3種化學(xué)物質(zhì)對(duì)昆蟲(chóng)的趨避與吸引作用研究

王文慧　楊懷林　聞鳴等

摘 要：以桂醛、鄰苯二甲酸二辛酯、二甲基萘3種化學(xué)揮發(fā)物作為信息素，對(duì)吉林省白山市撫松縣露水河鎮(zhèn)紅松育苗林昆蟲(chóng)的趨避與吸引作用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，粘板誘集到的昆蟲(chóng)有雙翅目、膜翅目、鞘翅目、同翅目、鱗翅目、直翅目、長(zhǎng)翅目幾類。通過(guò)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間的對(duì)比得知，這3種試劑皆能誘到雙翅目、膜翅目和同翅目的昆蟲(chóng)，且數(shù)量較多；桂醛和鄰苯二甲酸二辛酯還能誘到少量鞘翅目的昆蟲(chóng)。3種試劑對(duì)昆蟲(chóng)引誘作用最強(qiáng)的是鄰苯二甲酸二辛酯，誘到昆蟲(chóng)數(shù)量最少的是二甲基萘。鄰苯二甲酸二辛酯對(duì)鞘翅目昆蟲(chóng)作用不明顯，二甲基萘對(duì)鞘翅目昆蟲(chóng)具有趨避作用，桂醛對(duì)鞘翅目昆蟲(chóng)具有一定的誘導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：EAG；信息素；吸引；趨避

中圖分類號(hào) Q96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）03-04-29-04

Abstract：In this paper，cinnamaldehyde，dioctyl phthalate，dimethyl naphthalene three chemical volatiles as pheromones in Jilin Province Fusong Lushuihe town pine forest nursery aversion and attraction of insects have been explored. Experimental results show that the sticky board to trap insects Diptera，Hymenoptera，Coleoptera，Homoptera，Lepidoptera，Orthoptera，Mecoptera several categories. By comparison between the experimental group and the control group was informed that the three agents have encountered lured to Diptera，Hymenoptera and Homoptera insects，and a larger number；cinnamaldehyde and dioctyl phthalate also can induce a small amount Coleoptera insects. Three reagents insect attractant effect of the strongest phthalate，dioctyl phthalate，lured to a minimum number of insects is dimethyl naphthalene. Octyl phthalate coleopteran obvious，dimethylnaphthalene coleopteran have averse effects，cinnamaldehyde coleopteran induce a certain effect.

Key words：EAG；Pheromones；Attract；Aversion

1 引言

早在1832年人們就發(fā)現(xiàn)了昆蟲(chóng)雌雄之間存在性引誘現(xiàn)象。20世紀(jì)60年代以來(lái)，昆蟲(chóng)性信息素理論及應(yīng)用技術(shù)均取得了巨大進(jìn)展，許多人工合成信息化合物在害蟲(chóng)防治中得到了應(yīng)用[1-3]。但這些研究的對(duì)象主要是鱗翅目昆蟲(chóng)，而對(duì)鞘翅目昆蟲(chóng)性信息素的研究則較少開(kāi)展[4-5]，1982年以前，共有9科21種鞘翅目昆蟲(chóng)性信息素的化學(xué)結(jié)構(gòu)得到鑒定。昆蟲(chóng)性信息素，又稱性外激素，是由同種昆蟲(chóng)的某一性別個(gè)體的特殊分泌器官分泌于體外，能被同種異性個(gè)體的感受器所接受，并引起異性個(gè)體產(chǎn)生一定的行為反應(yīng)或生理效應(yīng)（如覓偶、定向求偶、交配等）的微量化學(xué)物質(zhì)[6-8]。昆蟲(chóng)性信息素分子從釋放源到達(dá)接受者主要是通過(guò)介質(zhì)空氣或水傳遞的，其傳遞的方式主要有2種，一種是由于布朗運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行的擴(kuò)散作用，另一種是由于介質(zhì)流動(dòng)而引起的傳導(dǎo)作用。昆蟲(chóng)信息素的接收系統(tǒng)是昆蟲(chóng)的觸角或感覺(jué)毛，通過(guò)周邊神經(jīng)系統(tǒng)將外界信息傳遞給中樞神經(jīng)，從而作出相應(yīng)的反應(yīng)，使昆蟲(chóng)有效適應(yīng)外部環(huán)境[9-10]。利用觸角電位（EAG）和單細(xì)胞記錄（SSR）等方法記錄昆蟲(chóng)的電生理活動(dòng)，極大地促進(jìn)了昆蟲(chóng)性信息素的研究。昆蟲(chóng)性信息素是同種昆蟲(chóng)間異性相互聯(lián)系進(jìn)而交配的重要紐帶和先決因素，嚴(yán)格保證了種群內(nèi)昆蟲(chóng)在雌雄個(gè)體之間性的聯(lián)系及物種有條不紊的繁衍。觸角是昆蟲(chóng)感受性信息素的主要器官。性信息素發(fā)達(dá)的種類，其觸角常具有顯著的性二型現(xiàn)象，即接受者觸角較釋放者發(fā)達(dá)。觸角電位（electroantennography，EAG）是直接檢測(cè)昆蟲(chóng)對(duì)化學(xué)信號(hào)物質(zhì)反應(yīng)的電生理技術(shù)（Schneider，1957），能夠快速檢驗(yàn)觸角對(duì)氣味的反應(yīng)活性和敏感性，在化學(xué)生態(tài)中也經(jīng)常使用。由于該技術(shù)的高敏感性和高選擇性，現(xiàn)已成為昆蟲(chóng)信息素及其他揮發(fā)性信息化合物生物測(cè)定的主要手段之一[11-13]。

2 材料與方法

2.1 EAG實(shí)驗(yàn) 觸角電位儀由荷蘭Syntech公司的智能化數(shù)據(jù)獲取控制器IDAC-4、刺激氣流控制器（Syntech CS-55）、微動(dòng)操作儀（Syntech MN-151）、Syntech軟件處理系統(tǒng)4部分組成。測(cè)定方法參照杜永均等、肖春、方宇凌等以及嚴(yán)福順等[14]。刺激氣流流速、持續(xù)氣流均設(shè)定為400mL/min，刺激時(shí)間為15s，2次刺激間隔30～60s（依濃度而定以保證觸角的活性完全恢復(fù)）。將剪成長(zhǎng)15cm、寬2cm的定性濾紙紙條折成之字形作為各溶液的載體，測(cè)試劑量10L。用鋒利的刀片將昆蟲(chóng)觸角從基部切下，尖端切除少許后，用導(dǎo)電膠將其橫搭在電極上，氣味混合管與觸角相距l(xiāng)cm。以液體石蠟為對(duì)照，測(cè)試不同化合物時(shí)，不同重復(fù)間樣品刺激順序不同。在測(cè)定昆蟲(chóng)對(duì)同種化合物、不同劑量的EAG反應(yīng)時(shí)，不同劑量的刺激順序按濃度由低到高進(jìn)行。各種測(cè)定每根觸角重復(fù)3次，共測(cè)試20根觸角[15-17]。

2.2 野外試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)在吉林省白山市撫松縣露水河鎮(zhèn)紅松育苗林進(jìn)行。選取一列紅松樹(shù)，樹(shù)下平放加藥的粘蟲(chóng)板，每隔3棵樹(shù)（約12m）下放一組粘蟲(chóng)板。按照3次重復(fù)依次放置（1-1，2-1，3-1，1-2...3-3），同時(shí)在各實(shí)驗(yàn)組旁邊1m處放上相應(yīng)空白對(duì)照（1-1-0，2-1-0，3-1-0，1-2-0...3-3-0）。為了減少環(huán)境不同引起的實(shí)驗(yàn)誤差，每個(gè)重復(fù)的空白對(duì)照左右對(duì)調(diào)。用注射器將藥品平均滴加在粘蟲(chóng)板上。2014年7月8日9：00第1次加藥0.4mL；11：00第2次加藥0.4mL；14：30第3次加藥0.4mL；16：30第4次加藥0.4mL。2014年7月9日9：00第5次加藥0.2mL；11：00收取粘蟲(chóng)板并計(jì)算粘蟲(chóng)板上各類昆蟲(chóng)的數(shù)量。

3 結(jié)果

3.1 EAG實(shí)驗(yàn)結(jié)果 以EAG技術(shù)測(cè)定鞘翅目雌、雄成蟲(chóng)對(duì)α-藻烯、沉香醇、吲哚等12種揮發(fā)物（濃度均為10 000μL/L）的敏感度，結(jié)果見(jiàn)圖1：

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，鞘翅目昆蟲(chóng)對(duì)桂醛、鄰苯二甲酸二辛酯、二甲基萘3種揮發(fā)物的敏感度較高。這3種物質(zhì)的EAG反應(yīng)見(jiàn)圖2：

3.2 野外實(shí)驗(yàn)結(jié)果 本實(shí)驗(yàn)以桂醛、鄰苯二甲酸二辛脂、二甲基萘3種揮發(fā)物為誘導(dǎo)素，每種揮發(fā)物的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各3個(gè)。向粘板上分別滴加3種揮發(fā)物各0.4mL，將其粘于樹(shù)下，每實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組算作一組，每組間相隔12m左右。每2h向?qū)嶒?yàn)組加等量的藥品。本實(shí)驗(yàn)第一天早上9：00開(kāi)始至第二天11：00結(jié)束。根據(jù)對(duì)粘板的觀察與統(tǒng)計(jì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1、表2、表3。

由圖3-A可知，在以二甲基萘為誘導(dǎo)素的實(shí)驗(yàn)中，誘到的昆蟲(chóng)種類分別為雙翅目、膜翅目、鞘翅目和同翅目。實(shí)驗(yàn)組中膜翅目數(shù)量較多，波動(dòng)較大，對(duì)照組數(shù)量較少，波動(dòng)較小；實(shí)驗(yàn)組中誘到少量同翅目；對(duì)照組中誘到少量鞘翅目。此現(xiàn)象說(shuō)明二甲基萘對(duì)雙翅目和膜翅目的作用并不明顯，但對(duì)同翅目具有引誘作用，對(duì)鞘翅目具有趨避作用。

由圖3-B可知，在以鄰苯二甲酸二辛酯為誘導(dǎo)素的實(shí)驗(yàn)中，誘到的昆蟲(chóng)種類分別為雙翅目、膜翅目、鞘翅目、同翅目、鱗翅目、直翅目和長(zhǎng)翅目。其中實(shí)驗(yàn)組雙翅目數(shù)量較對(duì)照組少，且數(shù)量波動(dòng)較大；實(shí)驗(yàn)組中膜翅目數(shù)量較多，對(duì)照組較少；實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中鞘翅目數(shù)量相同；實(shí)驗(yàn)組同翅目數(shù)量較對(duì)照組多；實(shí)驗(yàn)組中誘到少量鱗翅目；對(duì)照組中誘到少量長(zhǎng)翅目和直翅目。據(jù)此分析，鄰苯二甲酸二辛酯對(duì)膜翅目、同翅目和鱗翅目具有引誘作用，對(duì)雙翅目、長(zhǎng)翅目和直翅目具有趨避作用，對(duì)鞘翅目的作用不明顯。

由圖3-C可知，在以桂醛為誘導(dǎo)素的實(shí)驗(yàn)中，誘到的昆蟲(chóng)種類分別為雙翅目、膜翅目、鞘翅目和同翅目。其中實(shí)驗(yàn)組雙翅目數(shù)量多于對(duì)照組，且二者數(shù)量波動(dòng)均較大；實(shí)驗(yàn)組中膜翅目數(shù)量較少，對(duì)照組較多；實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中均誘到少量同翅目；實(shí)驗(yàn)組中誘到少量鞘翅目。由此可得，桂醛對(duì)雙翅目和鞘翅目具有引誘作用，對(duì)膜翅目具有趨避作用，對(duì)同翅目的作用不明顯。

不同的試劑對(duì)于昆蟲(chóng)的引誘能力不同：本次試驗(yàn)所誘到雙翅目最多，其次是膜翅目，除此之外，還有鞘翅目、同翅目、鱗翅目、直翅目、長(zhǎng)翅目的昆蟲(chóng)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)可知，誘到昆蟲(chóng)種類多的是鄰苯二甲酸二辛酯，誘到昆蟲(chóng)數(shù)目最多的也是鄰苯二甲酸二辛酯。誘到昆蟲(chóng)種類最少的是二甲基萘和桂醛，誘到昆蟲(chóng)數(shù)量最少的是二甲基萘。

不同的試劑對(duì)于不同昆蟲(chóng)的引誘或趨避作用也不同：本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)研究的是3種誘導(dǎo)素對(duì)鞘翅目的誘導(dǎo)或趨避作用。實(shí)驗(yàn)中誘到鞘翅目最多的是以鄰苯二甲酸二辛酯為誘導(dǎo)素的實(shí)驗(yàn)，但是實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組鞘翅目數(shù)量相同；二甲基萘的對(duì)照組和桂醛的實(shí)驗(yàn)組也誘到了少量的鞘翅目。由此可知，鄰苯二甲酸二辛酯對(duì)鞘翅目作用不明顯，二甲基萘對(duì)鞘翅目具有趨避作用，桂醛對(duì)鞘翅具有一定的誘導(dǎo)作用。除此之外，鄰苯二甲酸二辛酯和二甲基萘對(duì)同翅目具有引誘作用，桂醛對(duì)其作用不明顯。而3種誘導(dǎo)劑對(duì)膜翅目和雙翅目的引誘或趨避作用又各不相同。

4 討論

隨著全社會(huì)對(duì)大量施用高毒性化學(xué)殺蟲(chóng)劑所引起的環(huán)境污染和害蟲(chóng)防治負(fù)面效應(yīng)認(rèn)識(shí)的不斷深入，科學(xué)工作者迫切需要尋找一種保護(hù)環(huán)境的有效害蟲(chóng)防治方法。昆蟲(chóng)性信息素在害蟲(chóng)的綜合治理方面具有極大的潛力，在應(yīng)用方面取得了不少成功的經(jīng)驗(yàn)。目前，昆蟲(chóng)性信息素主要用于害蟲(chóng)的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)及防治上，同時(shí)也可采用昆蟲(chóng)性信息素與其他生物農(nóng)藥聯(lián)用法進(jìn)行害蟲(chóng)的防治和對(duì)害蟲(chóng)進(jìn)行檢疫。昆蟲(chóng)性信息素具有生物活性強(qiáng)和專一性高的顯著特點(diǎn)，可靈敏地檢測(cè)害蟲(chóng)的發(fā)生，它能誘集早期發(fā)生的或少量的害蟲(chóng)，尤其對(duì)偶發(fā)性害蟲(chóng)和目前尚無(wú)測(cè)報(bào)方法的害蟲(chóng)存在特殊價(jià)值，可以較準(zhǔn)確地反映害蟲(chóng)消長(zhǎng)規(guī)律，便于掌握防治時(shí)期，在我國(guó)一些地區(qū)的某些害蟲(chóng)測(cè)報(bào)中已被采用[18-20]。國(guó)外已鑒定了80余種可用于蟲(chóng)情測(cè)報(bào)及防治應(yīng)用的昆蟲(chóng)性信息素，我國(guó)也已合成了40多種重要害蟲(chóng)的昆蟲(chóng)性信息素，并研制出一批適合于測(cè)報(bào)的誘捕器，我國(guó)對(duì)30種不同的害蟲(chóng)上進(jìn)行了應(yīng)用性信息素預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治技術(shù)研究[21-25]。昆蟲(chóng)性信息素作為一種靈敏可靠的監(jiān)測(cè)工具，不僅可應(yīng)用于害蟲(chóng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，也可以廣泛應(yīng)用到害蟲(chóng)檢疫、疫區(qū)擴(kuò)散范圍監(jiān)測(cè)中。性信息素可用于昆蟲(chóng)種類鑒定，區(qū)分個(gè)別在分類上容易混淆或近似的昆蟲(chóng)，并研究它們的地理分布。昆蟲(chóng)信息素具有專一性強(qiáng)、不殺害天敵、不污染環(huán)境和對(duì)生物無(wú)毒害等優(yōu)勢(shì)，對(duì)食品安全并有利于保護(hù)環(huán)境，受到國(guó)內(nèi)外研究者的高度重視，在研發(fā)新型生物殺蟲(chóng)劑方面具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。目前世界上已鑒定并合成了一批主要農(nóng)林害蟲(chóng)的昆蟲(chóng)性信息素，有些已大面積推廣應(yīng)用在害蟲(chóng)測(cè)報(bào)和防治上，取得了突出的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[26-27]。昆蟲(chóng)信息素作為一種新型的環(huán)保防蟲(chóng)藥物正逐步投入使用，但在評(píng)價(jià)、量化信息素監(jiān)控和防治效果以及開(kāi)發(fā)新型信息素等方面，還缺乏充分的參考數(shù)據(jù)。因此，要進(jìn)一步加強(qiáng)有關(guān)昆蟲(chóng)行為，以及新型昆蟲(chóng)信息素的分離、鑒定、人工合成和昆蟲(chóng)種群密度變化等基礎(chǔ)理論研究[28-30]。

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（責(zé)編：張宏民）