7種揮發(fā)性化合物對柑橘木虱引誘效果的評價

林妗蓓 莫錦夏 肖志沛 彭婷

摘要 柑橘黃龍病對全球的柑橘產(chǎn)業(yè)造成了嚴重的經(jīng)濟損失，其傳播媒介主要為柑橘木虱。在前期研究中利用柑橘木虱對4種蕓香科植物的取食偏好結(jié)合代謝組學(xué)分析篩選出一批可能對柑橘木虱具有引誘效果的揮發(fā)性化合物，本研究鑒定了鄰氨基苯甲酸甲酯、癸酸、正辛醇、左旋香芹酮、2-環(huán)己烯酮、反式-1，2-環(huán)己二醇、吡嗪等7種揮發(fā)性化合物在0、0.1%、1%、10% 4個濃度和10、20、30、40、50、60 min 6個持續(xù)時間下對柑橘木虱的引誘效果，并比較了其中5種脂溶性揮發(fā)物在各自最優(yōu)濃度下的引誘效果。試驗結(jié)果表明，7種揮發(fā)物對柑橘木虱都有引誘效果，但是引誘效果與揮發(fā)物濃度及持續(xù)時間有關(guān)。吡嗪、左旋香芹酮、正辛醇、2-環(huán)己烯酮、癸酸、鄰氨基苯甲酸甲酯和反式-1，2-環(huán)己二醇的最佳引誘濃度分別為0.1%、1%、1%、1%、10%、10%、10%。六臂嗅覺儀試驗結(jié)果顯示5種脂溶性揮發(fā)物中1%左旋香芹酮的引誘效果高于10%癸酸、10%鄰氨基苯甲酸甲酯、1% 2-環(huán)己烯酮、1%正辛醇及對照（礦物油），但與其他4種揮發(fā)物沒有顯著差異。研究結(jié)果可為柑橘木虱引誘劑的開發(fā)提供參考，促進柑橘黃龍病的綠色防控。

關(guān)鍵詞 黃龍病; 亞洲柑橘木虱; 植物次生代謝物; 引誘劑

中圖分類號： S 436.66

文獻標(biāo)識碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019134

Evaluation of attraction effect of seven volatile compounds on

Diaphorina citri Kuwayama

LIN Jinbei1， MO Jinxia1， XIAO Zhipei1， PENG Ting1， 2

（1. College of Life Sciences， Gannan Normal University，Ganzhou 341000， China;

2. National Navel Orange Engineering Research Center， Ganzhou 341000， China）

Abstract

Huanglongbing has caused great economic loss to the citrus industry globally， which is mainly spread by Diaphorina citri Kuwayama. Based on host plant preference and metabolic profiling， a number of volatile organic compounds （VOCs） that may attract D.citri have been identified from four Rutaceae host plants in our previous study. Here seven VOCs were selected and their attractive effect on D.citri was analyzed at four concentrations （0， 0.1%， 1%， 10%） and six duration （10， 20， 30， 40， 50， 60 min）， namely methyl anthranilate， decanoic acid， n-octanol， trans-1，2-cyclohexanediol， pyrazine， l-carvone and 2-cyclohexen-1-one. Meanwhile， the responses of D.citri to five fat-soluble VOCs at their respective best attracting concentration were compared. The results revealed that these seven VOCs were all attractive to D.citri and the attracting effects varied depending on concentration and experiment duration. The best attracting concentrations of pyrazine， l-carvone， n-octanol， 2-cyclohexen-1-one， decanoic acid， methyl anthranilate and trans-1，2-cyclohexanediol were 0.1%， 1%， 1%， 1%， 10%， 10% and 10%， respectively. Six-armed olfactometer detection suggested that 1% l-carvone was more attractive to D.citri than 10% decanoic acid， 10% methyl anthranilate， 1% 2-cyclohexen-1-one， 1% n-octanol and the control （mineral oil）， but there was no significant difference between l-carvone and the other 4 volatiles. Our result may provide alternatives for the development of environment-friendly D.citri attractant and promote the green prevention and control of citrus Huanglongbing.

Key words

Huanglongbing; Asian citrus psyllid; plant secondary metabolite; attractant

柑橘黃龍?。℉uanglongbing， HLB）嚴重威脅著全球柑橘產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama是黃龍病致病菌的主要傳播媒介[1]。積極施用殺蟲劑可以控制柑橘木虱，但也可能造成耐藥性、環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留、危害天敵等諸多問題[2]。因此，許多環(huán)境友好的柑橘木虱防控方法被開發(fā)，如精油、寄生蜂和昆蟲病原真菌，以及黃色粘蟲板[36]。

以揮發(fā)性化合物為模板開發(fā)引誘劑或驅(qū)避劑被認為是保護柑橘類植物免受HLB侵害的潛在途徑，被稱為柑橘木虱防治的“push-pull”策略，是柑橘木虱防治的國際趨勢[7]。現(xiàn)已報道了大量對柑橘木虱有驅(qū)避作用的化學(xué)物質(zhì)。例如，二甲基三硫化物和二甲基二硫化物以1∶1比例混合會抑制柑橘木虱對宿主的選擇[8]。（E）-β-石竹烯，一種從番石榴中鑒定出的揮發(fā)性化合物，對柑橘木虱也具有排斥作用[9]。來自非寄主腰果的萜類也降低了寄主植物揮發(fā)物對柑橘木虱的吸引[10]。

植物被害蟲取食后可導(dǎo)致?lián)]發(fā)性化合物的總排放量增加，特別是刺激單萜和倍半萜的異戊二烯/萜烯途徑，從而釋放大量誘導(dǎo)性化合物[1112]，可能是感病植株較健康植株更吸引柑橘木虱的原因之一。同時，宿主植物產(chǎn)生的揮發(fā)性化合物是柑橘木虱取食和產(chǎn)卵選擇的關(guān)鍵因素之一[2， 13]。因此，可以利用對柑橘木虱有引誘效果的宿主植物中的揮發(fā)性化合物開發(fā)引誘劑。

前期研究我們利用頂空氣相色譜法分析了崇義野橘、九里香Murraya exotica L.、甜橙‘贛南早Citrus sinensis Osbeck ‘Gannanzao和野金柑Fortune hindisii Swingle嫩芽中代謝產(chǎn)物的差異，因為柑橘木虱對崇義野橘具有明顯的取食偏好性，所以崇義野橘中含量顯著高于其他3種蕓香科植物的次生代謝物可能具有引誘柑橘木虱的效果[14]。本文旨在驗證從中篩選的7種揮發(fā)性化合物對柑橘木虱的引誘效果，從而為其生物防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試蟲源：柑橘木虱為贛南師范大學(xué)國家臍橙工程技術(shù)研究中心負壓實驗室提供，飼養(yǎng)條件為：溫度 25℃±3℃;光周期L∥D=14 h∥10 h;相對濕度：（60±5）%;寄主：九里香。由于本試驗研究的是柑橘木虱整個群體的氣味偏好，故沒有區(qū)分試蟲的年齡及性別。試蟲在試驗前都進行1 h饑餓處理。

試劑與主要儀器：98%鄰氨基苯甲酸甲酯（methyl anthranilate;CAS號：134-20-3）、99%癸酸（decanoic acid;CAS號：334-48-5）、99%正辛醇（n-octanol;CAS號：111-87-5）、98%反式-1，2-環(huán)己二醇（trans-1，2-cyclohexanediol;CAS號：1460-57-7）、99%吡嗪（pyrazine;CAS號：290-37-9）、99%左旋香芹酮（l-carvone;CAS號：6485-40-1）、98% 2-環(huán)己烯酮（2-cyclohexen-1-one;CAS號：930-68-7），上海麥克林生化科技有限公司;99%礦物油，Amresco J217;250 mL（244）四口燒瓶，建湖縣軍明玻璃儀器廠;BL6-300M型六臂嗅覺儀，上海比朗儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 柑橘木虱對同種揮發(fā)性化合物不同濃度梯度的選擇試驗

每種揮發(fā)性化合物均設(shè)置4個濃度梯度，分別為0、0.1%、1%、10%，其中0為空白對照（即為礦物油或者超純水）。不同濃度的鄰氨基苯甲酸甲酯（V/V）、癸酸（m/V）、正辛醇（V/V）、左旋香芹酮（V/V）、2-環(huán)己烯酮（V/V）用礦物油配制，反式-1，2-環(huán)己二醇（m/V）、吡嗪（m/V）用超純水配制。在四口燒瓶不同瓶口處用長度一致的橡皮管分別連接裝有不同濃度揮發(fā)性化合物的味源瓶，一次放入約40頭成蟲于燒瓶底部，以過四口燒瓶的單口瓶頸為分界處，過界即視為被引誘，每隔10 min記錄1次每個瓶頸柑橘木虱的數(shù)量及4個瓶頸柑橘木虱的總量，計算引誘率。每次試驗更換未處理過的柑橘木虱，重復(fù)3次。因為柑橘木虱有趨光性且晚上較為活躍[15]，測試均在19：00后進行。

引誘率=每個瓶頸誘集木虱數(shù)量/4個瓶頸誘集木虱總數(shù)×100%。

1.2.2 不同揮發(fā)物最優(yōu)引誘濃度對柑橘木虱的引誘性比較

通過1.2.1確定的各揮發(fā)物的最優(yōu)引誘濃度，用六臂嗅覺儀比較5種脂溶性揮發(fā)物最優(yōu)引誘濃度下對柑橘木虱的引誘效果。試驗前將六臂嗅覺儀各臂氣流流速設(shè)為80 mL/min，然后在各臂所對應(yīng)味源瓶中放入最優(yōu)引誘濃度的不同揮發(fā)物。每次試驗測試10頭成蟲，測試時逐頭進行。將試蟲放入嗅覺儀（圖1）后觀察記錄其爬行軌跡，木虱進入初試選擇區(qū)的次數(shù)記為該區(qū)對應(yīng)揮發(fā)物的進入次數(shù)，木虱在最終選擇區(qū)停留3 min不動時記為該區(qū)對應(yīng)揮發(fā)物的最終選擇次數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)利用SPSS 22軟件進行統(tǒng)計分析，不同濃度揮發(fā)物對柑橘木虱影響和5種揮發(fā)物最優(yōu)引誘濃度對柑橘木虱引誘效果比較的試驗結(jié)果均采用單因素方差分析，并用最小顯著差數(shù)法（LSD）進行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度揮發(fā)物對柑橘木虱的影響

如表1所示，在1 h內(nèi)，7種揮發(fā)物在0.1%、1%、10% 3種濃度下的引誘率大部分都高于對照，并存在顯著性差異（P<0.05），而且同一揮發(fā)物在同一濃度不同時間點的引誘率大多具有顯著性差異（P<0.05），說明這7種揮發(fā)物對柑橘木虱都有引誘效果，但是效果與濃度及引誘持續(xù)時間有關(guān)。0.1%左旋香芹酮和10%吡嗪雖然在試驗10 min時引誘效果顯著，但是隨著處理時間的延長，引誘蟲口數(shù)大幅下降，而1%左旋香芹酮和0.1%吡嗪隨著處理時間的延長引誘效果持續(xù)增加，故將左旋香芹酮和吡嗪的最優(yōu)引誘濃度分別定為1%和0.1%。不同時間點下1%正辛醇、10%癸酸、10%鄰氨基苯甲酸甲酯、10%反式-1，2-環(huán)己二醇、1%2-環(huán)己烯酮的引誘效果都顯著高于其他濃度（P<0.05），因此將對應(yīng)的濃度定為該揮發(fā)物的最優(yōu)引誘濃度。

2.2 5種揮發(fā)物最優(yōu)引誘濃度對柑橘木虱引誘效果

試驗結(jié)果表明（表2），柑橘木虱進入用礦物油配制的5種揮發(fā)物次數(shù)與最終停留次數(shù)均高于對照礦物油， 其中柑橘木虱進入10%癸酸、1% 2-環(huán)己烯酮、1%左旋香芹酮、1%正辛醇的次數(shù)與對照存在顯著性差異（P<0.05），而以1%左旋香芹酮引誘時，木虱最終停留區(qū)次數(shù)顯著高于空白對照（P<0.05），大于其他揮發(fā)物，但沒有顯著性差異，說明其可能對柑橘木虱具有最佳引誘效果。

3 討論

植食性昆蟲通過辨別寄主植物中所含次生代謝物的特殊氣味進行取食，這些特殊氣味是昆蟲尋找寄主植物的信號分子[16]。我們在前期工作中從4個蕓香科植物中篩選到7種揮發(fā)性化合物，本研究測定了這7種揮發(fā)性化合物對柑橘木虱的引誘效果，結(jié)果表明它們都可以引起柑橘木虱的趨性反應(yīng)。這幾種揮發(fā)物也可引起其他昆蟲類似的趨性反應(yīng)，如正辛醇對桑天牛Apriona germari、茶二叉蚜Toxoptem aurantii和巴氏新小綏螨Neoseiulus barkeri都有引誘效果[1719]。癸酸對亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis初孵幼蟲的取食和雄性繭蜂Psyttalia concolor的尋偶都表現(xiàn)出引誘活性[2021]。鄰氨基苯甲酸甲酯對近鬃稈蠅Thaumatomyia glabra、墨西哥果蠅Anastrepha ludens、黃胸薊馬Thrips hawaiiensis、色薊馬T.coloratus、蔥薊馬姬小蜂Ceranisus menes都有明顯的引誘效果[2224]。吡嗪可以影響雄性胡蜂的習(xí)性，其衍生物可以作為胡蜂的性引誘劑[2527]。同時，吡嗪是國際上普遍認可的實蠅誘引劑之一[28]。

化合物對昆蟲習(xí)性的影響因蟲種及蟲齡而異[29]。本研究發(fā)現(xiàn)1% l-香芹酮對柑橘木虱具有最佳引誘效果，其對斑衣蠟蟬Lycorma delicatula的成蟲和若蟲（除1齡外）都具有明顯的引誘效果[30]。但是l-香芹酮可能對黃蜂Vespula pensylvanica、茶

翅蝽Halyomorpha halys、淡色庫蚊Culex pipiens都具有驅(qū)避效果[3033]。另外，正辛醇對巴氏新小綏螨的引誘作用隨著濃度的增加而降低，說明化合物對昆蟲習(xí)性的影響因其濃度而異[19，28]。這與本研究發(fā)現(xiàn)不同濃度揮發(fā)物對柑橘木虱引誘效果存在顯著差異的結(jié)果相符。

此外，這些化合物的衍生物在柑橘木虱的生物防治方面也可能具有較大的開發(fā)潛能。雖然沒有查到關(guān)于反式-1，2-環(huán)己二醇直接作為昆蟲引誘劑的報道，但它是蚊子產(chǎn)卵引誘劑的主要原料[34]。癸酸的系列衍生物癸酸甲酯（methyl decanoate）、月桂酸甲酯（methyl dodecanoate）、肉豆蔻酸甲酯（methyl tetradecanoate）、棕櫚酸甲酯（methyl hexadecanoate）、月桂酸乙酯（ethyl dodecanoate）、十四酸乙酯（ethyl tetradecanoate） 對熊蜂Bombus diversus蜂王都有顯著引誘效果[35]。這些化合物的衍生物對柑橘木虱習(xí)性的影響尚不明確。

開發(fā)生物源農(nóng)藥如植物次生代謝物質(zhì)、植物精油等天然產(chǎn)物對植物病蟲害的生物防治具有重要的生態(tài)學(xué)意義[15， 36]。利用植物次生代謝物質(zhì)研制昆蟲引誘劑符合綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，但是本研究供試揮發(fā)物在田間的引誘效果尚有待驗證。

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（責(zé)任編輯：楊明麗）

收稿日期： 20190418?? 修訂日期： 20190429

基金項目：江西省自然科學(xué)基金（20152ACB21005;2016BBF60071）

致? 謝： 參加本試驗部分工作的還有江代禮、譚翰杰、張能和紀燁斌等同學(xué)，特此一并致謝。

通信作者E-mail：ivypeng966@yahoo.com

#為并列第一作者