白蠟吉丁嚙小蜂雌蜂對(duì)寄主揮發(fā)物的觸角電位和行為反應(yīng)

高宇　王志英　趙紅盈　等

摘要：白蠟吉丁嚙小蜂是我國(guó)東北地區(qū)白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)期的優(yōu)勢(shì)性天敵，研究白蠟吉丁嚙小蜂與白蠟窄吉丁、水曲柳之間的化學(xué)通信機(jī)制，為白蠟吉丁嚙小蜂搜索和識(shí)別寄主的機(jī)理提供依據(jù)。采用昆蟲(chóng)觸角電位和行為生測(cè)技術(shù)，測(cè)定雌蜂對(duì)寄主植物和寄主昆蟲(chóng)揮發(fā)物的觸角電位和行為反應(yīng)。結(jié)果表明，雌蜂對(duì)白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物的觸角電位反應(yīng)最強(qiáng)，與對(duì)照相比有顯著差異；水曲柳受害樹(shù)皮、混合物1和混合物3對(duì)雌蜂具有顯著的吸引作用，受害樹(shù)皮和白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)也有較強(qiáng)的吸引作用，而健康樹(shù)皮和健康葉片等對(duì)雌蜂無(wú)顯著的吸引作用；白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物是寄主揮發(fā)物中主要的活性組分，在雌蜂寄主搜索、定位和識(shí)別過(guò)程中起著重要的作用。

關(guān)鍵詞：白蠟吉丁嚙小蜂；寄主揮發(fā)物；觸角電位反應(yīng)；行為反應(yīng)；白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物

中圖分類(lèi)號(hào)： S763.43文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）01-0141-03

收稿日期：2014-03-13

基金項(xiàng)目：國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：201104069）；黑龍江省森林工業(yè)總局科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：sgzjY2010016）；黑龍江省財(cái)政廳科研基金項(xiàng)目。

作者簡(jiǎn)介：高宇（1983—），男，吉林長(zhǎng)春人，博士，講師，主要從事昆蟲(chóng)化學(xué)生態(tài)學(xué)和害蟲(chóng)綜合治理等研究和教學(xué)工作。Tel：（0451）82191512；E-mail：627492257@qq.com。

通信作者：王志英，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事森林有害生物防治等研究和教學(xué)工作。E-mail：zyw0451@sohu.com。白蠟吉丁嚙小蜂（Tetrastichus planipennisi Yang）是我國(guó)東北地區(qū)白蠟窄吉?。ˋgrilus planipennis Fairmaire）幼蟲(chóng)期的優(yōu)勢(shì)性天敵[1-2]。該蜂主要寄生白蠟窄吉丁的3～4齡幼蟲(chóng)，在對(duì)白蠟窄吉丁的自然控制中發(fā)揮著重要作用，是一種具有廣闊生物防治應(yīng)用前景的寄生蜂[3]。目前，國(guó)內(nèi)外廣泛開(kāi)展了白蠟吉丁嚙小蜂的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)及其大量繁殖和釋放技術(shù)等研究，并被美國(guó)引進(jìn)和應(yīng)用，取得了良好的控制效果[4-10]。利用寄生蜂進(jìn)行生物防治的效果在很大程度上依賴(lài)于其搜索、定位和識(shí)別寄主的能力[11]。探索白蠟吉丁嚙小蜂主動(dòng)搜索、定位和識(shí)別寄主植物和寄主昆蟲(chóng)的機(jī)理，對(duì)于提高生物防治的效率十分關(guān)鍵，同時(shí)對(duì)于深入了解白蠟吉丁嚙小蜂的寄主定位機(jī)理，白蠟吉丁嚙小蜂與白蠟窄吉丁、水曲柳（Fraxinus mandshurica Rupr.）之間的化學(xué)通信機(jī)制，開(kāi)展白蠟吉丁嚙小蜂行為調(diào)控和水曲柳資源的保護(hù)和利用等研究具有重要意義。白蠟吉丁嚙小蜂觸角上著生多種感覺(jué)器，雌蜂可能利用某些感覺(jué)器定位水曲柳和白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)[12]。但有關(guān)白蠟吉丁嚙小蜂對(duì)寄主揮發(fā)物的電生理和行為學(xué)研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究采用昆蟲(chóng)觸角電位和行為生測(cè)技術(shù)測(cè)試白蠟吉丁嚙小蜂雌蜂對(duì)寄主植物和寄主昆蟲(chóng)揮發(fā)物的觸角電位和行為反應(yīng)，以期為白蠟吉丁嚙小蜂、白蠟窄吉丁和水曲柳之間的化學(xué)通信機(jī)制提供佐證。

1材料與方法

1.1供試植物和昆蟲(chóng)

在東北林業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)采集水曲柳枝干、白蠟窄吉丁3～4齡幼蟲(chóng)及其排泄物。在凈月潭森林公園采集白蠟吉丁嚙小蜂老熟幼蟲(chóng)，帶回實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)，待成蜂羽化后用20%蜂蜜水飼喂，選取1～2日齡雌蜂供試。

1.2觸角電位反應(yīng)

采用荷蘭Syntech公司的昆蟲(chóng)觸角電位儀測(cè)試白蠟吉丁嚙小蜂對(duì)寄主揮發(fā)物的電生理反應(yīng)，參照孫凡等的測(cè)試方法[13]。設(shè)置5個(gè)味源處理：健康樹(shù)葉、健康樹(shù)皮、受害樹(shù)皮、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)和白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物，對(duì)照為干凈空氣，每處理測(cè)試5頭雌蜂。

1.3行為反應(yīng)

采用自制Y形嗅覺(jué)儀測(cè)試雌蜂的行為反應(yīng)，裝置結(jié)構(gòu)參照高宇的方法[14]。設(shè)置21種味源處理：（1）以干凈空氣為對(duì)照，設(shè)置健康樹(shù)皮、受害樹(shù)皮、健康葉片、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物、混合物1（受害樹(shù)皮+白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物）、混合物2（受害樹(shù)皮+白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)）、混合物3（受害樹(shù)皮+白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)+白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物）共8種味源；（2）以健康樹(shù)皮為對(duì)照，設(shè)置受害樹(shù)皮、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物、混合物1共4種味源；（3）以健康葉片為對(duì)照，設(shè)置受害樹(shù)皮、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物、混合物1共4種味源；（4）以受害樹(shù)皮為對(duì)照，設(shè)置白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物、混合物1、混合物3共4種味源；（5）以白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)為對(duì)照，設(shè)置白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物共1種味源。白蠟吉丁嚙小蜂在白天活動(dòng)力較強(qiáng)，于08：00—15：00進(jìn)行試驗(yàn)，室內(nèi)溫度保持（25±2）℃、濕度（65±5）%。將雌蜂導(dǎo)入引蟲(chóng)管后，連接到Y(jié)形嗅覺(jué)儀下風(fēng)端，兩側(cè)臂流速為500 mL/min。當(dāng)雌蜂越過(guò)側(cè)臂選擇線并停留超過(guò)30 s，記為雌蜂對(duì)這種氣味源有趨向反應(yīng)，若10 min內(nèi)未作出選擇的則記為無(wú)反應(yīng)。每頭雌蜂只測(cè)試1次，觀察時(shí)間為30 min，每味源處理至少測(cè)試30頭。

2結(jié)果與分析

2.1觸角電位反應(yīng)

與對(duì)照相比，雌蜂對(duì)白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物的觸角電位反應(yīng)有顯著差異（F=3.389，P<0.05），而對(duì)健康樹(shù)葉、健康樹(shù)皮、受害樹(shù)皮、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)的觸角電位反應(yīng)無(wú)顯著差異，雌蜂對(duì)白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物的觸角電位反應(yīng)最強(qiáng)烈，受害樹(shù)皮次之，二者之間無(wú)顯著差異，均高于其他寄主揮發(fā)物（圖1）。

2.2白蠟吉丁嚙小蜂的行為反應(yīng)

雌蜂進(jìn)入嗅覺(jué)儀后，將頭部略抬起，伸向前方，時(shí)左時(shí)右地逆氣流方向前進(jìn)，有時(shí)作短暫停留，并以兩前足跗節(jié)擦拭觸

角，在抵達(dá)兩側(cè)臂交叉處時(shí)常稍作停頓，隨后進(jìn)入其中一側(cè)。雌蜂對(duì)不同寄主揮發(fā)物的行為反應(yīng)結(jié)果如下：（1）以干凈空氣為對(duì)照，雌蜂對(duì)寄主揮發(fā)物的正趨向性從高到低依次為：混合物3>混合物1、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)+白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物、受害樹(shù)皮>白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)>健康葉片、健康樹(shù)皮>對(duì)照；（2）以健康樹(shù)皮為對(duì)照，雌蜂對(duì)寄主揮發(fā)物的正趨向性從高到低依次為：白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)+白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物>白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)、受害樹(shù)皮；（3）以健康葉片為對(duì)照，雌蜂對(duì)寄主揮發(fā)物的正趨向性從高到低依次為：白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物、受害樹(shù)皮>白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)+白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物；（4）以受害樹(shù)皮為對(duì)照，雌蜂對(duì)寄主揮發(fā)物的正趨向性從高到低依次為：混合物3>白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)+白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物>白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物；（5）與白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)味源相比，雌蜂顯著趨向白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物味源（圖2）。

這說(shuō)明水曲柳受害樹(shù)皮、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)和白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物的混合物、受害樹(shù)皮和白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物的混合物對(duì)雌蜂的吸引作用最強(qiáng)，其中，白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物的揮發(fā)物是寄主揮發(fā)物中主要的活性組分，受害樹(shù)皮、白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)對(duì)雌蜂也有較強(qiáng)的吸引作用。

3結(jié)論與討論

寄主揮發(fā)物包含寄主植物和寄主昆蟲(chóng)的揮發(fā)物。白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)危害水曲柳韌皮部，受害部位的樹(shù)皮輕微隆起和開(kāi)裂，這些揮發(fā)物為雌蜂提供比較可靠的信息，雌蜂可能利用這些揮發(fā)物來(lái)完成棲境選擇和寄主定位等行為[14]。本研究通過(guò)測(cè)試雌蜂對(duì)不同寄主揮發(fā)物的觸角電位和行為反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物、水曲柳受害樹(shù)皮和3種混合物等多種寄主揮發(fā)物能引起雌蜂較強(qiáng)的觸角電位反應(yīng)并具有顯著的引誘作用，白蠟窄吉丁幼蟲(chóng)排泄物是寄主揮發(fā)物中主要的活性組分，在雌蜂寄主搜索、定位和識(shí)別過(guò)程中起著重要的作用。

很多隱蔽性害蟲(chóng)的寄生蜂與白蠟吉丁嚙小蜂的行為類(lèi)似，糞便是最有可能存在吸引其寄生性天敵的寄主揮發(fā)物，例如，咖啡小蠹姬小蜂（Phymastichus coffea LaSalle）是咖啡果小蠹（Hypothenemus hampei Ferrari）成蟲(chóng)的寄生性天敵，該蜂對(duì)機(jī)械損傷并帶有咖啡果小蠹的咖啡漿果有正趨性，但對(duì)不帶有咖啡果小蠹的咖啡果無(wú)趨性， 而且被寄主留在咖啡果上的

蟲(chóng)糞所吸引，但對(duì)取食人工飼料的寄主產(chǎn)生的蟲(chóng)糞和來(lái)自非寄主平額咪小蠹[Hypothenemus crudiae（Panzer）]的蟲(chóng)糞則無(wú)反應(yīng)[15]。由于試驗(yàn)在室內(nèi)進(jìn)行，可能受到諸多因素的限制，與林間自然條件有一定的差異，今后還需進(jìn)一步鑒定和分析寄主植物和寄主昆蟲(chóng)揮發(fā)物的指紋圖譜以及白蠟吉丁嚙小蜂對(duì)這些揮發(fā)物的行為反應(yīng)，以進(jìn)一步明確白蠟吉丁嚙小蜂的寄主定位機(jī)制。

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