斑翅果蠅對(duì)寄主果實(shí)及其揮發(fā)物嗅覺趨性的研究

陳曉旭 王玨 晏文峰 李斌 周倩 鄭雅楠

關(guān)鍵詞：斑翅果蠅；寄主果實(shí)；趨性；揮發(fā)物

斑翅果蠅Drosophila suzukii （Matsumura），屬于雙翅目Diptera環(huán)裂亞目Cyclorrhapha果蠅科Drosophilidae果蠅屬Dro.sophila，又名鈴木氏果蠅，是一種為害樹莓Rubus idaeus、藍(lán)莓Vacciniurnuliginosurn、櫻桃Prunus pseudocerasus等軟皮水果的危險(xiǎn)性害蟲。遼寧省是我國重要的小漿果種植區(qū)，現(xiàn)因斑翅果蠅的大面積為害，水果的質(zhì)量和產(chǎn)量降低，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，亟須科學(xué)有效的防治措施。斑翅果蠅取食為害的寄主主要是經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的軟皮水果，且易在表面留下傷口，因此需避免化學(xué)農(nóng)藥的大量使用。

采用引誘劑防治害蟲是目前應(yīng)用較多的一種方法，其中利用寄主揮發(fā)物研制的植物源引誘劑有著廣闊的應(yīng)用前景。植食性昆蟲在很大程度上依賴植物散發(fā)的揮發(fā)性化學(xué)成分進(jìn)行定向，從而遠(yuǎn)距離尋找寄主。另外，揮發(fā)性化合物還是決定昆蟲在寄主植物上降落的關(guān)鍵因素。例如，橘小實(shí)蠅Bac-trocera dorsalis （Hendel）的嗅覺試驗(yàn)明確了該害蟲對(duì)不同寄主果實(shí)的氣味趨性存在差異。利用斑翅果蠅對(duì)寄主果實(shí)揮發(fā)物的趨性對(duì)其進(jìn)行誘捕能有效防治斑翅果蠅，同時(shí)還能減少化學(xué)農(nóng)藥的施用。但目前關(guān)于斑翅果蠅引誘劑的研究多集中于國外，應(yīng)用較廣泛的有蘋果醋、水解蛋白類產(chǎn)品。國內(nèi)關(guān)于其引誘劑的研究較少，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)糖醋酒液具有較好的誘捕效果，但同時(shí)也存在專一性不高的問題。為明確斑翅果蠅對(duì)寄主果實(shí)揮發(fā)物的趨性，本研究對(duì)不同成熟程度的5種寄主果實(shí)進(jìn)行測(cè)定并分析其揮發(fā)性物質(zhì)成分，旨在為開發(fā)斑翅果蠅植物源引誘劑提供參考。

1材料與方法

1.1斑翅果蠅對(duì)不同寄主果實(shí)趨性的研究

1.1.1供試蟲源

在遼寧省沈陽市法庫縣馬鞍山樹莓園（123°22' N，42°30' E）挑選帶有斑翅果蠅幼蟲的樹莓果實(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室，分裝到養(yǎng)蟲盒內(nèi)后置于養(yǎng)蟲籠（25 cm×25 cm×25 cm）內(nèi)，在溫度（25±1）℃，相對(duì)濕度（60±5）%，L∥D=16h∥8h條件下繼代飼養(yǎng)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室種群。挑選健康的斑翅果蠅雄成蟲和待產(chǎn)卵雌成蟲進(jìn)行試驗(yàn)。

1.1.2供試寄主果實(shí)

成熟程度不同（分為未熟、成熟、過熟，根據(jù)硬度、果皮顏色人工進(jìn)行判定）的樹莓、藍(lán)莓、櫻桃、楊梅Morella rubra、草萄Fragaria×ananassa、葡萄鮮果，均購自水果市場(chǎng)。

1.1.3試驗(yàn)方法

斑翅果蠅成蟲對(duì)不同成熟程度的寄主果實(shí)趨性的測(cè)定：利用四臂嗅覺儀進(jìn)行，選擇同一種鮮果的3種不同成熟程度果實(shí)（未熟、成熟、過熟）各稱取20g，分別放入3個(gè)味源瓶中，對(duì)照組為空白瓶。先將1頭供試斑翅果蠅成蟲放到測(cè)試室內(nèi)，待四臂嗅覺儀轉(zhuǎn)子流量計(jì)均穩(wěn)定至300mL/min時(shí)開始抽氣，同時(shí)開始計(jì)時(shí)。若供試成蟲在中心區(qū)域或在某區(qū)域停留>2min，則此次試驗(yàn)結(jié)束，統(tǒng)計(jì)10min內(nèi)斑翅果蠅在各個(gè)區(qū)域停留的時(shí)間和次數(shù)。每次測(cè)定結(jié)束后用75%乙醇擦拭其活動(dòng)區(qū)域，每次擦完后將四臂嗅覺儀旋轉(zhuǎn)90°。設(shè)置40次重復(fù)（雄成蟲20次，待產(chǎn)卵的雌成蟲20次）。統(tǒng)計(jì)各處理組和對(duì)照組味源瓶中誘集到的成蟲數(shù)量，記錄斑翅果蠅的活動(dòng)軌跡，比較成蟲對(duì)不同成熟程度寄主果實(shí)的趨性。

斑翅果蠅成蟲對(duì)不同種類的寄主果實(shí)趨性的測(cè)定：方法同上，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果選擇斑翅果蠅趨性最強(qiáng)的果實(shí)成熟度，每種鮮果取20g，篩選出斑翅果蠅趨性最強(qiáng)的果實(shí)種類。

1.2斑翅果蠅的寄主果實(shí)揮發(fā)物成分分析

1.2.1供試寄主果實(shí)

根據(jù)1.1的研究結(jié)果，選擇斑翅果蠅趨性較強(qiáng)的寄主果實(shí)進(jìn)行分析測(cè)定。

1.2.2供試儀器耗材

供試儀器和耗材包括大氣采樣儀（Qc-is型，中國北京勞動(dòng)保護(hù)研究所）、氣質(zhì)聯(lián)用儀（7890A-5975C，Agilent，美國）、色譜純正己烷、活性炭（20～40目）、聚乙烯袋（558mm×443mm，Reynolds，美國）、Super-Q吸附劑（60～80目）、玻璃管（d=6mm，h=150mm）、圓筒玻璃缸（d=200mm，h=300mm）、TVOC不銹鋼采樣管（d=6mm，h=150mm）、收集柱（d=5mm，h=80mm）、乙醇（CAS：64-17-5）、苯甲醛（CAS： 100-52-7）、a-蒎烯（CAS： 3856-25-5）、乙酸甲酯（CAS： 79-20-9）、樹莓酮（CAS： 5471-51-2），均購自北京百靈威科技有限公司。

1.2.3試驗(yàn)方法

1.2.3.1揮發(fā)性化合物的收集

將鮮果洗凈后用無色無味的聚乙烯袋包裹，放入玻璃集氣瓶內(nèi)。用硅膠管依次連接大氣采樣儀的出氣口、玻璃管（含有活性炭）、流量計(jì)、集氣瓶、不銹鋼采樣管（含有吸附劑）、進(jìn)氣口（進(jìn)氣口的活性炭和變色硅膠用來干燥和過濾空氣）（圖1）。打開空氣泵，流速控制為300mL/min，將集氣瓶內(nèi)原有空氣排出后泵入被活性炭純化的空氣，并循環(huán)采氣。每種鮮果樣品收集10h，設(shè)置3次重復(fù)。收集結(jié)束后，用500uL色譜純正己烷多次清洗吸附柱中的樣品，并儲(chǔ)存在樣品瓶中，瓶口密封，置于冰箱4℃條件下保存，待測(cè)。

1.2.3.2揮發(fā)性化合物成分分析

本試驗(yàn)采用氣相色譜一質(zhì)譜（GC-MS）檢測(cè)法分析樣品，利用氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行。色譜條件：60℃（1min）一4℃/min直至上升到200℃一2000C（2min）一15℃/min直至上升到260℃一260℃（5min）。質(zhì)譜條件：GC-MS接口溫度280℃，無分流比。EI離子源，電力能為70eV，相對(duì)分子質(zhì)量40～600amu范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，全掃描的采集方式，檢索譜庫為NIST11。

1.2.3.3斑翅果蠅成蟲對(duì)不同濃度揮發(fā)物趨陛的測(cè)定

斑翅果蠅成蟲將乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯、樹莓酮分別稀釋為3個(gè)濃度（0.1、1、10ug／uL），利用四臂嗅覺儀進(jìn)行測(cè)定，方法同1.1.3。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法

利用SPSS 22.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用單因素方差分析及LSD多重比較檢驗(yàn)差異顯著性，顯著水平設(shè)置為0.05。

2結(jié)果與分析

2.1斑翅果蠅對(duì)不同寄主果實(shí)趨性的研究

2.1.1斑翅果蠅成蟲對(duì)不同成熟程度的寄主果實(shí)的趨性

斑翅果蠅成蟲對(duì)不同成熟程度寄主果實(shí)趨性存在顯著差異（P<0.05），其趨性由強(qiáng)至弱為：過熟>成熟>未熟（圖2）。6種供試過熟鮮果吸引雌雄成蟲數(shù)量均超過5頭，而未熟的鮮果幾乎不吸引雌雄成蟲，表明斑翅果蠅更趨向于取食成熟度較高的鮮果。

2.1.2斑翅果蠅成蟲對(duì)不同種類的寄主果實(shí)的趨性

斑翅果蠅成蟲對(duì)不同種類的寄主果實(shí)趨性也存在顯著差異（P<0.05），其選擇趨性最強(qiáng)的為葡萄，顯著高于其他5種供試寄主果實(shí)。對(duì)其他幾種果實(shí)的選擇性由大到小依次是樹莓>楊梅>藍(lán)莓>櫻桃>草莓，對(duì)草莓的趨性顯著低于其他種類的寄主果實(shí)（表1）。此外，雌雄成蟲對(duì)于同種水果的趨性無顯著差異。

2.2斑翅果蠅寄主果實(shí)的揮發(fā)物成分

遼寧地區(qū)種植的小漿果種類主要為藍(lán)莓、樹莓和櫻桃，結(jié)合2.1的試驗(yàn)結(jié)果趨性最強(qiáng)的寄主果實(shí)為葡萄，對(duì)這4種供試寄主果實(shí)進(jìn)行了揮發(fā)物成分分析。共檢測(cè)出了35種揮發(fā)性化合物，其中葡萄12種、樹莓13種、藍(lán)莓10種、櫻桃9種（圖3，表2）。

葡萄和櫻桃的揮發(fā)物類型有醇類、酯類和醛類，其中在葡萄中檢測(cè)出的反式-2-己烯醛的相對(duì)含量最高（40.87%），其次是己醛（26.42%）；櫻桃中檢測(cè)出的苯甲醛相對(duì)含量最高（27.31%），其次是苯甲醇（21.84%）、乙酸乙酯（20.83%）。樹莓中檢測(cè)出的揮發(fā)物類型有醛類、烯類、酮類、醇類、酯類，其中苯甲醛相對(duì)含量最高（28.52%），其次是a-蒎烯（21.47%）。藍(lán)莓中檢測(cè)出的揮發(fā)物類型有醇類、酸類、酯類、酚類，其中乙醇相對(duì)含量最高（35.12%），其次是1-乙基-1-己醇（22.51%）（表2）。

2.3斑翅果蠅對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的趨性

結(jié)果表明，揮發(fā)物的濃度變化會(huì)影響斑翅果蠅的趨性。其中雌雄成蟲對(duì)乙醇、乙酸甲酯、苯甲醛、a-蒎烯趨性最強(qiáng)的濃度分別為0.1、10、1、1 ug/uL，雌雄成蟲對(duì)這4種揮發(fā)物的濃度趨性一致。但對(duì)于樹莓酮，雌雄成蟲對(duì)不同濃度化合物的趨性表現(xiàn)出了明顯差異，其中雌成蟲對(duì)1ug/uL的樹莓酮的趨性最強(qiáng)，雄成蟲則對(duì)10ug/uL的樹莓酮的趨性最強(qiáng)（圖4）。

3結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，斑翅果蠅成蟲對(duì)皮薄肉軟的果實(shí)趨性較強(qiáng)，對(duì)不同成熟程度果實(shí)均具有趨性，更喜歡在過熟的果實(shí)上取食、產(chǎn)卵。之前研究也發(fā)現(xiàn)，相較未成熟和半成熟的楊梅，斑翅果蠅對(duì)成熟楊梅取食和產(chǎn)卵趨性更強(qiáng)。許多研究都證實(shí)了斑翅果蠅取食和產(chǎn)卵更趨向于成熟的、軟皮的水果。針對(duì)斑翅果蠅取食產(chǎn)卵的特性，對(duì)其在成蟲期進(jìn)行防治，主要通過化學(xué)誘捕劑進(jìn)行誘殺。在果園里懸掛誘捕器可以對(duì)斑翅果蠅成蟲發(fā)生開展早期監(jiān)測(cè)，在明確成蟲初始羽化時(shí)間和發(fā)生期后，可持續(xù)利用誘捕器對(duì)其進(jìn)行防治。由于幼蟲在果實(shí)內(nèi)隱蔽為害，防治難度大，雖然國外也在引進(jìn)、開發(fā)、利用天敵寄生蜂對(duì)斑翅果蠅開展生物防治研究，但還處于研究階段。目前對(duì)斑翅果蠅的防治技術(shù)主要依靠成蟲誘捕技術(shù)，結(jié)合采收后果實(shí)清理等農(nóng)藝措施。

誘捕防治的核心技術(shù)是誘捕劑的研制和開發(fā)，對(duì)于大多數(shù)植食性昆蟲，寄主植物所釋放的揮發(fā)物對(duì)昆蟲有著重要意義，能夠幫助昆蟲遠(yuǎn)距離定位，并調(diào)控其取食、產(chǎn)卵、聚集和傳播等行為。如各種柑橘類水果或葉子的香氣具有增強(qiáng)雄性地中海實(shí)蠅Ceratitis capitata交配競(jìng)爭力的效果；交配后的茶尺蠖Ectropis obliqua對(duì)茶果Carn.ellia sinentszs具有較強(qiáng)趨性，且偏好在受害茶果上取食和產(chǎn)卵。本研究中斑翅果蠅對(duì)軟皮水果的趨性較強(qiáng)，近年來，國內(nèi)外學(xué)者在軟皮水果中揮發(fā)性化合物方面開展了廣泛的研究，發(fā)現(xiàn)成熟的軟皮水果中釋放的主要化合物包括醇類、酯類、醛類、烯類和酮類物質(zhì)等。本研究中斑翅果蠅對(duì)乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯、樹莓酮等揮發(fā)性化合物均表現(xiàn)出較強(qiáng)趨性，其中乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯是常見的植物揮發(fā)物，而樹莓酮是樹莓中特有的成分。目前本研究僅初步明確了斑翅果蠅對(duì)不同濃度的乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯、樹莓酮單一成分的趨性，然而昆蟲在自然條件下針對(duì)一定比例混合的植物揮發(fā)物而不是單個(gè)化合物定位寄主植物，具體比例的任何變化都可能導(dǎo)致引誘活性的下降甚至喪失，因此研究揮發(fā)物的具體配比也具有重要意義。在未來需進(jìn)一步探索斑翅果蠅對(duì)上述幾種揮發(fā)性化合物混合組分的趨性，并不斷優(yōu)化配方和比例，進(jìn)而開發(fā)高效的斑翅果蠅植物源引誘劑。