葡萄和國槐植物揮發(fā)物混合配方對紅緣天牛的引誘活性

高原 劉強(qiáng) 侯雯雯

摘 要：為探究紅緣天牛寄主植物揮發(fā)物配方對其引誘活性，以篩選出更有效的配方來防治紅緣天牛并保護(hù)其寄主植物，該實(shí)驗(yàn)從葡萄和國槐2種寄主植物揮發(fā)物中篩選幾種化合物并混合，得到16種配方。將這16種配方對紅緣天牛進(jìn)行EAG測試、嗅覺行為測試和野外誘集實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示：G5號配方引誘效果最好，雌雄EAG值均達(dá)到顯著水平，相對選擇率：雌性達(dá)73.33，雄性達(dá)46.47，相對誘捕率達(dá)19.05；其次為G4和G2號配方；向原有配方加入反-2-己烯醛后，配方引誘效果增強(qiáng)。從以上結(jié)果可以看出：G5配方可以作為下一步開發(fā)紅緣天牛引誘劑的配方；反-2-己烯醛可以作為紅緣天牛引誘劑配方的重要成分做進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞：植物揮發(fā)物；葡萄；國槐；引誘活性

中圖分類號 S433.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）06-0019-05

Abstract：In order to explore lure activity of Asias halodendri host plant volatiles formula，to select more effective recipe to prevention and control of Asias halodendri and protect its host plant，the experiment will be reported from the Vitis vinifera and Sophora japonica plant volatiles best formula with the optimal concentration of mixing ratio，combine 16 kinds of formulas. These 16 kinds of formulas are tested EAG，behavior response and trap to Asias halodendri to choose one of the most effective attractant.The results showed that G5 formula is the best formula，both male and female EAG value reached significant level，the female relative selection rate is 73.33，the male is 46.47，the trap rate is 19.05；Followed by G4 and G2 formula；The original formula after adding E-2-hexene aldehyde，luring effect is enhanced. As can be seen from the above results，G5 formula can be used as the next step development Asias halodendri attractants formula；E-2-hexene aldehyde can be used as Asias halodendri attractants formula of important components to do further research.

Key words：Plant volatiles；Vitis vinifera； Sophora japonica；Attractive activity

紅緣天牛（Asias halodendri）屬鞘翅目（Coleoptera）天牛科（Cerambycidae），主要危害我國特有的孑遺植物四合木，以及眾多經(jīng)濟(jì)作物如：沙棘、棗樹、蘋果、刺槐、枸杞、沙棗等20多種[1，12]。該蟲在寄主植物上大量發(fā)生，局部危害嚴(yán)重，有的地方一棵樹上多達(dá)100多頭，蟲口密度非常大，對各地經(jīng)濟(jì)作物危害十分嚴(yán)重[2，14]。該天牛主要以幼蟲蛀食樹木枝條，嚴(yán)重時(shí)常把木質(zhì)部蛀空，殘留樹皮，橫向切斷樹木營養(yǎng)的輸送通道，輕者出現(xiàn)樹勢減弱、枝干風(fēng)折，嚴(yán)重時(shí)造成整株死亡[3]。針對紅緣天牛的防治方法有很多，近年來對紅緣天牛寄主植物揮發(fā)物引誘劑的研究成為熱點(diǎn)[4-7]。利用植物揮發(fā)物制成的引誘劑來監(jiān)測防控，由于具有靈敏性高、專一性強(qiáng)，避免產(chǎn)生“3R”問題等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為國內(nèi)外控制有害昆蟲的主要趨勢[6]。

本課題組近年來對紅緣天牛的寄主揮發(fā)物成分和性信息素及其引誘活性開展了一系列研究[1-5，7-11]。本實(shí)驗(yàn)從已報(bào)道的對紅緣天牛有引誘活性的化合物中，篩選出引誘活性明顯的1-二十二烯[10]與寄主植物國槐[11]和葡萄[7]的單一植物揮發(fā)物組合配方，以最佳引誘活性進(jìn)行混合，組成新的混合配方。對紅緣天牛進(jìn)行了EAG、嗅覺行為以及野外誘集研究，試圖了解2種單一植物揮發(fā)物最佳引誘活性配方與單一植物揮發(fā)物相比效果如何，以期找到對紅緣天牛引誘活性更好的配方。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器 紅緣天牛成蟲均為2017年5月從西鄂爾多斯國家級自然保護(hù)區(qū)四合木核心區(qū)采集。將雌雄分開，每10頭放入開窗處理過的塑料瓶中，置于室內(nèi)，用新鮮四合木枝條喂養(yǎng)，確保天牛處于健康狀態(tài)備用。實(shí)驗(yàn)用的10種化合物分選自于文獻(xiàn)中對紅緣天牛引誘效果好的化合物[9-10]和配方[7，11]。重組后的配方成分及濃度如表1所示（化合物比例均為1∶1，稀釋溶劑為石蠟）。其中1-戊烯-3-醇、亞油酸甲酯、乙酸乙酯、反-2-己烯醛和葉醇為葡萄揮發(fā)物，己醛、沉香醇、1-庚烯和正辛烷為國槐揮發(fā)物，而1-二十二烯為一種可能的紅緣天牛雄性性信息素。16種組合配方按成分不同分為G、S和GS3組。所用化合物均購買自北京百靈威科技公司。

所用儀器包括：觸角電位儀由荷蘭SYNTECH公司生產(chǎn)，包括微動操作臺（SYNTECHMP-15）、氣味刺激控制器（SYNTECH CS-55）、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SYNTECH IDAC-232）、觸角電位記錄顯示輸出裝置；嗅覺行為實(shí)驗(yàn)裝置由90°的Y型玻璃管（適應(yīng)臂長25cm，測試臂長20cm，內(nèi)徑2.5cm）、橡皮管分流裝置、計(jì)流器、大氣采樣儀（QC-IS 型）和活性炭管按順序用膠皮管連接而成。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 觸角電位測定（EAG） 參照文獻(xiàn)[7]，設(shè)定連續(xù)氣體流量大小為300mL/min，并以氣流流量為20mL/min的氣流進(jìn)行刺激，作用時(shí)間設(shè)為30s。取觸角時(shí)，將觸角從基部切下，切除觸角基部和頂端各1節(jié)，取第4～9鞭節(jié)觸角，用導(dǎo)電膠搭在電極上。將配制好的溶液10μL均勻滴在折好的呈‘M形4cm×0.5cm的濾紙條上，放入材料管內(nèi)，氣味混合管與觸角相距1cm，待基線平穩(wěn)后給予刺激。實(shí)驗(yàn)以液體石蠟（99%）為空白對照。每更換一種配方要徹底清洗一次材料管。EAG相對值依照公式V=2R/C1+C2（V為EAG的相對反應(yīng)值；R為配方的EAG反應(yīng)值；C1、C2分別為該配方刺激前后石蠟空白對照的EAG反應(yīng)值）計(jì)算。每只天牛只取1只觸角進(jìn)行測試，每個(gè)樣品重復(fù)3次，取平均值。

1.2.2 行為反應(yīng)的研究 Y型玻璃管兩臂夾角90°，兩臂長20cm，將進(jìn)氣氣流速度設(shè)置為1.5L/min；進(jìn)入Y型玻璃管中的空氣需先經(jīng)活性炭進(jìn)行過濾凈化，以保證進(jìn)入的氣體潔凈，供試雌雄天牛各30只，10只為一組，共重復(fù)3次，為了避免采光不均等條件的影響，每做完1次重復(fù)應(yīng)調(diào)換選擇臂和對照臂的位置，每做完一種配方應(yīng)停留5min，以減少殘留氣味的干擾。天牛在選擇臂內(nèi)停留時(shí)間超過30s，記為選擇，否則均視為非選擇。

選擇率（%）=[bb+c]×100；

相對選擇率（%）=[b-cb+c]×100；

卡方值，據(jù)[χ2=（b-c-1）2b+c]檢驗(yàn)顯著性差異。（其中b為選擇臂天牛的數(shù)量，c為對照臂天牛的數(shù)量）若[x20.05（1）]≥3.84，則差異顯著；若[x20.01（1）]≥6.63，則差異極顯著；反之，則沒有顯著性差異。

1.2.3 野外誘集 誘捕器為常規(guī)550mL無色透明的礦泉水水瓶自制。具體制作方法如下：去掉標(biāo)簽后于瓶口以下3cm處對稱剪出4個(gè)邊長1cm正方形小口，做開窗處理，將剪開的部分向上翻折，既能防止雨水進(jìn)入，同時(shí)可以保證空氣的流通及天牛的進(jìn)入。每個(gè)誘捕器內(nèi)注入100～150mL的自來水，并放入誘芯，作為引誘劑誘捕器。每組引誘劑設(shè)10個(gè)誘捕器，由于紅緣天牛在實(shí)驗(yàn)地的蟲口密度較大，各誘捕器間隔15m。每組誘捕器平行分布，組距也為15m。懸掛高度設(shè)為0.4～0.6m。誘捕器掛出后每2d檢查一次誘集情況，記錄每個(gè)誘捕器所誘到的天牛數(shù)量，同時(shí)每次記錄完，都將誘捕器內(nèi)的死蟲撈出，以免影響下一次統(tǒng)計(jì)。

1.3 數(shù)據(jù)分析 用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。包括單因素方差分析、獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)、卡方檢驗(yàn)和相關(guān)性分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅緣天牛對16種配方的電生理反應(yīng) 紅緣天牛對G組組合配方的電生理反應(yīng)如圖1所示。由圖1可知，雄性天牛對G2號配方EAG 值最高（1.093），其次為G5號配方（1.078）；雌性天牛對G4號配方的EAG值最高（1.141），其次為G4號配方（1.140）。

紅緣天牛對以S組組合配方的電生理反應(yīng)如圖2所示。由圖2可知，雄性天牛對S5號配方EAG值最高（1.120），其次為S2號配方（1.029）；雌性天牛對S3號配方的EAG值最高（1.125），其次為S1號配方（1.106）。

紅緣天牛對以GS組組合配方的電生理反應(yīng)如圖3所示。由圖3可知，雄性天牛對GS3號配方的EAG值為最高（1.222），GS2號配方次之（1.157）；雌性天牛對GS5號配方的EAG值最高（1.125），其次為GS3號配方（1.105）。

以上3組EAG值的雌雄差異分別經(jīng)過獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析，只有G組P<0.05，差異達(dá)到顯著水平，為雌性高于雄性。若將16組配方（包括S和G）整體的雌雄差異經(jīng)過獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析，則雌雄差異達(dá)到顯著，為雌性高于雄性。

另外，為從16種配方中篩選出最優(yōu)配方，將16種配方的EAG值與石蠟空白對照（ck♂=0.892，ck♀=1.026）通過Tukey多重比較后發(fā)現(xiàn)，雄性紅緣天牛對16種配方的EAG值均有顯著差異，其中最高為GS3號配方（1.222），其次為GS2（1.157）；雌性天牛除對S2、S4、S5、GS、GS1和GS2外，對其他10種配方的EAG值均達(dá)到顯著性差異，其中G4最高（1.141），其次為G5（1.140）。

2.2 紅緣天牛對16種組合配方的嗅覺行為反應(yīng) 紅緣天牛對G組組合配方的相對選擇率如圖4所示。由圖4可知，除雄性天牛對G1趨避以外，雌雄天牛對其余5種配方均表現(xiàn)為趨向，其中G2、G4和G5配方雌雄天牛相對選擇率均達(dá)到顯著水平。另外雌性天牛對G5配方相對選擇率最大，達(dá)到73.33%，其次為G4配方，達(dá)到60.00%；雄性天牛對G5相對選擇率最大，為46.67%，其次為G2和G4配方，達(dá)到40%。

紅緣天牛對以S組組合配方相對選擇率如圖5所示。由圖5可知，除對S1為雄性趨避、雌性趨向以外，雌雄紅緣天牛對其余四種配方嗅覺趨向性均一致；雌雄天牛對S3配方的相對選擇率均體現(xiàn)為趨避，S2、S4和S5則均為趨向。但其中只有雄性對S4，雌性對S1和S5號配方的相對選擇率達(dá)到顯著水平，相對誘捕率均為40%。

紅緣天牛對以GS組組合配方的相對選擇率如圖6所示。由圖6可知，雌雄天牛對這6種配方均有趨向性。其中雌雄天牛對GS1配方的相對選擇率均達(dá)到顯著水平；另外，雌性天牛對GS2、GS4和GS5配方相對選擇率也達(dá)到顯著水平。其中雌性對GS1的相對選擇率最高（66.67%），其次為GS2的相對選擇率（46.67%）；雄性對GS1相對選擇率最大，達(dá)到（40.00%）。

將16種配方與石蠟空白對照進(jìn)行Tukey多重比較發(fā)現(xiàn)，雄性對G2、G4、G5、S4、GS1號配方的相對選擇率顯著高于空白對照，雌性則分別對3組配方的1、2、4、5號相對選擇率顯著高于空白對照。

總體上將16種配方的相對選擇率通過獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，雌雄天牛在嗅覺行為實(shí)驗(yàn)中沒有顯著差異。但若僅對加入了1-二十二烯的配方進(jìn)行分析，則雌雄差異達(dá)到了顯著，且雌性大于雄性。

2.3 野外誘集結(jié)果 在野外誘集的12d內(nèi)，天牛誘集主要集中在前8d，第8天后可能是由于雨水天氣降溫使得天?；顒訙p少[15]，或誘芯已揮發(fā)完，使降低誘捕量降低。16種配方對紅緣天牛的相對誘捕率如圖7所示（ck為無誘芯空白對照組）。由圖7可知，16種配方中，G5號配方相對誘捕率最大，達(dá)到19.05%，并在統(tǒng)計(jì)學(xué)上達(dá)到顯著水平，其次為G2和G4，相對誘捕率為11.9%。S3、G3、GS3和ck對照組沒有誘集到天牛。若按成分分組考慮，G組配方相對誘捕率最高（47.62%），其次為GS組（30.95%），再次為S組（21.43%）。

將雌雄天牛的相對選擇率與相對誘捕率做相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，雌雄天牛的相對選擇率與相對誘捕率的相關(guān)性達(dá)到顯著水平。

3 結(jié)論與討論

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，雄性天牛對16種配方的電生理反應(yīng)大都比雌性天牛稍強(qiáng)，但相對選擇率卻大多為雌性天牛高于雄性，這可能與雌雄天牛對不同氣味的敏感度和喜好不同有關(guān)。尤其是G1、G5、S1、S5、GS1和GS5號配方，成分中均加入了1-二十二烯，雌雄天牛的相對選擇率差異顯著，說明其為紅緣天牛一種雄性性信息素的可能性很大。

從野外誘集效果來看，G5號配方效果最好，并且G組配方整體要比S和GS組配方的誘捕率高，說明葡萄單一植物組合配方對紅緣天牛的引誘效果要比葡萄與國槐混合配方效果要好。

另外，筆者多次在野外實(shí)地觀察發(fā)現(xiàn)，多只雄性天?？杀煌恢淮菩蕴炫Ｎ?，而正在交尾的雌性天牛更傾向于尋找食物，尤其是四合木的花瓣以及花周圍的嫩葉，對背上為交配而爭斗的雄性天牛無明顯的反應(yīng)。可能是由于交尾后的雌性天牛更傾向于補(bǔ)充營養(yǎng)，以繁殖后代。這對今后開發(fā)新的紅緣天牛引誘劑有一定參考意義。

此次試驗(yàn)中，G5配方引誘效果明顯，可以為開發(fā)紅緣天牛引誘劑的配方提供理論依據(jù)；凡含有反-2-己烯醛的配方（每組的2、4、5號配方），效果均比不含的配方引誘活性高，說明反-2-己烯醛是一種很好的引誘劑組分，可以作為開發(fā)紅緣天牛引誘劑的重要組分做進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]李升，劉強(qiáng).二種天牛對瀕危植物四合木的危害[J].昆蟲知識，2009（3）：407-410，496.

[2]范仁俊，董晉明，曹滿，等.沙棘園紅緣天牛的發(fā)生特點(diǎn)和防治技術(shù)[J].沙棘，1994（3）：24-25.

[3]曹麗娟，劉強(qiáng)，朱耿平，等.紅緣天牛對沙棘7種揮發(fā)物的EAG和嗅覺行為反應(yīng)[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015（3）：84-88.

[4]魏丹，秦勤，尋鋒，等.紅緣天牛對不同誘劑的EAG與行為反應(yīng)及野外誘集效果[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（3）：71-74，95.

[5]張嫣，劉強(qiáng).紅緣天牛成蟲對杏樹揮發(fā)物的生理和行為反應(yīng)[J].環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào)，2016（2）：384-392.

[6]閻雄飛，劉永華，李剛，等.紅緣天牛對棗樹5種揮發(fā)物EAG和嗅覺行為反應(yīng)[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2016（36）：177-181.

[7]張嫣，王星霽，張玲玲，等.紅緣天牛成蟲對葡萄揮發(fā)物的EAG和行為反應(yīng)[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（2）：30-35.

[8]丁嘉文，劉強(qiáng)，朱耿牛，等.紅緣天牛對沙棗花中8種化合物的EAG及行為反應(yīng)[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（2）：71-75.

[9]劉強(qiáng)，魏丹.一種紅緣天牛的引誘劑及其引誘方法[P].

[10]肖方叔，劉強(qiáng).紅緣天牛嗅覺感受器的類型及特點(diǎn)[J].應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)，2011（3）：680-687.

[11]郄博蕊，劉強(qiáng)，李敏，等.槐綠虎天牛對國槐6種揮發(fā)物的EAG及行為反應(yīng)[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016（3）：59-63.

[12]馮宇倩，李文博，駱有慶，等.紅緣天牛越冬幼蟲耐寒性研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015（12）：175-180.

[13]劉菲.紅緣天牛的生物學(xué)特性和綜合防控對策[J].河北林業(yè)科技，2012（6）：76-77.

[14]王文英，賀振偉，趙峰，等.平朔礦林地沙棘木蠹蛾和紅緣天牛為害調(diào)查[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（2）：68-70.

[15]Mcdonald J R，Head J，et al.Cold toler-ance，overwintering and establishment potential of Thipspalmi[J].Physiol Entomol，2000，25（6）：159-166.

（責(zé)編：張宏民）