7 種植物源活性成分對百香果薊馬的毒力和驅(qū)避行為測定

于歡, 吳朝波, 朱明軍, 杜榮鍇, 嚴(yán)崇澤, 伍春玲

(1. 海南博士威生物科技有限公司, 海南 澄邁 571900; 2. 海南熱帶海洋學(xué)院民族學(xué)院, 海南 三亞 5720222; 3. 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所, 海南 ?？?571101)

百香果（Passiflora edulis）屬西番蓮科西番蓮屬的藤本植物，我國主要分布于海南、廣西、廣東、福建、臺(tái)灣等地[1]。截至2022 年，海南省百香果種植面積約為1 333.33 hm2，薊馬是目前海南百香果園發(fā)生最重、成災(zāi)最頻繁、防治最難的危險(xiǎn)性害蟲[2]。近年來，筆者在海口、澄邁、臨高、瓊海、瓊中、樂東、東方、萬寧、陵水等地就百香果種植基地進(jìn)行病蟲害跟蹤與調(diào)查，發(fā)現(xiàn)薊馬危害百香果葉、花、果實(shí)，造成葉片卷曲，果實(shí)黃化、畸形、品質(zhì)差的問題相當(dāng)嚴(yán)重，薊馬對百香果葉片和果實(shí)的危害達(dá)80%以上，危害百香果的薊馬種類有黃胸薊馬（Thrips hawailensis）、腹突皺針?biāo)E馬（Rhipiphorothrips cruentatus）、橫紋薊馬（Aeolothrips fasciatus）和紅帶滑胸針?biāo)E馬（Seirtothrips rubroinctus）等。特別是主要危害百香果的花薊馬（Frankliniella intonsa）和黃胸薊馬（Thripshawaiiensis），對百香果的植株、花、果，以及病毒病的傳播，造成了嚴(yán)重的危害和巨大的損失，影響了百香果產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展和生態(tài)安全。目前針對百香果薊馬防治的研究較少，因此針對薊馬危害百香果重且持續(xù)時(shí)間長、有效防控藥劑產(chǎn)品嚴(yán)重缺乏等突出問題開展活性物質(zhì)的篩選試驗(yàn)，對于百香果薊馬防治產(chǎn)品的開發(fā)具有重要意義。目前主要依靠化學(xué)藥劑防治[3]，筆者對海南薊馬防治常用藥劑進(jìn)行抗藥性監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的化學(xué)藥劑使用一段時(shí)間后，抗藥性上升非?？靃4]。關(guān)于薊馬對化學(xué)藥劑抗藥性方面的文獻(xiàn)較多，如苜蓿薊馬已經(jīng)對新煙堿類、擬除蟲菊酯類和苯甲酰胺類殺蟲劑產(chǎn)生了中等水平抗性[5]；海南主要豇豆種植區(qū)薊馬對阿維菌素、高效氯氰菊酯、甲維鹽和啶蟲脒的抗性顯著增加[6]；北京和云南地區(qū)西花薊馬對多殺菌素類藥劑已經(jīng)產(chǎn)生高水平抗藥性[7]。眾多研究結(jié)果表明，薊馬對化學(xué)藥劑抗藥性增強(qiáng)，生產(chǎn)中一些種植戶不斷增加使用劑量和使用次數(shù)，依然很難控制薊馬，甚至面臨無藥可治的困境，同時(shí)不合理使用藥劑是食品安全問題的潛在因素之一，嚴(yán)重制約了海南百香果產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。如何解決海南百香果高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、規(guī)?；a(chǎn)與有效綠色防控百香果薊馬之間的矛盾，成為當(dāng)前海南百香果產(chǎn)業(yè)發(fā)展中亟須解決的重大難題。植物源殺蟲劑作用機(jī)理獨(dú)特，害蟲不易產(chǎn)生抗藥性、對非靶標(biāo)生物及環(huán)境影響較小[8-9]，植物源藥劑的開發(fā)，有助于解決百香果薊馬防治藥劑單一和抗藥性的問題。開發(fā)植物源藥劑的成分，必須進(jìn)行毒力測定，同時(shí)弄清楚其誘驅(qū)特性。筆者評價(jià)了7 種具有良好活性的植物源成分對百香果薊馬的毒力，同時(shí)就百香果薊馬對7 種活性成分的引誘與驅(qū)避行為進(jìn)行試驗(yàn)，以期為開發(fā)百香果薊馬新型植物源殺蟲劑提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試藥劑見表1。供試蟲源（薊馬）來源于海南省臨高縣臨城鎮(zhèn)百香果種植基地；百香果品種為黃金百香果；四臂嗅覺儀根據(jù)需求在南京雪萊生物科技有限公司定制。

表1 供試活性成分物質(zhì)及含量

植物源活性成分：馬鞭草烯酮是一種具有類似樟腦、薄荷腦，以及芹菜香氣的單萜烯酮化合物，天然存在于西班牙馬鞭草及藍(lán)桉的精油中，具有良好的驅(qū)蟲和殺蟲活性；臭椿酮是一種植物提取物，是從苦木科臭椿的根皮或樹皮中提取出來的一種物質(zhì)，具有抗菌、抗蟲、抗腫瘤作用；D-檸檬烯是用專業(yè)的冷壓技術(shù)從橙皮中提取的橙油，屬于天然植物源農(nóng)藥，與常用的化學(xué)農(nóng)藥無交互抗性，殺蟲機(jī)理是溶解害蟲體表蠟質(zhì)層，快速擊倒害蟲，使其失水而死；檳榔堿是從檳榔中分離的吡啶類生物堿物質(zhì)，檳榔堿的生物活性主要包括抗菌、抗寄生，對小菜蛾有良好的殺蟲活性；丁香酚是丁香中發(fā)現(xiàn)的精油，具有抗菌，驅(qū)蟲和抗氧化活性，對斜紋夜蛾具有良好殺蟲活性；茉莉酸甲酯來自茉莉酸，主要在蟲害誘導(dǎo)的直接和間接防御反應(yīng)中起作用。

四臂嗅覺儀由流量計(jì)、氣體凈化柱、味源瓶、行為測試區(qū)、抽氣泵等單元組成,各單元由食品級硅膠管連接（圖1）。行為測試區(qū)為300 mm×300 mm，高為2.8 cm，內(nèi)部為四角星狀空間，頂部中心有一個(gè)圓孔（直徑為40 mm）用于釋放昆蟲和連接氣泵。主要技術(shù)參數(shù)：主體采用高透明有機(jī)玻璃制造，觀察性良好；放蟲孔采用疊加自吸設(shè)計(jì)；昆蟲收集瓶采用截止設(shè)計(jì)，可有效防止昆蟲返回觀察室，收集瓶規(guī)格為110 mm×100 mm；無油真空泵：電壓為220 V，功率為60 W，平均流量為10 L·min-1，相對真空度（Kpa）≈-88 Kpa，壓力可調(diào)；流量控制：四通道均可單獨(dú)控制流量，流量計(jì)為50～500 mL·min-1；味源瓶250 mL，適用于液態(tài)固態(tài)味源及空氣加濕等；氣體凈化柱為200 mL，配活性炭，脫脂濾棉，過濾空氣中雜質(zhì)；活性炭：圓形顆粒狀，規(guī)格為3 mm，碘值為700。

圖1 四臂嗅覺儀連接示意圖

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 活性成分毒力測定 試驗(yàn)對葉管藥膜法[10]改進(jìn)后進(jìn)行毒力測定，離心管改用培養(yǎng)皿，分別將7 種植物源殺蟲活性成分用甲醇配制成母液，依據(jù)預(yù)試驗(yàn)稀釋成5 個(gè)濃度：檳榔堿所用濃度為：0.05、0.5、5、50、500 mg·L-1；香茅醛所用濃度為：50、500、5 000、10 000、20 000 mg·L-1；D-檸檬烯所用濃度為：250、5 000、1 000、2 000、4 000 mg·L-1；茉莉酸甲酯所用濃度為：20、100、500、1 000、2 000 mg·L-1；馬鞭草烯酮所用濃度為：80、160、320、640、1280 mg·L-1；丁香酚所用濃度為：100、1 000、10 000、100 000、200 000 mg·L-1；臭椿酮所用濃度為：100、200、400、800、1 600 mg·L-1；以甲醇處理作為對照。取直徑為12 cm 的培養(yǎng)皿，用脫脂棉蘸取對應(yīng)濃度的供試物質(zhì)擦拭培養(yǎng)皿，自然風(fēng)干；取百香果葉片鮮葉，切成寬為3 mm，長為5 mm 的條狀，將切好的鮮葉分別置于各濃度藥液中5 s 后取出，葉面濕潤無滴水時(shí)放入培養(yǎng)皿，每皿放入薊馬60 頭。處理48 h 后，記錄死蟲情況，用毛筆輕觸蟲體，以不能產(chǎn)生明顯爬行視為死亡。每處理重復(fù)3 次，并設(shè)甲醇為對照。對照組死亡率在15%以內(nèi)為有效試驗(yàn)。死亡率和校正死亡率公式如下：

1.2.2 活性成分驅(qū)避行為選擇 采用四臂嗅覺儀進(jìn)行薊馬行為檢測，使用對角線味源；在四臂嗅覺儀對角線兩臂的味源瓶中各加入100 mL 味源物，另一對角線的兩味源瓶內(nèi)加入等量的甲醇作為對照。2 h 后，觀察并統(tǒng)計(jì)每個(gè)味源通道薊馬數(shù)量，重復(fù)3 次，每組統(tǒng)計(jì)誘蟲數(shù)量為對角線兩臂收集瓶薊馬數(shù)量之和。

式中，t 為選擇處理端的個(gè)體數(shù)；c 為選擇對照端的個(gè)體數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)采用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行單因素ANOVA檢驗(yàn)分析，計(jì)算供試物質(zhì)的半數(shù)致死濃度LC50值、95%置信區(qū)間，以及毒力回歸方程；采用卡方值（χ2）檢驗(yàn)毒力回歸方程的適合性。

2 結(jié)果與分析

2.1 7 種植物源活性成分對百香果薊馬的毒力

由表2 可知，7 種植物源活性成分對百香果薊馬的毒力差異較大，用藥48 h 后，LC50最大值與最小值相差35.30 倍。其中，馬鞭草烯酮用藥48 h，對百香果薊馬的LC50值為157.359 mg·L-1，遠(yuǎn)小于其他有效成分，其次為丁香酚、D-檸檬烯、臭椿酮，對百香果薊馬LC50值低于500.000 mg·L-1；檳榔堿、茉莉酸甲酯、香茅醛對百香果薊馬毒力較差。

表2 7 種植物源殺蟲活性成分對百香果薊馬的毒力測定結(jié)果

2.2 7 種植物源活性成分對百香果薊馬誘驅(qū)效應(yīng)

由圖2 可知，薊馬對7 種供試活性物質(zhì)氣味的選擇性有差異，其中D-檸檬烯對薊馬有顯著的吸引作用，引誘率為72.22%；而茉莉酸甲酯、檳榔堿、馬鞭草烯酮、臭椿酮、香茅醛對薊馬有顯著的驅(qū)避作用，驅(qū)避率為83.33%、80.36%、77.36%、76.36%和67.27%；丁香酚對薊馬無明顯的引誘或驅(qū)避作用。

圖2 百香果薊馬對不同活性物質(zhì)的行為選擇

3 討論與結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，7 種植物源活性成分對百香果薊馬表現(xiàn)出不同的殺蟲活性，植物源藥劑相比化學(xué)藥劑對害蟲的作用方式更多，更復(fù)雜，對生態(tài)環(huán)境更安全，通常引起害蟲拒食、發(fā)育停滯和麻痹，同時(shí)植物源藥劑揮發(fā)性氣味對害蟲具有引誘或驅(qū)避作用[11-12]。海南高溫高濕，薊馬世代重疊、終年繁殖、抗藥性較強(qiáng)，但薊馬對植物源藥劑不易產(chǎn)生抗性，使用植物源藥劑防治是理想的選擇。為了篩選對百香果薊馬有較好活性的植物源農(nóng)藥，本研究進(jìn)行了7 種植物源活性成分對薊馬的殺蟲活性與驅(qū)避性試驗(yàn)。

從殺蟲活性來看，馬鞭草烯酮的毒力最強(qiáng)，LC50值為157.359 mg·L-1（95%置信區(qū)間為130.600～189.601 mg·L-1）；丁香酚、D-檸檬烯、臭椿酮毒力相當(dāng)312.678 mg·L-1≤LC50≤421.410 mg·L-1；茉莉酸甲酯、檳榔堿、香茅醛的毒力較弱，LC50＞2 000.000 mg·L-1。馬鞭草烯酮本身具有殺蟲活性[13]，馬鞭草烯酮對百香果薊馬亦具有較強(qiáng)的殺蟲活性；D-檸檬烯能夠有效防治初期的薊馬，對薊馬具有引誘、觸殺等多種作用方式[14]，這與本研究結(jié)果一致。丁香酚對草地貪夜蛾和斜紋夜蛾具有較強(qiáng)的活性[11,15]，其對百香果薊馬亦具有較強(qiáng)活性。檳榔堿對小菜蛾的LC50為64.620 mg·L-1[16]，而檳榔堿對百香果薊馬研究中活性較低。關(guān)于茉莉酸甲酯殺蟲活性方面未見報(bào)道，但有研究表明，其能有效誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗蟲性[17]，是植物常見的誘導(dǎo)劑。本研究發(fā)現(xiàn)，茉莉酸甲酯對薊馬的殺蟲活性較低，可能與其作用方式有關(guān)。本研究初步篩選出對薊馬殺蟲活性較高的馬鞭草烯酮、D-檸檬烯和臭椿酮，其對薊馬的具體生物學(xué)機(jī)理，還需要做進(jìn)一步研究。

D-檸檬烯對薊馬有顯著的引誘作用，茉莉酸甲酯、檳榔堿、馬鞭草烯酮、臭椿酮、香茅醛對薊馬有顯著的驅(qū)避作用。植物源藥劑的驅(qū)避特性與靶標(biāo)種類有關(guān)，同時(shí)與藥劑濃度相關(guān)。有研究表明，D-檸檬烯對天牛的天敵花絨寄甲具有引誘作用，但D-檸檬烯對果蠅類生物具有熏蒸、驅(qū)避作用[18]。而本研究發(fā)現(xiàn)，D-檸檬烯對百香果薊馬具有引誘作用。其他研究表明，利用馬鞭草烯酮的驅(qū)避作用防治紅脂大小蠹[19]，可以進(jìn)行森林松毛蟲的驅(qū)避防治[20]，這些與百香果薊馬對馬鞭草烯酮的行為選擇相一致。但宋燦燦等[21]研究發(fā)現(xiàn)，馬鞭草烯酮對白蟻具有較強(qiáng)的引誘作用。蟲體神經(jīng)系統(tǒng)能被檳榔堿所麻痹，其對蟲體有較強(qiáng)的致癱或殺傷作用，檳榔堿是檳榔中有效的驅(qū)蟲成分[22]，本研究發(fā)現(xiàn)檳榔堿對薊馬并未表現(xiàn)出較強(qiáng)的殺蟲活性，但具有顯著的驅(qū)避作用。通過植物源殺蟲活性成分復(fù)配，可產(chǎn)生多靶標(biāo)協(xié)同作用而顯著增效[23-24]。防治百香果薊馬的植物源藥劑研發(fā)中可以進(jìn)一步篩選復(fù)配組合，以增加殺蟲毒力效果。

綜上所述，7 種植物源成分對百香果薊馬毒力為：馬鞭草烯酮＞丁香酚＞D-檸檬烯＞臭椿酮＞茉莉酸甲酯＞香茅醛＞檳榔堿；D-檸檬烯對薊馬具有顯著的吸引作用，茉莉酸甲酯、檳榔堿馬鞭草烯酮、臭椿酮、香茅醛對薊馬具有顯著的驅(qū)避作用。植物源活性成分的殺蟲活性與驅(qū)避特性研究對于作用機(jī)理和應(yīng)用技術(shù)的研究具有重要意義，下一步將從作用機(jī)理及應(yīng)用技術(shù)方面進(jìn)行研究。