不同波長(zhǎng)光照對(duì)草地貪夜蛾成蟲(chóng)趨光行為及視蛋白表達(dá)量的影響

劉思敏 汪永乾 湯金榮 張永軍 付曉偉 梁革梅

摘要 為提高誘蟲(chóng)燈對(duì)草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda的誘集效果，在室內(nèi)測(cè)試了草地貪夜蛾雌雄成蟲(chóng)對(duì)390～550 nm 10種不同波長(zhǎng)光源的趨光行為反應(yīng)，以及光刺激對(duì)其4種視蛋白基因表達(dá)量的影響。結(jié)果表明：草地貪夜蛾雌蛾和雄蛾對(duì)10種波長(zhǎng)光源的趨光率均存在顯著差異，其中雌蛾對(duì)綠光區(qū)510、520 nm和550 nm的趨性較高，趨光率分別為68.5%、65.0%、63.5%;雄蛾對(duì)綠光區(qū)520 nm及紫光區(qū)420 nm的趨性較高，趨光率分別為69.0%和60.5%。雌雄成蟲(chóng)對(duì)510 nm 和550 nm的趨光率存在顯著的性別間差異，但其他供試波長(zhǎng)處理下，雌雄成蟲(chóng)的趨光率均無(wú)顯著的性別間差異。520 nm光源刺激下，雌蛾和雄蛾均表現(xiàn)為3日齡（雌：65.0%;雄：69.0%）和5日齡（雌：59.1%;雄：61.4%）的趨光率最高，而1日齡（雌：41.4%;雄：24.1%）的趨光率最低。雄蛾受520 nm光刺激20 min后，其紫外光敏感蛋白（UV-opsin）基因的相對(duì)表達(dá)量顯著升高，是對(duì)照組的3.61倍;但長(zhǎng)波敏感蛋白1（LW-opsin1）、長(zhǎng)波敏感蛋白2（LW-opsin2）和藍(lán)光敏感蛋白（B-opsin）基因的相對(duì)表達(dá)量與對(duì)照組相比無(wú)顯著差異。雌蛾受520 nm光刺激20 min后，其4種視蛋白基因的相對(duì)表達(dá)量與對(duì)照組相比均無(wú)顯著差異。綜上所述，草地貪夜蛾成蟲(chóng)對(duì)綠光和紫光較為敏感，羽化3～5 d的成蟲(chóng)趨光性最強(qiáng)，視蛋白基因表達(dá)量的改變可能是草地貪夜蛾成蟲(chóng)對(duì)光刺激產(chǎn)生行為反應(yīng)的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞 草地貪夜蛾;?成蟲(chóng);?波長(zhǎng);?趨光率;?光刺激;?視蛋白

中圖分類號(hào)： S 433.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2021678

Abstract In order to improve the light-trapping efficacy on Spodoptera frugiperda in the field， the phototactic behavior of male and female moths to 10 light sources with different wavelengths （390-550 nm） and the effect of light stimulation on the expression levels of four opsin genes of S.frugiperda were tested in the laboratory. The results showed that there were significant differences in the phototactic rate of both male and female moths to 10 light sources. The female moths showed relatively higher phototaxis to 510 nm， 520 nm and 550 nm （green light）， with a phototactic rate of 68.5%， 65.0% and 63.5%， respectively. The male moths showed relatively higher phototaxis to 520 nm （green light） and 420 nm （purple light）， with a phototactic rate of 69. 0% and 60.5%， respectively. For the 10 different light wavelengths tested， there were significant inter-sexual differences in the phototaxis of S.frugiperda moths to 510 nm and 550 nm， but no significant differences to the other wavelengths. The phototaxis of moths at different day-ages to the stimulation of 520 nm light was tested， and the results showed that both female and male moths had the highest phototactic rate at the age of 3 day-old （female： 65.0%; male： 69.0%） and 5-day old （female： 59.1%; male： 61.4%）， while the lowest at the age of 1-day old （female： 41.4%; male： 24.1%）. When male moths were stimulated by 520 nm light for 20 min， the relative expression level of ultraviolet-sensitive opsin （UV-opsin） gene increased significantly， which was 3.61 times of the control. However， the relative expression level of the other tested opsin genes had no significant difference from the control group， including the long-wavelength-sensitive opsin 1 （LW-opsin1）， the long-wavelength-sensitive opsin 2 （LW-opsin2） and the blue-sensitive opsin （B-opsin） genes. When female moths were stimulated by 520 nm light for 20 min， the relative expression level of the four tested opsin genes had no significant differences from the control. In conclusion， S.frugiperda moths had higher sensitivity to green and purple lights， and the highest phototaxis occurred at the age of 3-day and 5-day old after emergence; meanwhile， the changes of expression level of opsin genes might be the key factor affecting the response of S.frugiperda to different light stimulations.

Key words Spodoptera frugiperda;?adult;?wavelength;?phototactic rate;?light stimulation;?opsin

草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda（J. E. Smith），屬鱗翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae，原產(chǎn)于美洲熱帶、亞熱帶地區(qū)［1］，在美洲分布十分廣泛，其種內(nèi)分化為玉米型和水稻型［2］。幼蟲(chóng)可為害76科350多種植物［3］。該蟲(chóng)具有較強(qiáng)的遷飛能力，已在世界范圍內(nèi)迅速擴(kuò)散［4］。草地貪夜蛾于2018年12月侵入我國(guó)，到2019年10月已擴(kuò)散至26個(gè)省份［5］，對(duì)我國(guó)玉米、水稻、小麥、大豆等生產(chǎn)造成了極大威脅［6-8］。

趨光性是指昆蟲(chóng)視覺(jué)器官對(duì)光線刺激產(chǎn)生的趨向反應(yīng)，是昆蟲(chóng)長(zhǎng)期適應(yīng)環(huán)境的本能反應(yīng)。昆蟲(chóng)的敏感光譜多集中于253～700 nm［9-10］。基于昆蟲(chóng)趨光性原理開(kāi)發(fā)的誘蟲(chóng)燈對(duì)多數(shù)昆蟲(chóng)具有較好的誘殺效果;但傳統(tǒng)誘蟲(chóng)燈的光譜范圍寬、選擇性差，在誘殺害蟲(chóng)的同時(shí)極易誤傷天敵和傳粉昆蟲(chóng)。因此，研發(fā)特定波長(zhǎng)光源是實(shí)現(xiàn)害蟲(chóng)“精準(zhǔn)誘殺”和“控害保益”的重要手段。利用濾光片、發(fā)光二極管（light emitting diode，LED）等方式產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光，可以比較昆蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)光的趨向反應(yīng)，進(jìn)而探明昆蟲(chóng)的敏感波段［11-13］。不同昆蟲(chóng)感受到的光譜范圍和敏感波峰具有顯著差異［14］，如在340～605 nm的單色光下，草地螟Loxostege sticticalis成蟲(chóng)對(duì)360 nm紫外光和400 nm近紫外光的趨性最高［15］;在350、375、405、383 nm及333 nm的光波條件下，桃小食心蟲(chóng)Carposina sasakii對(duì)350 nm單色光的反應(yīng)比較明顯［16］;棉鈴蟲(chóng)Helicoverpa armigera對(duì) 385 nm LED燈的趨性顯著高于其他波長(zhǎng)的LED燈，且顯著高于黑光燈［17］;在室內(nèi)條件下，梨小食心蟲(chóng)Grapholita molesta成蟲(chóng)對(duì)520 nm的綠光趨光性最強(qiáng)［18］;405 nm的藍(lán)紫色LED燈對(duì)印度谷螟Plodia interpunctella雄蟲(chóng)和雌蟲(chóng)的引誘效果好于435、450 nm 和470 nm的LED藍(lán)光［19］。

此外，性別、日齡等生理因素也會(huì)影響昆蟲(chóng)的趨光行為，多種害蟲(chóng)雌雄成蟲(chóng)的上燈比例存在差異，寬光譜殺蟲(chóng)燈誘集的51種夜蛾科昆蟲(chóng)中，多數(shù)昆蟲(chóng)的雄蟲(chóng)上燈數(shù)量顯著高于雌蟲(chóng)［20］;而且雌雄成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)光的趨性反應(yīng)也存在差異，如黑腹果蠅Drosophila melanogaster雌成蟲(chóng)對(duì)360 nm紫光以及440 nm藍(lán)光有較高的趨光率，而雄成蟲(chóng)則對(duì)524 nm的綠光有極強(qiáng)的趨光性［21］。不同日齡成蟲(chóng)的趨光性也存在差異，如1～5日齡的梨小食心蟲(chóng)成蟲(chóng)以3日齡趨光性最強(qiáng)［18］;張艷紅等也發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲(chóng)3日齡成蟲(chóng)的趨光率最高［22］。

昆蟲(chóng)復(fù)眼中的視蛋白是光傳導(dǎo)過(guò)程中的重要蛋白分子［23］，介導(dǎo)昆蟲(chóng)對(duì)光的感知，與其趨光反應(yīng)密切相關(guān)［24-25］。根據(jù)感受的光譜范圍，可將昆蟲(chóng)視蛋白劃分為：紫外光敏感型（ultraviolet-sensitive opsin， UV-opsin），光譜吸收范圍一般在325～400 nm;藍(lán)光敏感型（blue-light-sensitive opsin， B-opsin），光譜吸收范圍一般在401～500 nm;長(zhǎng)波敏感型（long-wavelength-sensitive opsin， LW-opsin），光譜吸收范圍一般>500 nm［26］。雖然大多數(shù)昆蟲(chóng)都有LW-opsin、B-opsin、UV-opsin型視蛋白基因，但其表達(dá)量因昆蟲(chóng)種類、生存環(huán)境與生理狀態(tài)等不同而有所差別，不同波長(zhǎng)、光照強(qiáng)度照射下視蛋白表達(dá)的變化也不相同，如Xu等研究明確了長(zhǎng)波敏感型視蛋白基因2（LW-opsin2）在夜蛾科昆蟲(chóng)體內(nèi)表達(dá)水平極低［27］;在0～1 000 lx光照強(qiáng)度刺激下韭菜遲眼蕈蚊Bradysia odoriphaga 成蟲(chóng)的Bo-uv基因表達(dá)量與光照強(qiáng)度呈正比，超過(guò)1 000 lx后Bo-uv基因表達(dá)量急速下降［28］;綠光照射下赤擬谷盜Tribolium castaneum 的LW-opsin、UV-opsin視蛋白表達(dá)量顯著降低［29］。

已有研究結(jié)果表明，利用黑光燈可對(duì)草地貪夜蛾進(jìn)行種群監(jiān)測(cè)和誘集防治［30］。草地貪夜蛾成蟲(chóng)有4種視蛋白基因，分別為長(zhǎng)波敏感型視蛋白1（LW-opsin1）基因，長(zhǎng)波敏感型視蛋白2（LW-opsin2）基因，藍(lán)光敏感型視蛋白（B-opsin）基因和紫外光敏感型視蛋白（UV-opsin）基因。雖然草地貪夜蛾和棉鈴蟲(chóng)一樣具有顯著的趨光性，但草地貪夜蛾的上燈率（約50%）顯著低于棉鈴蟲(chóng)（約80%），造成這種差異的主要原因是其視蛋白基因表達(dá)水平顯著低于棉鈴蟲(chóng)［31］。為了進(jìn)一步明確吸引草地貪夜蛾的特異性波長(zhǎng)，提高誘捕效率，同時(shí)減少對(duì)天敵和傳粉昆蟲(chóng)的傷害，減少化學(xué)農(nóng)藥的使用、提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本研究通過(guò)行為反應(yīng)箱，測(cè)定了草地貪夜蛾雌、雄成蟲(chóng)對(duì)390～550 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)光的趨光行為反應(yīng)，同時(shí)測(cè)定了不同波長(zhǎng)光刺激對(duì)草地貪夜蛾視蛋白表達(dá)量的影響。研究結(jié)果可為進(jìn)一步合理應(yīng)用殺蟲(chóng)燈對(duì)草地貪夜蛾進(jìn)行監(jiān)測(cè)和防治奠定基礎(chǔ)。

1?材料與方法

1.1?供試蟲(chóng)源

草地貪夜蛾初始蟲(chóng)源于2019年1月采自云南省江城縣玉米田，之后一直在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)有害生物防治野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站飼養(yǎng)。幼蟲(chóng)用玉米葉粉和麥胚粉制成的人工飼料飼喂，成蟲(chóng)羽化后放入養(yǎng)蟲(chóng)籠（邊長(zhǎng)30 cm）內(nèi)，使用5%的蜂蜜水飼喂。飼養(yǎng)條件均為溫度（26±1）℃、相對(duì)濕度（70±5）%、光周期L∥D=16 h∥8 h。

1.2?測(cè)試方法

1.2.1?草地貪夜蛾成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)光源的趨性反應(yīng)

選取3日齡健康雌雄成蟲(chóng)供試。試驗(yàn)開(kāi)始前將相同性別的20頭成蟲(chóng)放入暗室暗處理1 h，使待測(cè)個(gè)體的復(fù)眼狀態(tài)保持一致。參照楊心月等的方法［32］，利用行為反應(yīng)箱測(cè)定成蟲(chóng)對(duì)390～550 nm不同波長(zhǎng)光的趨性反應(yīng)。

將趨光反應(yīng)室開(kāi)口處對(duì)準(zhǔn)單色儀出光口，用黑布遮蓋反應(yīng)箱，使其不受其他光線影響。打開(kāi)高壓氙氣燈，移開(kāi)暗室與趨光通道之間的擋板，處理20 min 后掀開(kāi)黑布，在紅光燈下分別觀察統(tǒng)計(jì)趨光通道和避光通道內(nèi)的成蟲(chóng)數(shù)量。每個(gè)處理均重復(fù)10次，每次均隨機(jī)抽取新的待測(cè)試蟲(chóng)。計(jì)算草地貪夜蛾雌雄成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)的趨光率：趨光率=趨光通道蟲(chóng)數(shù)/試蟲(chóng)數(shù)×100%。

1.2.2?日齡對(duì)草地貪夜蛾趨光率的影響

在上述1.2.1測(cè)試結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇雌、雄成蟲(chóng)都較為敏感的520 nm作為測(cè)試光源，設(shè)置羽化后1、3、5 日齡的雌雄成蟲(chóng)共計(jì) 6個(gè)處理，每個(gè)處理20頭成蟲(chóng);每處理10次重復(fù)。比較不同日齡和不同性別成蟲(chóng)的趨光率。測(cè)試方法同1.2.1。

1.2.3?光刺激對(duì)草地貪夜蛾視蛋白基因表達(dá)量的影響

在上述1.2.1測(cè)試結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇雌、雄成蟲(chóng)都較為敏感的520 nm作為測(cè)試光源，將20頭3日齡草地貪夜蛾成蟲(chóng)暗處理1 h后，用520 nm波長(zhǎng)的光源照射20 min，將成蟲(chóng)頭部迅速切下并放入含TRIzol的1.5 mL無(wú)RNA酶的離心管中，然后放入液氮中快速冷凍。以在暗室中放置80 min的成蟲(chóng)作為對(duì)照。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。所有樣品均保存在-80℃冰箱中供后續(xù)使用。

用TRIzol法提取樣本總RNA，用1%瓊脂糖凝膠電泳及Nano Drop紫外分光光度計(jì)檢測(cè)RNA濃度及純度后采用FastKing gDNA Dispelling RT SuperMix反轉(zhuǎn)錄試劑盒（天根生化科技北京有限公司）合成cDNA第一鏈，于-20℃冰箱保存?；贜CBI中草地貪夜蛾藍(lán)光敏感型視蛋白（B-opsin）基因、長(zhǎng)波敏感型視蛋白1 （LW-opsin1） 基因、紫外光敏感型視蛋白（UV-opsin）基因及長(zhǎng)波敏感型視蛋白2 （LW-opsin2） 基因（GenBank登錄號(hào)分別為：MN442089～MN442092）序列，利用Primer 5.0軟件設(shè)計(jì)特異性引物（表1）。引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。通過(guò)PCR（反應(yīng)體系：5×FastKing-RT SuperMix 10 μL， 正、反向引物各1 μL，cDNA模板1 μL，RNase-free ddH2O 7 μL）、膠回收、連接轉(zhuǎn)化及菌落PCR檢測(cè)，驗(yàn)證基因序列的正確性，然后交由生工生物工程（上海）股份有限公司進(jìn)行序列測(cè)定。

基于4種視蛋白的基因序列，設(shè)計(jì)qPCR的特異性引物，選用核糖體蛋白 L27（ribosomal protein L27， RPL27）基因?yàn)閮?nèi)參基因［33］（表1）。用SuperReal PreMix Plus （SYBP Green） 試劑盒（天根生化科技北京有限公司）進(jìn)行熒光定量PCR，采用20 μL PCR反應(yīng)體系：2×SuperReal PreMix Plus 10 μL，正向和反向引物各0.6 μL，cDNA模板1 μL，50×ROX Reference Dye 0.4 μL，RNase-free ddH2O 7.4 μL。反應(yīng)條件為：95℃預(yù)變性15 min;95℃變性10 s，60℃退火32 s，共40個(gè)循環(huán)。3個(gè)技術(shù)重復(fù)。

1.3?數(shù)據(jù)分析

各處理原始數(shù)據(jù)在統(tǒng)計(jì)分析前均進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)。如果原始數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布，則進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（計(jì)數(shù)類進(jìn)行平方根轉(zhuǎn)換，百分率進(jìn)行反正弦平方根轉(zhuǎn)換）。

草地貪夜蛾雌雄成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)光源的趨光率、不同日齡成蟲(chóng)的趨光率采用單因素方差分析（One-way ANOVA）。在進(jìn)行方差分析前先對(duì)各處理進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)（OBrien法），如果方差同質(zhì)，且方差分析結(jié)果表明處理間存在顯著差異，則進(jìn)行Tukeys HSD多重比較;若方差不齊，則采用Dunnett T3進(jìn)行多重比較。雌雄成蟲(chóng)間趨光率的差異顯著性采用獨(dú)立樣本t測(cè)驗(yàn)進(jìn)行分析。熒光定量測(cè)定的基因表達(dá)量數(shù)據(jù)，首先根據(jù)等比稀釋法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算出各引物的擴(kuò)增效率，采用2-ΔΔCt法計(jì)算相對(duì)表達(dá)量［34］。光刺激對(duì)草地貪夜蛾雌雄成蟲(chóng)視蛋白表達(dá)量的影響，采用獨(dú)立樣本t測(cè)驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性分析。

2?結(jié)果與分析

2.1?草地貪夜蛾成蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)光的趨性

草地貪夜蛾雌蛾（F=4.433 0，df=9，90，P=0.000 1）和雄蛾（F=6.069 0，df=9，90，P=0.000 1）對(duì)不同波長(zhǎng)光源的趨光率均存在顯著差異（表2）。其中：雌蛾對(duì)綠光區(qū)510、 520 nm和550 nm波長(zhǎng)的趨性較高，趨光率分別為（68.50±4.66）%、（65.00±3.16）%和（63.50±3.73）%;對(duì)紫外光區(qū)390 nm的趨性最低，趨光率僅為（34.50±5.02）%。雄蛾對(duì)綠光區(qū)520 nm和紫光區(qū)420 nm的趨性較高，趨光率分別為（69.0±11.01）%和（60.50±10.66）%;對(duì)紫外光區(qū)400 nm的趨性最低，趨光率為（37.00±6.32）%。

2.2?性別對(duì)草地貪夜蛾成蟲(chóng)趨光性的影響

草地貪夜蛾雌蛾和雄蛾對(duì)10種不同波長(zhǎng)的趨光率比較結(jié)果如圖1所示：雌蛾對(duì)510 nm（t=2.669，df=18，P=0.015）和550 nm（t=2.244，df=18，P=0.038）的趨光率顯著高于雄蛾。其他波長(zhǎng)處理下，雌雄成蟲(chóng)的趨光率均無(wú)顯著的性別差異。

2.3?日齡對(duì)草地貪夜蛾成蟲(chóng)趨光性的影響

在確定草地貪夜蛾雌雄成蟲(chóng)都對(duì)520 nm光具有較高趨性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步比較了不同日齡雌雄成蟲(chóng)的趨光性差異，結(jié)果表明：不同日齡的雌蛾（F=2.069 8，df=2，27，P=0.145 8）和雄蛾（F=0.030 7，df=2，27，P=0.096 9）對(duì)520 nm波長(zhǎng)光源的趨光率均存在顯著差異，均表現(xiàn)為3日齡［雌：（65.0±3.2）%;雄：（69.0±3.5）%］和5日齡［雌：（59.1±6.0）%;雄： （61.4±4.2）%］的趨光率高，而1日齡［雌：（41.4±5.6）%;雄：（24.1±4.0）%］的趨光率最低（圖2）。

2.4?光刺激對(duì)草地貪夜蛾視蛋白基因表達(dá)量的影響

首先利用PCR技術(shù)克隆得到草地貪夜蛾4種視蛋白的完整序列，通過(guò)BLAST在線對(duì)比，發(fā)現(xiàn)LW-opsin1、LW-opsin2、B-opsin、UV-opsin等4種視蛋白序列與GenBank上登錄的草地貪夜蛾4種視蛋白序列相似度很高，分別為99.65%、98.86%、96.78%、99.74%。

進(jìn)一步比較草地貪夜蛾成蟲(chóng)受到光刺激后視覺(jué)蛋白表達(dá)量的變化，結(jié)果（圖3）表明：雄蛾UV-opsin蛋白基因在520 nm光刺激后的相對(duì)表達(dá)量顯著升高（t=8.687，df=4，P=0.012），是對(duì)照組的3.61倍;但LW-opsin1（t=2.068，df=4，P=0.151）、LW-opsin2（t=0.461，df=4，P=0.118）和B-opsin （t=0.042，df=4，P=0.095）基因的相對(duì)表達(dá)量與對(duì)照組均無(wú)顯著差異。雌蛾在520 nm 光刺激后，LW-opsin1（t=1.463，df=4，P=0.097）、LW-opsin2（t=0.746，df=4，P=0.112）、B-opsin（t=2.595，df=4，P=0.188）、UV-opsin（t=2.494，df=4，P=0.732）這4種視覺(jué)蛋白基因的相對(duì)表達(dá)量均與對(duì)照組無(wú)顯著差異。

3?結(jié)論與討論

前人研究表明多種昆蟲(chóng)具有趨光性，不同種類昆蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)呈現(xiàn)出不同程度的趨性，但室內(nèi)與田間測(cè)定的結(jié)果常常存在差異，不同年份、不同環(huán)境下田間昆蟲(chóng)的趨光性也有差異，溫度、濕度、降雨等氣候因子都會(huì)影響昆蟲(chóng)的上燈率［35］。如在室內(nèi)測(cè)定結(jié)果顯示斜紋夜蛾 Spodoptera litura對(duì)380 nm及500 nm光源具有較高的趨光率［36］;但利用不同波長(zhǎng)LED誘蟲(chóng)燈對(duì)菜地昆蟲(chóng)的誘集效果卻發(fā)現(xiàn)390～400 nm的LED誘蟲(chóng)燈對(duì)斜紋夜蛾的誘捕效果最好［37］。劉彥飛等的研究結(jié)果表明室內(nèi)條件下梨小食心蟲(chóng)對(duì)520 nm的綠光趨性最高，趨光率為41.67%，在田間624 nm紅光、590 nm黃光、520 nm綠光和465 nm藍(lán)光等4種LED燈的誘集效果都不理想［18］;但田奧等的田間試驗(yàn)卻發(fā)現(xiàn)桃園梨小食心蟲(chóng)對(duì)紫色LED燈的趨光率最高，對(duì)黃色LED燈的趨性最弱［38］。蔣月麗等在室內(nèi)評(píng)估銅綠麗金龜Anomala corpulenta 對(duì)14種單一波長(zhǎng)的趨光反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)405、460、505、570 nm 具有明顯趨向反應(yīng)，對(duì)380、440、492、505 nm表現(xiàn)避光反應(yīng)［39］;但許亞嵐等比較了375～748 nm LED燈對(duì)銅綠麗金龜和暗黑鰓金龜 Holotrichia parallela的田間誘捕效果，發(fā)現(xiàn)2015年-2019年395 nm的LED燈對(duì)兩種金龜子的誘捕效果都很好;但2019年的誘捕結(jié)果卻顯示385 nm的LED燈誘捕到的兩種金龜子數(shù)量均顯著高于395 nm的LED燈［40］，說(shuō)明不僅室內(nèi)外測(cè)定結(jié)果差異較大，而且不同年份田間害蟲(chóng)種群的發(fā)生數(shù)量對(duì)燈誘效果也存在顯著影響。本研究通過(guò)比較草地貪夜蛾對(duì)10種不同波長(zhǎng)的趨性，發(fā)現(xiàn)雌蛾對(duì)綠光區(qū)510、520 nm和550 nm的趨性較強(qiáng)，趨光率在63.5%～68.5%;雄蛾對(duì)紫光區(qū)420 nm和綠光區(qū)520 nm的趨性較強(qiáng)，趨光率分別為60.5%和69.0%。與Xu等用寬光譜365～550 nm的LED燈誘集效果（約50%）相比［27］，我們篩選的幾個(gè)波長(zhǎng)，趨光率顯著提高，但試驗(yàn)數(shù)據(jù)是在室內(nèi)條件下獲得的，所選波長(zhǎng)LED燈在田間誘集況如何，需結(jié)合田間試驗(yàn)做進(jìn)一步驗(yàn)證。

昆蟲(chóng)對(duì)不同波長(zhǎng)的趨光性選擇，除受環(huán)境因子的影響外，還受自身生理狀態(tài)的影響，如食料、性別、日齡等。梨小食心蟲(chóng)雌蛾對(duì)綠光區(qū)520 nm的趨性（63.34%）顯著高于雄蛾（36.66%），而且1～5日齡成蟲(chóng)中3日齡成蟲(chóng)的趨光性最強(qiáng)［18］。黑絨鰓金龜Serica orientalis雌蟲(chóng)的趨光率整體高于雄蟲(chóng)，在460、483、524 nm和605 nm單色光處理下雌蟲(chóng)趨光率顯著高于雄蟲(chóng)［41］;東亞小花蝽 Orius sauteri雌蟲(chóng)趨光率也顯著高于雄蟲(chóng)［42］。與之不同的是相同波長(zhǎng)處理下以煙草和白菜為食料的斜紋夜蛾趨光率無(wú)顯著差異;但性別對(duì)斜紋夜蛾趨光行為影響較大，除取食煙草的斜紋夜蛾雌蛾在450 nm的趨光率高于雄蛾外，其他波長(zhǎng)下取食煙草和白菜的雄蛾的趨光率均高于雌蛾［36］。江幸福等研究發(fā)現(xiàn)在一定齡期內(nèi)草地螟成蟲(chóng)的趨光率與日齡成正比［15］;而通過(guò)比較1、3、5日齡棉鈴蟲(chóng)成蟲(chóng)的趨光率，發(fā)現(xiàn)3日齡棉鈴蟲(chóng)對(duì)光照最為敏感［43］。這些結(jié)果表明，昆蟲(chóng)的趨光率受多種因素的影響，且不同昆蟲(chóng)間存在較大差異。本研究結(jié)果表明，510、550 nm處理下草地貪夜蛾雌蛾的趨光率顯著高于雄蛾，其他波長(zhǎng)處理下均無(wú)顯著的性別間差異;3日齡和5日齡成蟲(chóng)的趨光性顯著高于1日齡。已有研究結(jié)果表明3日齡草地貪夜蛾成蟲(chóng)飛行能力達(dá)到最高峰，而后隨著日齡的增大飛行能力減弱［44］。我們推測(cè)草地貪夜蛾上燈率高低可能與其飛行能力有關(guān)，但具體關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

昆蟲(chóng)對(duì)光線的感知主要依靠復(fù)眼，復(fù)眼內(nèi)色素顆粒接收到光信號(hào)產(chǎn)生生物電位，最終抵達(dá)中樞神經(jīng)引起視覺(jué)反應(yīng)，視覺(jué)色素包含視蛋白，視蛋白在昆蟲(chóng)感受光刺激過(guò)程中有著不可替代的作用。視覺(jué)基因不僅在昆蟲(chóng)的復(fù)眼中表達(dá)，而且在棉鈴蟲(chóng)等昆蟲(chóng)的腦中也高表達(dá)，說(shuō)明視覺(jué)基因不僅行使視覺(jué)功能，可能還有其他非視覺(jué)功能［45］。研究發(fā)現(xiàn)視覺(jué)基因的表達(dá)除受到生物自身節(jié)律的影響外，也會(huì)受到昆蟲(chóng)發(fā)育歷期和環(huán)境的影響［46-47］，光照對(duì)視蛋白的表達(dá)量也具有一定的影響［48］。黏蟲(chóng) Mythimna separata雌蛾LW-opsin1基因在藍(lán)光照射1 h后表達(dá)量顯著升高，UV-opsin基因在白光照射0.5 h后表達(dá)量顯著升高;且雌雄成蟲(chóng)視蛋白基因表達(dá)量在藍(lán)光照射下存在顯著的性別差異，但白光照射下卻無(wú)顯著的性別差異［49］;棉鈴蟲(chóng)在綠光和紫外光照射6 h后，UV-opsin基因表達(dá)量升高［45］。光照引起昆蟲(chóng)視蛋白基因表達(dá)量的變化，是否與昆蟲(chóng)對(duì)光刺激產(chǎn)生反應(yīng)和趨光行為反應(yīng)相關(guān)，具體功能目前還沒(méi)有明確。本研究發(fā)現(xiàn)在綠光區(qū)520 nm光刺激后，雄蛾UV-opsin蛋白基因的相對(duì)表達(dá)量顯著升高，是對(duì)照組的3.61倍，但其他3種視蛋白基因的相對(duì)表達(dá)量與對(duì)照組均無(wú)顯著差異，我們推測(cè)光刺激后草地貪夜蛾視覺(jué)蛋白基因表達(dá)量的變化可能是其感受光刺激、并產(chǎn)生相應(yīng)趨性反應(yīng)的關(guān)鍵因素。

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（責(zé)任編輯：楊明麗）