作用。其它處理對該蜂的行為反應(yīng)無顯著影響。綜合分析，4類物質(zhì)中酯類物質(zhì)對卷蛾分索赤眼蜂行為的影響最大。在其它一些試驗中也證明健康植株揮發(fā)物中存在著對天敵昆蟲行為有影響的化合物。例如，正辛醇和香葉醇能顯著的引誘門氏食蚜蠅Sphaerophoria menthastri和大草蛉 Chrysopa septempunctata(韓寶瑜和周成松，2004)，順－3－己烯－1－醇、順－3－己烯乙酸酯、1－辛烯－3－醇和辛醇引起蠶飾腹寄蠅Blepharipa zebina雌蠅較強的 EAG反應(yīng) (徐延熙等，2007)。順－3－己烯乙酸酯、苯乙醇、苯甲醇和苯乙酮這4種信息物皆能引起茶尺蠖絨繭蜂Apanteles sp.較強烈的EAG反應(yīng) (黃毅等，2009)。

本研究還表明，同一種化合物在不同濃度下對卷蛾分索赤眼蜂的行為影響存在較大差異。例如，中濃度1%的2，6，10，14－四甲基十五烷、2－苯基乙基硫代異氰酸酯和低濃度0.1%的苯乙烯對該蜂有顯著的吸引作用，而高濃度10%的2，6，10，14－四甲基十五烷、2－苯基乙基硫代異氰酸酯和苯乙烯對該蜂卻有顯著的趨避作用。水楊酸甲酯也有類似的現(xiàn)象，其在中等劑量10－3g/mL時對茶尺蠖絨繭蜂的引誘力最強，低劑量的引誘力稍弱，高劑量則產(chǎn)生了抑制效應(yīng) (黃毅等，2009)。說明寄生蜂對化合物的劑量反應(yīng)存在著閾值，超過閾值才能引起顯著的反應(yīng)，但過高的劑量反而有趨避效應(yīng)。這些化合物只有在中濃度或低濃度時才對寄生蜂有顯著的引誘作用，這更有利于植物釋放揮發(fā)物來吸引更遠(yuǎn)距離的寄生蜂，以起到保衛(wèi)自身的作用。

植物揮發(fā)物是指一類源于植物的揮發(fā)性次生物質(zhì)，主要包括烴類、醇類、醛類、酮類、酯類、有機酸、含氮、硫化合物以及萜烯類化合物等(張峰等，2001;白樹雄等，2001)。我們試驗中所用到的化合物包括烴類、酯類、萜烯類、醛類，因而揮發(fā)性物質(zhì)的選取比較有代表性，這為我們設(shè)計實驗提供了前提，使實驗結(jié)果更有科學(xué)性。植物揮發(fā)物是由許多種類的物質(zhì)按不同比例組成的，本文只研究了11種單體化合物對寄生蜂的作用，而其它化合物及不同化合物之間的組合效果還需要做進一步的研究。本文中利用濾紙片作為化合物的揮發(fā)源，難以模擬自然狀態(tài)下植物釋放揮發(fā)物的模式，因此技術(shù)方法上還需要攻克很多難關(guān)。

對寄生蜂棲境定向行為的研究，無疑將幫助我們進一步改善對寄生蜂的利用。本研究中，卷蛾分索赤眼蜂對11種化合物的不同濃度表現(xiàn)出了不同程度的選擇性，因此，在小菜蛾發(fā)生區(qū)，人為噴施對寄生蜂有引誘作用的信息化合物，以作為寄生蜂寄主棲境定向過程中的引誘物，勢必會提高寄生蜂的控害水平。

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