驗(yàn)證昆蟲性外激素作用和特性的實(shí)驗(yàn)裝置

王克興 王倩多

(甘肅省古浪縣第一中學(xué) 733100)

1 實(shí)驗(yàn)原理

小菜蛾和蘋果蠹蛾是我國(guó)北方果園中兩種常見的有害昆蟲，在夏秋兩季危害尤為嚴(yán)重。兩種蛾類的成蟲形態(tài)易辨，雌雄易分，其中小菜蛾雌蟲較雄蟲肥大，腹部末端圓筒狀，雄蟲腹部末端圓錐形，抱握器微張開，成蟲羽化后1～3 d進(jìn)行交尾產(chǎn)卵；蘋果蠹蛾雌蟲翅韁4根，雄蟲1根，雄性外生殖器抱器瓣在中間有明顯的頸部，成蟲羽化后1～2 d進(jìn)行交尾產(chǎn)卵。當(dāng)蛾類幼蟲羽化為成蟲后，雌蛾尾部的腺體可分泌本物種專一性的性外激素，雌蟲分泌數(shù)量極其微少的這種性外激素,能被距離較遠(yuǎn)的雄蛾所感知，吸引同種的雄蛾前來交尾，表現(xiàn)定向趨化現(xiàn)象。

2 材料用具

微型直流電動(dòng)氣泵(額定電壓DC6.0 V，額定電流<150 mA，空載流量>1.8 L/min)、電池(6 V)、醫(yī)用輸液塑料瓶(100 mL)，雙孔橡皮塞、玻璃管、乳膠管、輸液軟管(帶流速調(diào)節(jié)器、靜脈針)、海綿塊(4 cm×4 cm×4 cm)、手電筒、捕蟲網(wǎng)；羽化不久未交尾的兩種雌蛾若干只；酒精、樟腦粉、花露水。

3 裝置示意

實(shí)驗(yàn)裝置見示意圖(圖1)。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

3.1 組裝說明 ①微型氣泵功率不易過大，輸液軟管上加裝流速調(diào)節(jié)器,控制氣流速度,輸液軟管伸展為直線擺放，不能彎折，要保證氣體流暢地通過；②輸液塑料瓶進(jìn)氣管伸入瓶底，連接瓶塞出氣管的輸液軟管長(zhǎng)5 m，接頭處用乳膠管連接，確保密封性良好，輸液軟管末端靜脈針針頭從海綿塊一面中心位置垂直插入，插入深度為2 cm，使針尖正好處于海綿立方體的幾何中心位置，針尖不能堵塞，保證通氣良好；③除微型氣泵外，實(shí)驗(yàn)裝置準(zhǔn)備多套，以便更換,實(shí)驗(yàn)時(shí)將兩套裝置同時(shí)連接到微型氣泵的出氣口上，使輸液軟管平行或呈“八”字形擺放，分別作為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。

4 實(shí)驗(yàn)操作

4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 ①準(zhǔn)備小菜蛾和蘋果蠹蛾羽化不久且未交配的健康雌性蛾,分籠飼養(yǎng)；②記錄實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的地形和環(huán)境的主要情況，提出安全注意事項(xiàng)。

4.2 操作過程 ①檢查裝置氣密性；②在夏日的夜晚，選擇果園間一塊長(zhǎng)條形平地(4 m×6 m)，安放裝置，輸液塑料瓶和海綿塊之間距離5 m，連接兩者的輸液軟管保持拉直伸展?fàn)顟B(tài)，調(diào)節(jié)好裝置內(nèi)氣流速度；③打開甲瓶瓶塞，瓶?jī)?nèi)放入1～2只雌性小菜蛾，塞好瓶塞，乙瓶不放入雌蛾(乙瓶和海綿塊B都是作為對(duì)照組,甲瓶和海綿塊A作為實(shí)驗(yàn)組)，接通微型氣泵直流電源，同時(shí)往甲、乙兩瓶泵入空氣，一段時(shí)間后，打開手電筒，觀察果園內(nèi)蛾類在裝置輸液塑料瓶和海綿塊附近的群集情況。同時(shí)用捕蟲網(wǎng)捕捉部分蛾類，識(shí)別種類，辨認(rèn)雌雄，做好記錄；④更換另一套相同裝置，在甲瓶?jī)?nèi)放入1～2只雌性蘋果蠹蛾，重復(fù)步驟③，觀察記錄；⑤最后將兩種雌蛾一起放入甲瓶?jī)?nèi)，重復(fù)步驟③，觀察記錄；⑥在海綿塊A、B上噴灑75%醫(yī)用酒精(樟腦粉或花露水)后，重復(fù)步驟③，繼續(xù)觀察記錄。

5 結(jié)果分析

5.1 分析實(shí)驗(yàn)步驟③ 可觀察到海綿塊A周圍聚集了很多雄性小菜蛾，有部分雄蛾甚至趴到海綿塊上。而海綿塊B沒有雄蛾聚集現(xiàn)象，甲乙兩瓶周圍也沒有雄蛾聚集，雄蛾對(duì)放在瓶中的雌蛾視而不見，無動(dòng)于衷。說明甲瓶?jī)?nèi)雌蛾分泌了一種可揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)，該物質(zhì)隨氣流通過輸液軟管運(yùn)輸?shù)胶＞d塊A上，可吸引雄蛾在海綿塊A上聚集。證明了雄蛾對(duì)雌蛾的趨化群集并非由視覺感知而引起的，而是雌蛾分泌產(chǎn)生的某種物質(zhì)專一性地吸引著雄蛾。

5.2 分析實(shí)驗(yàn)步驟④ 當(dāng)用蘋果蠹蛾雌蛾進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象基本同上，只不過海綿塊上所聚集的雄蛾的種類不同于前者，全部都是雄性蘋果蠹蛾。在實(shí)驗(yàn)步驟⑤中,當(dāng)兩種雌蛾同時(shí)放入甲瓶?jī)?nèi)實(shí)驗(yàn)，可觀察到海綿塊上兩種雄蛾都有聚集。說明不同種類的雌蛾產(chǎn)生的性外激素具有專一性。

5.3 分析實(shí)驗(yàn)步驟⑥ 觀察到的現(xiàn)象基本同上，說明酒精(樟腦粉或花露水)的氣味對(duì)于雄蛾對(duì)雌蛾分泌的化學(xué)信息物質(zhì)的感受不會(huì)產(chǎn)生明顯的干擾，基本不影響雄蛾的趨化群集，具有很強(qiáng)的抗干擾性。