樟樹不同部位的揮發(fā)物對蔬菜煙粉虱寄主選擇性的影響

邵久之 劉慧娜 陳向榮 鄭佳寅 吳曉霞 陶竣 周福才*

（1揚州大學園藝與植物保護學院，揚州 225009；2揚州市邗江區(qū)槐泗鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，揚州 225116；3揚州大學生物科學與技術(shù)學院，揚州 225009）

煙粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)是蔬菜生產(chǎn)上的重要害蟲，它通過刺吸寄主植物汁液、分泌蜜露誘發(fā)煤污病、傳播多種病毒等方式對寄主植物造成傷害[1]。20世紀80年代中期，隨著B型煙粉虱的入侵，煙粉虱在我國迅速擴散蔓延，給我國蔬菜生產(chǎn)造成了嚴重影響[2-3]。樟樹（Cinnamomum camphora）又名香樟，為樟科（Lauraceae）樟屬（Cinnamomum）常綠喬木，在我國長江以南地區(qū)常見，株高可達30 m以上，樹干挺拔、樹形優(yōu)美、適應性強，是我國園林綠化的優(yōu)良樹種和生態(tài)防護林建設(shè)的重要樹種，且因其木材質(zhì)地優(yōu)良、香氣獨特、耐腐抗蟲（樟樹的根、莖、葉等器官含有大量的揮發(fā)性物質(zhì)，具有驅(qū)蚊、殺菌等功效），而成為了許多建筑、裝潢輔料、防蟲防霉家具、工藝美術(shù)品的原材料[4-5]。

目前，有關(guān)樟樹的研究主要集中在園林應用、葉片化學成分、栽培技術(shù)以及病蟲害防控等方面[6-8]，而關(guān)于樟樹對蔬菜重要害蟲煙粉虱的影響研究未見報道。鑒于此，筆者以樟樹葉片、樹干、枝干等部位為試材，研究了樟樹不同部位的揮發(fā)物對蔬菜煙粉虱寄主選擇性的影響，以期利用樟樹防控蔬菜煙粉虱和拓展樟樹的應用領(lǐng)域?，F(xiàn)將相關(guān)試驗結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試樟樹位于揚州大學文匯路校區(qū)的校園，于夏季選擇長勢良好、胸徑≥30 cm、無病蟲害發(fā)生、無機械損傷的樟樹，采集新鮮成熟的葉片、直徑為0.1～0.3 cm的小枝、直徑為3～5 cm的大枝以及直徑為15 cm的樹干，帶回實驗室備用。

煙粉虱蟲源采自揚州大學文匯路校區(qū)內(nèi)蔬菜實驗基地的茄子。在人工氣候培養(yǎng)箱中，將煙粉虱用黃瓜飼養(yǎng)3代以上供試，飼養(yǎng)環(huán)境溫度為（26±1）℃，相對濕度為60%～80%，光暗比L∶D=14 h∶10 h。試驗前對煙粉虱進行饑餓處理4 h。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗材料處理

將新鮮葉片剪成碎片，試驗材料標記為“葉片”；將小枝切成長度為1 cm的小塊，試驗材料標記為“小枝”；將大枝和樹干的木質(zhì)部和韌皮部分離，并分別切成1 cm的小塊，試驗材料分別標記為“樹干-塊”“樹干皮-皮塊”“枝干-塊”“枝干皮-皮塊”；將樹干的木質(zhì)部和韌皮部用鋸子鋸成粉末，用40目網(wǎng)篩過濾篩后收集，試驗材料分別標記為“樹干-屑”“樹干皮-皮屑”。依據(jù)處理方式不同共有8份試驗材料，這8份試驗材料直接放入自封袋中保存，用于1.2.2試驗。

按照部位不同，可將上述試驗材料重新分為6份，即“樹干-木”“樹干-皮”“枝干-木”“枝干-皮”“小枝”“葉片”。這6份試驗材料分別經(jīng)50%甲醇、蒸餾水提取后，獲得提取液，用于1.2.2試驗。另取上述6份試驗材料直接放入自封袋中保存，用于1.2.3試驗。

1.2.2 煙粉虱的選擇率測定試驗

用“Y”型嗅覺儀進行煙粉虱選擇率測定，嗅覺儀氣流量為70 mL/s，環(huán)境溫度為（25±1）℃，且為排除光照的干擾，在嗅覺儀上方布置一盞白熾燈。嗅覺儀的一臂連接嗅源，另一臂連接空氣（對照）。分別取1.2.1中的不同試驗材料2 g，置于球形陷阱中作為誘源，將煙粉虱成蟲單頭釋放于Y形管直管基部，在3 min內(nèi)成蟲越過一臂的1/3位置且停留超過30 s記為選擇該臂，3 min內(nèi)成蟲未超過1/3位置或仍處于直管基部則記為未選擇。每份試驗材料測定20頭煙粉虱，每測試5頭煙粉虱后對調(diào)處理與對照的位置。一組測試結(jié)束后，用無水酒精清洗嗅覺儀管內(nèi)部，用吹風機吹干后再進行下一組試驗。每份試驗材料重復測定3次，分別記錄煙粉虱對不同試驗材料的選擇結(jié)果，計算選擇率。

計算公式：煙粉虱的選擇率=（處理臂內(nèi)總頭數(shù)或?qū)φ毡蹆?nèi)總頭數(shù)÷測試總頭數(shù))×100%。

試驗數(shù)據(jù)（煙粉虱選擇率）用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析，用Duncan’s新復極差法分析數(shù)據(jù)的差異顯著性（p＜0.05）。

1.2.3 樟樹不同部位揮發(fā)物分析

采用固相微萃取的方法收集揮發(fā)物，用GC/MS測定揮發(fā)物的成分。分別稱取1.2.1中的試驗材料各5 g，放入500 mL錐形瓶中，用保鮮膜將瓶口密封，錐形瓶放在60 ℃水浴上處理5 min，然后用固相微萃取頭萃取10 min，再用GC/MS測定。

色譜條件：色譜柱為HM-5MS型（美國惠普）石英毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為高純度氦氣，流速為1 mL/min。進樣口溫度為260 ℃，分流比為50∶1。采取程序升溫，柱溫50 ℃，保持5 min，然后以3 ℃/min升至140℃，再以10 ℃/min升至240 ℃，保持3 min。

質(zhì)譜條件：離子源為EI源，電子能量為70 eV；離子源溫度為250 ℃，接口溫度為260 ℃；質(zhì)量掃描范圍（m/z）為50～400 amu。

揮發(fā)物數(shù)據(jù)采用Execl 2013軟件進行處理，通過Xcalibur 3.0軟件對總離子流圖進行分析，并用峰面積歸一法統(tǒng)計揮發(fā)物的種類和相對含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙粉虱的選擇率

由表1可知，煙粉虱對不同試驗材料的選擇性存在顯著差異，在8份試驗材料中，煙粉虱對樟樹葉片和小枝的選擇率較小，分別為28.47%和31.41%；煙粉虱對樹干-塊的選擇率較大，達到54.56%；煙粉虱對樹干-屑、樹干皮-皮塊、樹干皮-皮屑、枝干皮-皮塊的選擇率之間沒有明顯差異。同時，煙粉虱對樟樹同一部位不同處理方式的試驗材料的選擇率也存在明顯差異，例如，煙粉虱對樹干-屑的選擇率比對樹干-塊的選擇率低，對樹干皮-皮屑的選擇率比對樹干皮-皮塊的選擇率低。

表1 煙粉虱對不同試驗材料的選擇率比較

由表2可知，煙粉虱對樟樹葉片不同提取液的選擇率存在顯著差異（對葉片50%甲醇提取液的選擇率比對葉片蒸餾水提取液的選擇率低5.49%），煙粉虱對其他部位的不同提取液的選擇率沒有明顯差異。在樟樹不同部位的50%甲醇提取液中，煙粉虱對樹干-皮、枝干-皮、小枝、葉片的選擇率沒有明顯差異，且均低于對樹干-木和枝干-木的選擇率。在樟樹不同部位的蒸餾水提取液中，煙粉虱對枝干-木、枝干-皮、小枝、葉片的選擇率沒有明顯差異，且均低于對樹干-木、樹干-皮的選擇率。

表2 煙粉虱對樟樹不同部位兩種提取液的選擇率比較

2.2 樟樹不同部位揮發(fā)物分析

由表3可知，在樟樹不同部位中，共檢測到揮發(fā)物94種，且不同部位檢測到的揮發(fā)物種類不完全相同。其中，枝干-木的揮發(fā)物種類最多，有73種；樹干-木、樹干-皮的揮發(fā)物種類較少，分別為29種和30種。

表3 樟樹不同部位揮發(fā)物的種類和數(shù)量（單位：種）

有研究表明，樟樹中對煙粉虱具有驅(qū)避作用的揮發(fā)物有7種[9-16]。由表4可知，3-己烯醛僅在葉片中測出；側(cè)柏烯、蒎烯、γ-松油烯在葉片、小枝、枝干-木、枝干-皮、樹干-木、樹干-皮中均有測出；松油烯僅在枝干-木中未測出，在其他部位均有測出；α-胡椒烯僅在樹干-木中未測出，在其他部位均有測出；β-石竹烯僅在葉片和小枝中測出，在其他部位中均未測出。同時，在葉片和小枝中趨避煙粉虱揮發(fā)物的相對含量大多高于其他部位。

表4 樟樹不同部位中趨避煙粉虱揮發(fā)物的相對含量 （單位：%）

3 結(jié)論與討論

植物揮發(fā)物是害蟲選擇寄主植物的重要依據(jù)[17]。煙粉虱是危害蔬菜生產(chǎn)的重要害蟲，它通過嗅覺感受器感受寄主植物的揮發(fā)物[18]。大量研究發(fā)現(xiàn)，植物揮發(fā)物會顯著影響煙粉虱的趨性，對煙粉虱具有行為導向作用[19-20]，例如，芹菜和蓖麻植株對煙粉虱具有驅(qū)避作用，而苘麻、薄荷、煙草等植物對煙粉虱具有誘集作用[12，21-22]。同時，有研究發(fā)現(xiàn)，植物不同部位的揮發(fā)物存在差異，例如，葉用萵苣葉提取物的殺螨活性遠高于根和種子[23]，美洲商陸根提取物比葉提取物的殺螨活性更高[24]，灰毛豆種子的殺蟲活性較強[25]。本研究發(fā)現(xiàn)，樟樹中含有豐富的驅(qū)避煙粉虱的揮發(fā)物，但樟樹不同部位中揮發(fā)物的種類、相對含量不同，表現(xiàn)出的趨避煙粉虱效果也不同，其中，葉片和小枝中驅(qū)避煙粉虱揮發(fā)物的種類和相對含量相對較多，表現(xiàn)出的驅(qū)避煙粉虱效果也最好。因此，可將樟樹葉片和小枝用于對蔬菜煙粉虱的防控。

研究表明，植物揮發(fā)物的表達量受植物生長期和生長季節(jié)的影響，例如，顧靜文[26]研究發(fā)現(xiàn)，即使是同一株樟樹，在不同生長時期或不同生長季節(jié)，樟樹揮發(fā)物的主要成分也會發(fā)生變化。因此，利用樟樹揮發(fā)物驅(qū)避煙粉虱，還需根據(jù)趨避煙粉虱主要揮發(fā)物的高表達季節(jié)和植物生育期進行應用，即采葉和剪小枝的最佳時期需要進一步試驗明確，以便更好地利用樟樹實施對蔬菜煙粉虱的綠色防控。