銹色粒肩天牛對不同植物的選擇性實驗

王慧麗，肖　玲，范志強，凌張軍，丁元春，朱　玉，胡晨希

(1. 安慶師范學院 生命科學學院，安徽 安慶 246011；2. 安陽市園林局 道路綠化管理站，河南 安陽455000；

3. 安慶師范學院 資源與環(huán)境學院，安徽 安慶246133)

?

銹色粒肩天牛對不同植物的選擇性實驗

王慧麗1, 2，肖玲3，范志強1，凌張軍1，丁元春1，朱玉1，胡晨希2

(1. 安慶師范學院 生命科學學院，安徽 安慶 246011；2. 安陽市園林局 道路綠化管理站，河南 安陽455000；

3. 安慶師范學院 資源與環(huán)境學院，安徽 安慶246133)

摘要：銹色粒肩天牛是一種破壞性極強的鉆蛀性害蟲。為進一步明確它對4種常見植物國槐、香花槐、旱柳和苦楝選擇性的差異，首先通過嗅覺儀進行了銹色粒肩天牛對4種植物的招引實驗，然后進行野外觀察，研究結(jié)果表明：國槐對銹色粒肩天牛有顯著的招引效果；香花槐有一定招引作用，但差異并不顯著；旱柳既無招引作用也無驅(qū)避作用；而苦楝對其還表現(xiàn)出驅(qū)避作用。因此，我們建議選用旱柳和苦楝作為國槐的隔離樹種。本研究結(jié)果對銹色粒肩天牛的防治具有重要意義，而且還能為植物源生物藥劑的研制提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：生物防治；Y型嗅覺儀；銹色粒肩天牛；隔離樹種

銹色粒肩天牛(Aprionaswainsoni)是國家重要的檢疫害蟲。自上世紀90年代以來，該害蟲曾嚴重危害河南、安徽、山東、山西、河北、陜西等多個省市的國槐行道樹，給城市園林綠化及生態(tài)環(huán)境建設(shè)造成了巨大損失[1]。被該害蟲侵害的樹木千瘡百孔，樹干內(nèi)蟲道縱橫，導致國槐大量死亡。更讓人擔憂的是，近兩年來該害蟲還開始危害胸徑在10 cm以上的盤槐、黃金槐、蝴蝶槐等由國槐嫁接的新品種。為了防治該害蟲，相關(guān)地區(qū)政府部門曾花費大量的人力物力對銹色粒肩天牛進行防治，主要采取伐除枯死樹、人工捕捉天牛成蟲、挖除蟲卵、釋放管式腫腿蜂、打孔注藥等一系列綜合防治措施，使其大面積發(fā)生的勢頭得到初步控制，但我們對此天牛的認識還遠遠不夠。國槐作為北方城市的常見樹種，其種植量較大(如河南安陽市僅市區(qū)栽植數(shù)量就達2萬余株)。因此了解此天牛對北方常見樹種的趨避性，篩選國槐的替代樹種和隔離樹種已經(jīng)迫在眉睫。

目前，對天牛的防治仍以化學藥劑防治為主，但由于天牛的隱蔽性較強，效果并不理想?；瘜W農(nóng)藥的過量使用還對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染，產(chǎn)生了害蟲抗性、次要害蟲暴發(fā)及天敵大量殺傷等一系列問題(即化學農(nóng)藥的“3R”問題)。因此，通過研究寄主植物和非寄主植物對天牛的趨避性，從而來尋找克制天牛的方法已成為生態(tài)防治的主要研究方向[2]。

1材料和方法

1.1采用動態(tài)循環(huán)頂空采樣法捕集揮發(fā)物

2012年7月，選擇晴天13:00-15:00時間段內(nèi)，在野外分別選取胸徑在10 cm以上的國槐(Sophorajaponica)、香花槐(Robiniapseudoacacia)、旱柳(Salixmatsudana)和苦楝(Meliaazedaeach)這四種植物的完整枝葉。使用在高溫下?lián)]發(fā)物釋放較少的微波爐袋套上，先迅速把袋內(nèi)空氣抽出, 再把經(jīng)過活性炭和過濾網(wǎng)雙重過濾的壓縮空氣注入袋中，40 min后再把裝有吸附劑Tenax-GR的石英玻璃管放入帶內(nèi)，袋內(nèi)氣體會被其吸附，用流量計控制體積流速為100 ml/ min，采集時間為1 h，每種植物設(shè)置3次重復[3]。

1.2四種植物枝葉揮發(fā)物對銹色粒肩天牛的招引作用

采用Y型嗅覺儀測定不同植物揮發(fā)物對銹色粒肩天牛的招引作用。嗅覺儀由玻璃管制成，內(nèi)徑10 cm，基部直管和兩測試臂(夾角為75°)管長均為40 cm。Y型嗅覺儀兩臂分別與兩個味源瓶相連。其他試驗裝置和方法參照李繼泉[4]和曹兵[5]等人的方法。實驗在16：00-22：00這一時間段進行，這段時間天牛攝食最活躍。Y管的兩臂朝向弱光源，然后在直管入口放一頭健壯的天牛成蟲，當其爬過臂管的1/2并停留5 min以上，即認為其對這一側(cè)的氣味有趨性，若其在30 min內(nèi)還未達到臂管的1/2處，則認為無趨性。40頭天牛共分為2組，前20頭測完后，將整個裝置徹底清洗、吹干并對換左右位置，再進行另外20頭的測定。每次重復都采用不同的枝葉味源和天牛個體，共設(shè)置3次重復。

1.3野外觀察天牛對四種植物的取食情況

為了驗證室內(nèi)銹色粒肩天牛對不同植物的選擇行為，作者又在野外觀察其對4種植物的取食情況。分別將國槐、旱柳、香花槐和苦楝帶枝葉的樹干假植于自制的水槽中，再用鐵絲網(wǎng)將其圍住來防止天牛逃脫[6]。每個網(wǎng)中放入健壯的天牛成蟲10頭，一周后觀察天牛取食4種植物的程度和枝葉面積，然后分別估算枝條咬傷程度( % )、葉柄咬傷程度( % )和葉咬傷程度( % )。

1.4數(shù)據(jù)分析

在揮發(fā)物對銹色粒肩天牛的招引試驗中，首先根據(jù)實驗結(jié)果計算招引率，其計算公式如下：

招引率=(趨向植物味源的天牛頭數(shù)—趨向于空白對照的頭數(shù))×100%÷天?？倲?shù)[7]。

然后采用卡方檢驗來分析趨向于植物味源天牛數(shù)與趨向空白天牛數(shù)的差異，如果P值小于0.05，則認為銹色粒肩天牛對該種植物揮發(fā)物嗅覺反應有顯著差異。所有數(shù)據(jù)分析在SPSS 13.0中完成。

2研究結(jié)果

2.1嗅覺儀測定結(jié)果

在Y型嗅覺儀試驗中，銹色粒肩天牛的觸角和下頜須一直進行伸張和擺動，表現(xiàn)出對氣味的探索行為。在國槐對天牛的招引試驗中，大部分天牛沿管壁前進；在香花槐試驗中，天牛進入味源所在管臂一半時，一部分繼續(xù)向前，另一部分則會停留；在旱柳試驗中，大部分會逗留在直管部分；在苦楝試驗中，一部分向前走一小段又返回直管，一部分直接就在直管里不動。

所試驗的4種植物中，國槐枝葉對銹色粒肩天牛的平均招引率為70%，引誘效果最好，達到極顯著的水平(P < 0.01)；其次為香花槐，平均招引率為15%，有招引作用，但未達到顯著程度(P> 0.05)；旱柳既無引誘作用也無驅(qū)避作用；而苦楝對天牛還表現(xiàn)出了驅(qū)避作用(表1)。

表1　銹色粒肩天牛對4種植物揮發(fā)物的趨避性選擇

2.2銹色粒肩天牛對4種植物的取食情況

實驗結(jié)果表明銹色粒肩天牛對4種植物的取食程度不同。從表2可知，其對國槐的取食程度最大，其次是香花槐，而旱柳和苦楝則不取食。

對4種植物取食面積的研究結(jié)果表明，取食國槐枝皮的面積最大，1周共計約為202 cm2，平均每頭取食20.2 cm2；其次是香花槐，共計68.4 cm2，平均每頭取食6.84 cm2；在旱柳和苦楝上沒有取食。野外實驗結(jié)果和室內(nèi)實驗結(jié)果一致。

表2　銹色粒肩天牛對4種植物的取食程度比較

3討論

目前，銹色粒肩天牛的分類地位、形態(tài)特征、生物學特性已研究的較為清楚，而其不同地區(qū)寄主的差異、寄主和非寄主揮發(fā)物對天牛行為學方面的研究及其發(fā)生與環(huán)境的關(guān)系研究較少[6]。由于銹色粒肩天牛已經(jīng)成為我國重要的園林綠化樹種害蟲，因此如何對其進行有效的物理和生物防治是目前生產(chǎn)中亟待解決的問題。

根據(jù)劉桂華等[6]的研究結(jié)果，銹色粒肩天牛的寄主植物可劃分為高感樹種、低感樹種、抗蟲樹種和免疫樹種，但各地區(qū)的差異性并未驗證。本實驗通過室內(nèi)實驗及野外調(diào)查，發(fā)現(xiàn)國槐對銹色粒肩天牛有顯著的招引作用，是銹色粒肩天牛的高感樹種；香花槐雖然對其影響并不顯著，但還是具有一定的招引作用，能夠作為天牛補充營養(yǎng)的樹種，因此不能用香花槐作為國槐的替代樹種。旱柳對銹色粒肩天牛既無招引作用也無驅(qū)避作用，可以看做是免疫樹種；而苦楝則對銹色粒肩天牛表現(xiàn)出驅(qū)避作用，可以看作是抗蟲樹種。以上結(jié)果說明旱柳和苦楝可以作為國槐的隔離樹種。因此，城市園林綠化要多營造穩(wěn)定的混交林防御天牛模式，可以利用苦楝、旱柳等進行帶狀、塊狀混交，也可以單株間隔混交，使主栽樹種上的天牛無法進行傳播，最終做到有蟲不成災，并達到物理防治天牛危害的目的。

在植物與昆蟲的長期協(xié)同進化過程中，大多數(shù)植物都具有了抵抗昆蟲取食的化合物, 主要是倍半萜烯內(nèi)酯類、異類黃酮、苦木素類和檸檬苦素類植物次生代謝物[8]。國槐作為高感樹種，除了跟其枝葉揮發(fā)物中這些化合物含量過低有關(guān)外，還可能跟其氨基酸成分全面、蛋白質(zhì)含量適中、可溶性糖類含量較高、C/N比值較大有關(guān)[6]。而旱柳所釋放的揮發(fā)性物質(zhì)丙酸丙酯、丁酸乙酯、5-甲基呋喃甲醛和反-2-己烯醛在其它樹種中釋放很少或基本不釋放[9]，并且其粗蛋白和氨基酸含量過低、酚酸類物質(zhì)含量過高，這些均可能是銹色粒肩天牛對其拒食的主要原因[6]。此外，本研究中苦楝對其還表現(xiàn)出了趨避作用，這也可能跟其揮發(fā)物的成分有關(guān)。對國槐和苦楝的揮發(fā)性物質(zhì)化學組成分析表明[7,10]，抗蟲樹種苦楝釋放的揮發(fā)物中以醇類物質(zhì)所占比例最大，占60%以上，而這些化合物在高感樹種中釋放很少或基本不釋放，因此可以推斷這些化合物可能是銹色粒肩天牛主要的驅(qū)避性物質(zhì)。

參考文獻:

[1]王曉紅, 楊忠岐. 銹色粒肩天牛及其防治技術(shù)研究進展[J]. 中國森林病蟲, 2010, 29(4): 24-29.

[2]楊吉安, 馬玉花, 蘇印泉, 等. 苦楝研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 西北林學院學報, 2004, 19 (1): 115-118.

[3]張風娟, 金幼菊, 陳華君, 等. 光肩星天牛對4種不同槭樹科寄主植物的選擇機制[J]. 生態(tài)學報, 2006, 26 (3): 870-877.

[4]李繼泉, 樊慧, 金幼菊. 光肩星天牛對損傷后復葉槭植株的行為反應[J]. 北京林業(yè)大學學報, 2003, 25(5): 42-46.

[5]曹兵, 劉亞輝, 呂文, 鮑瑞. 幾種抗蟲樹種的化學成分分析及其抗蟲機理的研究(Ⅵ ) ———臭椿、苦楝生物活性物質(zhì)(標樣)林分模擬試驗[J]. 遼寧林業(yè)科技, 2000, 6: 8-10.

[6] 劉桂華, 唐燕平.銹色粒肩天牛與寄主樹種關(guān)系的初步研究[ J]. 林業(yè)科學, 2002, 38(3): 106 -113.

[7] 薛皎亮, 賀珺, 謝映平. 植物揮發(fā)物對天敵昆蟲異色瓢蟲的引誘效應[J]. 應用與環(huán)境生物學報, 2008, 14 (4): 494-498.

[8]O. Koul, M. Smirle. Allomones in insect plant interactions [M]. In Recent Advances of Insect Physiology and Toxidagy. Eds G. Gujar, New Delui, India Agricde Publishing Academy, 1994：14 -40.

[9]李建光. 光肩星天牛不同寄主樹種揮發(fā)性物質(zhì)的比較分析[J]. 北京林業(yè)大學學報, 2002, 24(5/6 ): 165-169.

[10]白成科. 苦楝不同部位揮發(fā)油成分的氣相色譜-質(zhì)譜分析[J]. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā), 2008, 20: 662-666.

Preliminary Study on the Selectivity of Apriona swainsoni on Four Different Plants

WANG Hui-li1,2, XIAO Ling3, FAN Zhi-qing1, LING Zhang-jun1, DING Yuan-chun1, ZHU Yu1, HU Chen-xi2

(1. College of Life Science, Anqing Teachers College, Anqing 246011, China;

2. Road Greening Station, Parks Bureau of Anyang City, Anyang 455000, China;

3 College of Resource and Environment, Anqing Teachers College, Anqing 246011, China)

Abstract:Apriona swainsoni is a devastating borer pest. To further understand the selectivity variation of Apriona swainsoni to four different plants, i.e. the Sophora japonica, Robinia pseudoacacia, Salix matsudana and Melia azedaeach, we firstly used the olfactometer to conduct the attractive experiment. Then, the field observation was implemented. The results showed that the Sophora japonica had significantly attractive effect; the Robinia pseudoacacia had certain attractive effect, but the difference was not significant; the Salix matsudana had no effect on the Apriona swainsoni, while the Melia azedaeach demonstrated repellent effect. Therefore, we suggest that the Apriona swainsoni can be regard as the isolated trees. The results of this study not only have significant implications to the prevention of Apriona swainsoni, but also can provide theoretical basis for the development of plant-derived biopharmaceuticals.

Key words:biological control,“Y”-tube olfactometer, Apriona swainsoni, isolated trees

文章編號：1007-4260(2015)02-0089-03

中圖分類號：Q948

文獻標識碼：A

作者簡介：王慧麗，女，河南安陽人，安慶師范學院生命科學學院教師，研究方向為植物病蟲害防治、園林園藝。

收稿日期：2014-11-05