不同植物材料對煙草甲成蟲選擇行為的影響

呂建華，袁良月，張會娜，馬丹，蘇新宏，杜閱光

1河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)蓮花街 450001；

2 河南省煙草公司，鄭州市金水區(qū)政七街7號 450008；

3天昌國際煙草有限公司，河南省許昌市五一路北段 461000

不同植物材料對煙草甲成蟲選擇行為的影響

呂建華1，袁良月1，張會娜1，馬丹1，蘇新宏2，杜閱光3

1河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)蓮花街 450001；

2 河南省煙草公司，鄭州市金水區(qū)政七街7號 450008；

3天昌國際煙草有限公司，河南省許昌市五一路北段 461000

采用Y型嗅覺儀在實驗室內(nèi)研究了臭椿樹皮、蛇床子、高良姜根莖、木香薷、蒼耳子、桂皮、艾葉、煙葉和麥粒（全麥粉）等植物材料對煙草甲成蟲選擇行為的影響。結(jié)果表明:煙葉、蒼耳子、蛇床子、麥粒（全麥粉）對煙草甲成蟲的引誘作用較強，煙草甲成蟲的選擇系數(shù)均在43.00%以上，其引誘的試蟲數(shù)顯著多于對照引誘的試蟲數(shù)；全麥粉與煙葉粉末的引誘作用相當(dāng)。臭椿樹皮和高良姜根莖（正常狀態(tài)和粉末狀態(tài)）對煙草甲成蟲均表現(xiàn)出較強的忌避性，煙草甲成蟲對臭椿樹皮和高良姜根莖的選擇系數(shù)分別為-56.25%和-62.50%，二者氣味源中的試蟲數(shù)顯著少于對照。

煙草甲；植物材料；選擇行為；引誘作用；驅(qū)避作用

煙草甲Lasioderma serricorne(Fabricius)屬鞘翅目竊蠹科，又名煙草標(biāo)本蟲、苦丁茶蛀蟲、煙草竊蠹，嚴(yán)重危害儲藏的煙草及其制品、糧食及其加工產(chǎn)品、干果、干菜和調(diào)味品、動植物標(biāo)本等[1-2]，尤其對煙草產(chǎn)業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，是全世界煙草儲藏的頭號害蟲[3-4]。

植物揮發(fā)物是具有重要生態(tài)學(xué)功能的信息化合物，對植食性昆蟲的寄主選擇、取食、聚集、交配、產(chǎn)卵等行為等方面起著非常重要的調(diào)控作用[5]。煙草甲成蟲對煙葉的不同香氣物質(zhì)或不同煙葉的趨性不同，在不同煙葉上產(chǎn)卵具有選擇性[6-10]，表明來源于煙葉的信息化合物對煙草甲的行為選擇具有重要影響。

雖然利用人工合成性信息素作為誘芯誘捕煙草甲已經(jīng)發(fā)展成為對煙草甲種群發(fā)生進行監(jiān)測和防治的有力工具[11-12]。但這種方式的一個重要弱點是現(xiàn)有應(yīng)用的煙草甲人工合成性信息素只對雄蟲起引誘作用。由于煙草甲種群中雌雄蟲的性比基本為1：1，而且雄蟲可以多次與雌蟲交配，導(dǎo)致在實踐當(dāng)中很難徹底防治[13-14]。植物揮發(fā)物可直接對昆蟲的雌蟲和雄蟲行為產(chǎn)生影響，并可作為昆蟲性信息素的增效劑增強對雄蟲的引誘作用[15-16]，甚至可以直接作為引誘劑使用[17]。

因此，作者在預(yù)備實驗的基礎(chǔ)上，利用Y型嗅覺儀研究了臭椿樹皮、蛇床子、高良姜根莖、木香薷、蒼耳子、桂皮、艾葉、麥粒、全麥粉和煙葉等10種植物材料對煙草甲成蟲選擇行為的影響，為利用行為調(diào)控技術(shù)有效控制煙草甲的危害提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

供試煙草甲由中國煙草總公司鄭州煙草研究院提供，并已在河南工業(yè)大學(xué)害蟲防治試驗室養(yǎng)蟲室內(nèi)（溫度為27℃±2℃，相對濕度75%±5%）飼養(yǎng)3代以上。所用飼料為全麥粉+5%酵母粉。挑選羽化后3～5 d健康的煙草甲成蟲供試。

1.2 供試植物材料

供試植物分類地位、采集部位見表1。

將供試植物材料帶回實驗室，用清水洗凈并晾干，然后將一部分用粉碎機粉碎，過40目篩，最后將植物材料粉裝入玻璃瓶中，作為粉末狀態(tài)氣味源材料備用；另一部分作為正常狀態(tài)氣味源材料備用。所有植物材料均用聚乙烯塑料袋密封、低溫、避光保存。

表1 供試植物種類Tab.1 Plant species tested in the experiment

1.3 煙草甲成蟲選擇行為生物測定

采用Y型嗅覺儀對煙草甲成蟲選擇行為進行生物測定。Y型嗅覺儀的兩臂及直管均長10.0 cm，內(nèi)徑1.0 cm，兩臂夾角75°。Y型嗅覺儀上方接2只30 W白熾燈，以控制光照，平衡照明。Y型嗅覺儀兩臂分別通過Teflon管與兩個味源瓶（即A、B氣味源）相連。兩味源瓶內(nèi)盛不同植物材料（或者其中一個為空瓶，不放入任何物質(zhì)作為對照）。在氣流進入味源瓶之前，先經(jīng)過一個活性炭過濾器(Φ1.8 cm×l0.0 cm)和一個蒸餾水瓶，以凈化空氣和增加空氣濕度。每臂的氣流流量采用氣體流量計控制為250 mL/min。試蟲從Y型嗅覺儀放入直管后可自由地往返爬行并逐漸適應(yīng)其內(nèi)部的環(huán)境。

試驗時挑選健壯、觸角及附肢完好的煙草甲成蟲逐頭引入Y型嗅覺儀直管內(nèi)，然后觀察記錄10 min內(nèi)試蟲的行為反應(yīng)。選擇性的標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)某試蟲爬至超過某臂的8 cm處，并持續(xù)1 min以上者，就記該試蟲對該臂的氣味源作出選擇。如果試蟲引入10 min后仍不作出選擇，則視為無反應(yīng)，并結(jié)束對該試蟲的行為觀察。整個測試過程在27℃±2℃的室內(nèi)進行。為消除試蟲相互之間的干擾和外界因子（如光照強度）的影響，在測試時，每個處理至少測定32頭試蟲，8頭為一組，重復(fù)4次。每測定一組，調(diào)換嗅覺儀的兩味源瓶位置，每測定兩組，清洗并調(diào)換兩味源瓶；每測4頭試蟲后就用95%的乙醇擦拭嗅覺儀的內(nèi)壁，然后用蒸餾水沖洗，并在80℃～100℃的烘箱內(nèi)烘干，以清洗試蟲在管壁內(nèi)殘留物，同時調(diào)換兩臂的方向。

選擇反應(yīng)率和選擇系數(shù)計算公式：

選擇反應(yīng)率（%）=A/（A+B）×100%

選擇系數(shù)（%）=（A﹣B）/（A﹢B）×100%

A：A氣味源引誘的蟲數(shù) B：B氣味源引誘的蟲數(shù)

選擇系數(shù)大于0，表示試蟲對待測植物有趨性（即引誘性），數(shù)值越大，表示趨性越強；選擇系數(shù)若小于0，則表示試蟲對待測植物有負(fù)趨性（即忌避性），其絕對值越大，表示忌避性越強。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel和DPS數(shù)據(jù)分析處理軟件進行單因素方差分析和卡方檢驗。

2 結(jié)果與分析

從表2可知，煙葉、蒼耳子、蛇床子、麥粒、木香薷、桂皮、艾葉均對煙草甲成蟲具有引誘作用。其中煙葉、蒼耳子、蛇床子、麥粒對煙草甲成蟲的引誘作用較強，煙草甲成蟲的選擇系數(shù)均在43.00%以上，其引誘的試蟲數(shù)與對照的差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義；木香薷、桂皮和艾葉對煙草甲成蟲的引誘作用較小，煙草甲成蟲的選擇系數(shù)均小于30.00%。臭椿樹皮和高良姜根莖對煙草甲成蟲表現(xiàn)出較強的忌避性，煙草甲成蟲對臭椿樹皮和高良姜根莖的選擇系數(shù)均為負(fù)數(shù)，分別為-56.25%和-62.50%，二者氣味源中的試蟲數(shù)與對照相比有高度統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 煙草甲成蟲對不同植物材料（正常狀態(tài)）的選擇反應(yīng)率和選擇系數(shù)Tab.2 The selection response rate and selection coefficient of L.serricorne adults to different plant materials at natural state

從表3可知，在煙葉、蒼耳子、蛇床子、麥粒四種對煙草甲成蟲引誘性較強的植物材料當(dāng)中，煙葉對煙草甲成蟲引誘性顯著強于蒼耳子、蛇床子、麥粒的引誘性，其引誘的試蟲數(shù)顯著多于蒼耳子、蛇床子、麥粒引誘的試蟲數(shù)。蒼耳子、蛇床子、麥粒相互之間對煙草甲成蟲的引誘性沒有統(tǒng)計學(xué)意義。在臭椿樹皮和高良姜根莖兩種對煙草甲成蟲忌避性較強的植物材料之間，煙草甲成蟲在兩者氣味源中分布的數(shù)量沒有統(tǒng)計學(xué)意義。

表3 不同植物材料（正常狀態(tài)）對煙草甲成蟲選擇行為的影響Tab.3 Effects of different plant materials at natural state on choice behavior of L.serricorne adults

從表4可知，所測試的9種植物材料的粉末狀態(tài)與在正常狀態(tài)相比，對煙草甲成蟲的選擇行為表現(xiàn)出相同影響。煙葉、蒼耳子、蛇床子、全麥粉、木香薷、桂皮、艾葉的粉末均對煙草甲成蟲具有引誘作用，其中煙葉、全麥粉、蒼耳子、蛇床子的粉末對煙草甲成蟲引誘作用較強，煙草甲成蟲的選擇系數(shù)分別達(dá)到62.50%、56.25%、50.00%和43.75%。臭椿樹皮和高良姜根莖的粉末對煙草甲成蟲表現(xiàn)出較強的忌避性，煙草甲成蟲對臭椿樹皮和高良姜根莖粉末的選擇系數(shù)均為負(fù)數(shù)，分別為-62.50%和-56.25%，二者氣味源中的試蟲數(shù)與對照相比有高度統(tǒng)計學(xué)意義。

表4 煙草甲成蟲對不同植物材料（粉末狀態(tài)）的選擇反應(yīng)率和選擇系數(shù)Tab.4 The selection response rate and selection coefficient of L.serricorne adults to different plant material powders

從表5可知，在煙葉、蒼耳子、蛇床子、全麥粉四種對煙草甲成蟲引誘性較強的植物粉末材料當(dāng)中，煙葉粉末和全麥粉對煙草甲成蟲的引誘性顯著強于蒼耳子粉末和蛇床子粉末的引誘性，其引誘的試蟲數(shù)均顯著多于蒼耳子粉末和蛇床子粉末引誘的試蟲數(shù)；在煙葉粉末和全麥粉之間、蒼耳子粉末和蛇床子粉末之間，二者對煙草甲成蟲的引誘性沒有統(tǒng)計學(xué)意義。在臭椿樹皮粉末和高良姜根莖粉末兩種對煙草甲成蟲忌避性較強的植物粉末材料之間，煙草甲在兩者氣味源中分布的數(shù)量沒有統(tǒng)計學(xué)意義。

表5 不同植物材料（粉末狀態(tài)）對煙草甲成蟲選擇行為的影響Tab.5 Effects of different plant material powders on choice behavior of L.serricorne adults

3 結(jié)論和討論

前人研究表明，寄主植物揮發(fā)物對煙草甲行為選擇偏好性起著重要的調(diào)節(jié)作用[2]。不同種類的植物材料因其具有各自不同的揮發(fā)物而對煙草甲的選擇行為產(chǎn)生重要影響[13-14]。煙草甲所處的環(huán)境是一個非常異質(zhì)的化學(xué)環(huán)境，它通過識別周圍植物氣味的化學(xué)指紋圖譜的細(xì)微變化來完成寄主定位，進而決定煙草甲對不同寄主（植物材料）的危害程度。本文通過Y型嗅覺儀研究表明，所測試的植物材料在正常狀態(tài)和粉末狀態(tài)下，高良姜根莖和臭椿樹皮均對煙草甲成蟲表現(xiàn)出強烈的負(fù)引誘作用，即較強的忌避性；煙葉、蒼耳子、蛇床子和麥粒（全麥粉）均對煙草甲成蟲表現(xiàn)出較強的引誘活性。因此，可進一步根據(jù)不同植物材料對煙草甲成蟲所表現(xiàn)的生物活性程度，收集、分離、鑒定其揮發(fā)物成分，測試不同揮發(fā)物成分或其不同成分組合對煙草甲的生物活性，研究開發(fā)新型的植物源引誘劑或驅(qū)避劑，為煙草甲的生物防治提供新的手段，實現(xiàn)煙草及其制品的安全儲藏。

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Effects of different plant materials on selective behavior of adultLasioderma serricorne(Coleoptera:Anobiidae)

LV Jianhua1,YUAN Liangyue1,ZHANG Huina1,Ma Dan1，SU Xinhong2,DU Yueguang3

1 School of Food Science and Technology,Henan University of Technology,Zhengzhou,450001,China;
2 Henan Provincial Tobacco Company,Zhengzhou 450008,China;
3 Tianchang International Tobacco Co.,Ltd.,Xuchang 461000,Henan,China

Plant matrials asAilanthus altissimaSwingle bark,Cnidium monnieri(L.)fruit,Aipinia officinarumHance rhizome,Elsholtzia stauntoniiBenth fruit,Xanthium sibiricumPatrin fruit,Cinnamomum cassiaPresl pericarp,Folium artemisiaeArgyi plant,Nicotiane tabacumL.leaf,andTriticum aestivumL.kernel( and whole flour)were used to study their effects on selective behavior of adultLasioderma serricorne(Coleoptera:Anobiidae).Results showed thatN.tabacumleaf,X.sibiricumfruit,C.monnierifruit andT.aestivumkernel(whole flour)showed strong attractiveness toL.serricorneadults,with selection coefficient over 43.00%.The number ofL.serricorneadults attracted by these plant materials was significantly more than that attracted by control material.Whole wheat flour had nearly the same attractiveness as tobacco leaf powder.A.altissimabark andA.officinarumrhizome(natural state and powder)exhibited potent repellency toL.serricorneadults,with selection coefficient of -56.25% and -62.50% respectively.The number ofL.serricorneadults distributed in these two plant materials was significantly less than that distributed in control.

Lasioderma serricorne(Coleoptera:Anobiidae); plant material; selective behavior; attractiveness; repellency

10.3969/j.issn.1004-5708.2014.05.016

S43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1004-5708（2014）05-0098-05

2010年度河南省煙草專賣局（公司）科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項目（201019）

呂建華（1971－），博士，副教授，研究方向為儲藏物害蟲綜合治理與安全儲藏技術(shù),Tel:0371-67758022,Email:jianhlv@yahoo.com.cn

2013-09-01