7種啤酒廢酵母酶解液揮發(fā)性成分對橘小實(shí)蠅的引誘作用

楊晴陽, IDREES Atif, 杜迎剛, 季清娥, 蔡普默, 谷小紅, 王　波, 陳家驊

(1.福建農(nóng)林大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，福建 福州 350002；2.濰坊科技學(xué)院，山東 壽光 262700)

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7種啤酒廢酵母酶解液揮發(fā)性成分對橘小實(shí)蠅的引誘作用

楊晴陽1, IDREES Atif1, 杜迎剛2, 季清娥1, 蔡普默1, 谷小紅1, 王波1, 陳家驊1

(1.福建農(nóng)林大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，福建 福州 350002；2.濰坊科技學(xué)院，山東 壽光 262700)

測試了啤酒廢酵母酶解液7種揮發(fā)性成分(3-甲基-1-丁醇、苯甲醛、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、苯乙腈和苯乙醇)及其混合物對不同發(fā)育期橘小實(shí)蠅的引誘效果.結(jié)果顯示，乙酸辛酯、乙酸苯乙酯和辛酸乙酯對橘小實(shí)蠅雌雄成蟲的引誘作用顯著；利用正交試驗(yàn)方法得到200 μL·mL-1乙酸辛酯、200 μL·mL-1乙酸苯乙酯和100 μL·mL-1辛酸乙酯的混合物對橘小實(shí)蠅的引誘效果最好，引誘率達(dá)到88.6%.

橘小實(shí)蠅; 啤酒廢酵母酶解液; 揮發(fā)性成分; 蛋白誘劑; 引誘作用

橘小實(shí)蠅[Bactroceradorsalis(Hendel)]，隸屬雙翅目Diptera實(shí)蠅科Tephritidae果實(shí)蠅屬Bactrocera，廣泛分布于東南亞及太平洋地區(qū)，寄主種類多，是世界著名的毀滅性害蟲[1].該蟲的危害特點(diǎn):雌性成蟲產(chǎn)卵于果實(shí)中，幼蟲孵化后在果實(shí)內(nèi)取食發(fā)育，最終導(dǎo)致爛果、落果，嚴(yán)重影響果品質(zhì)量和產(chǎn)量，給農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和食品安全帶來巨大威脅[2-3].橘小實(shí)蠅傳統(tǒng)的防治措施是以化學(xué)防治為主，物理防治和農(nóng)業(yè)防治為輔.但化學(xué)防治會(huì)對環(huán)境造成污染，且容易導(dǎo)致害蟲產(chǎn)生抗藥性[4]；物理防治和農(nóng)業(yè)防治效果不明顯或操作復(fù)雜.近年來，隨著人們環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的增強(qiáng)，蛋白誘劑及其他生物防治方法(如昆蟲不育技術(shù)和釋放寄生蜂)逐漸成為國內(nèi)外防控實(shí)蠅類害蟲的主要措施[5-6].

用啤酒廢酵母酶解液制備的蛋白誘劑對包括橘小實(shí)蠅在內(nèi)的實(shí)蠅類害蟲均具有顯著的引誘作用[7-8]，該作用主要依靠酶解液產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)[8].已有研究表明，啤酒廢酵母酶解液中有16種揮發(fā)性成分的含量最為豐富[9-10].本研究前期已篩選出7種主要揮發(fā)性物質(zhì)，即3-甲基-1-丁醇、苯甲醛、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、苯乙腈和苯乙醇等，本試驗(yàn)主要測定這7種物質(zhì)及其混合物對橘小實(shí)蠅的引誘效果，旨在為研發(fā)高效的橘小實(shí)蠅蛋白誘劑提供依據(jù).

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1供試蟲源橘小實(shí)蠅是福建農(nóng)林大學(xué)益蟲研究所于2002年建立的室內(nèi)種群，試驗(yàn)所用蟲源分別為性未成熟期實(shí)蠅(羽化后2～3 d)、性成熟期實(shí)蠅(羽化后7～9 d)、產(chǎn)卵高峰期實(shí)蠅(羽化后11～13 d).試驗(yàn)開始前，成蟲饑餓處理8～10 h(只提供水).

成蟲飼養(yǎng)條件：溫度(25±1) ℃，相對濕度75%±5%，光周期12 h∶12 h.

1.1.2試劑試驗(yàn)所用7種試劑(3-甲基-1-丁醇、苯甲醛、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、苯乙腈和苯乙醇)均購自北京索萊寶科技有限公司，純度均≥98%；石蠟油購于比利時(shí)Acros Organics,純度為100%.

以石蠟油為溶劑，將每種揮發(fā)性物質(zhì)分別溶于石蠟油中，在漩渦混合器上充分混合，按體積比配成濃度為10、50、100、150、200、250 μL·mL-1的溶液，并按正交設(shè)計(jì)方案配成9組混合物，現(xiàn)配現(xiàn)用.

1.2室內(nèi)引誘試驗(yàn)

1.2.17種揮發(fā)性物質(zhì)對3個(gè)不同發(fā)育期橘小實(shí)蠅的引誘作用每個(gè)測試小籠(30 cm×30 cm×30 cm，不銹鋼骨架加100目尼龍網(wǎng))中放入50頭成蟲(雌∶雄=1∶1)，籠頂部對角線處各放置一塊含有清水的海綿.每籠中央放置一個(gè)誘集瓶(50 mL廣口錐形瓶用封口膜封住，膜中央插入一個(gè)與洞口平齊的1 mL槍頭，長度約3 cm)，內(nèi)加用石蠟油作溶劑配制的樣品125 μL，以石蠟油作對照.測試時(shí)間為30 h，早上8:00開始，次日14:00結(jié)束，統(tǒng)計(jì)誘集瓶中的實(shí)蠅數(shù)量.試驗(yàn)過程中，溫度( 25±1)℃，相對濕度75%±5%，光期為7:00-19:00(30 W日光燈).分別測定不同濃度(10、50、100、150、200、250 μL·mL-1)的7種揮發(fā)性物質(zhì)對性未成熟期、性成熟期和產(chǎn)卵高峰期橘小實(shí)蠅雌雄成蟲的引誘作用.每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù).

1.2.2揮發(fā)性物質(zhì)混合物對產(chǎn)卵高峰期橘小實(shí)蠅的引誘作用根據(jù)1.3.1試驗(yàn)結(jié)果，選取乙酸辛酯(A)、乙酸苯乙酯(B)和辛酸乙酯(C)3種物質(zhì)，設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn).按正交設(shè)計(jì)方案將揮發(fā)性物質(zhì)溶于石蠟油中，配成混合溶液.混合物對產(chǎn)卵高峰期橘小實(shí)蠅引誘作用的測定方法同1.3.1.每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù).

1.3數(shù)據(jù)分析

所獲得數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 17.0和Excel 2003處理，數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示；采用Tukey檢驗(yàn)方法分析差異顯著性.

引誘率/%=t1/t×100

式中，t為每籠用于試驗(yàn)的實(shí)蠅數(shù)量(50頭)，t1為處理組(揮發(fā)物)誘集到的實(shí)蠅數(shù)量.

2　結(jié)果與分析

2.17種揮發(fā)物對橘小實(shí)蠅的引誘作用

由表1～3可以得知，各濃度的乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、3-甲基-1-丁醇、苯乙醇和苯乙腈對性成熟期和產(chǎn)卵高峰期橘小實(shí)蠅的引誘效果好于對性未成熟期橘小實(shí)蠅的引誘效果，但差異不顯著；這6種揮發(fā)性物質(zhì)對性成熟期和產(chǎn)卵高峰期橘小實(shí)蠅的引誘效果類似.其中，乙酸辛酯、乙酸苯乙酯和辛酸乙酯的引誘效果最顯著.對照組的誘集瓶中未誘集到實(shí)蠅，說明石蠟油對橘小實(shí)蠅無引誘作用.苯乙醇和苯乙腈對雄蟲的引誘效果比對雌蟲的引誘效果好，但差異不顯著.3-甲基-1-丁醇、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、苯乙腈、苯乙醇對性未成熟期橘小實(shí)蠅的最佳引誘濃度分別為150、150、150、200、150、150 μL·mL-1，其引誘率分別為37.4%、61.4%、60.0%、62.6%、30.0%、34.6%；對性成熟期橘小實(shí)蠅的最佳引誘濃度分別為200、150、150、200、150、200 μL·mL-1，其引誘率分別為46.0%、64.0%、76.6%、71.4%、35.2%、51.4%；對產(chǎn)卵高峰期橘小實(shí)蠅的最佳引誘濃度分別為150、150、200、200、150、150 μL·mL-1，其引誘率分別為40.0%、60.6%、78.6%、76.0%、31.4%、48.6%.

2.23種揮發(fā)物混合物對橘小實(shí)蠅的引誘作用

采用直觀分析法，對于雌蟲，極值RA>RC>RB，即各因素重要性順序?yàn)橐宜嵝刘?辛酸乙酯>乙酸苯乙酯；最佳條件組合為A3B3C2，即200 μL·mL-1乙酸辛酯、200 μL·mL-1乙酸苯乙酯、100 μL·mL-1辛酸乙酯.對于雄蟲，極值RA>RB>RC，即各因素重要性順序?yàn)橐宜嵝刘?乙酸苯乙酯>辛酸乙酯；最佳條件組合為A3B3C2，即200 μL·mL-1乙酸辛酯、200 μL·mL-1乙酸苯乙酯、100 μL·mL-1辛酸乙酯.綜合考慮雌雄蟲，則極值RA>RC>RB，最佳條件組合為A3B3C2，即200 μL·mL-1乙酸辛酯、200 μL·mL-1乙酸苯乙酯、100 μL·mL-1辛酸乙酯(表4).由表5可以得知，9組混合物對產(chǎn)卵期橘小實(shí)蠅的引誘率分別為46.8%、74.0%、78.0%、78.6%、76.0%、71.4%、73.4%、82.0%和88.6%.這9組混合物對橘小實(shí)蠅的引誘效果相比于單一揮發(fā)性物質(zhì)均有不同程度的提高，且第1組混合物的引誘效果顯著低于其他混合物.

表1　不同濃度揮發(fā)物對橘小實(shí)蠅性未成熟雌雄蟲的引誘效果1)Table 1　Attractive effect of different concentrations of volatile to B.dorsalis before maturity

1)表中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同行數(shù)據(jù)后附不同字母者表示差異顯著(P<0.05)，附相同字母者表示差異不顯著(P>0.05，Tukey法).

表2　不同濃度揮發(fā)物對橘小實(shí)蠅性成熟雌雄蟲的引誘效果1)Table 2　Attractive effect of different concentrations of volatile to B.dorsalis after maturity

1)表中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同行數(shù)據(jù)后附不同字母者表示差異顯著(P<0.05)，附相同字母者表示差異不顯著(P>0.05，Tukey法).

表3　不同濃度揮發(fā)物對橘小實(shí)蠅產(chǎn)卵高峰期雌雄蟲的引誘效果1)Table 3　Attractive effect of different concentrations of volatile to B.dorsalis in the peak of oviposition

1)表中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同行數(shù)據(jù)后附不同字母者表示差異顯著(P<0.05)，附相同字母者表示差異不顯著(P>0.05，Tukey法).

3　討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，測試的揮發(fā)性物質(zhì)(除苯甲醛外)對橘小實(shí)蠅均具有一定的引誘作用，但不同揮發(fā)物的引誘效果不同，不同濃度的同一揮發(fā)物的引誘效果也有差別.其中，3-甲基-1-丁醇、辛酸乙酯、苯乙腈對橘小實(shí)蠅有一定的引誘力，這與前人的研究結(jié)果[11-13]一致.苯甲醛的引誘作用很微弱，與陳玲[14]的研究結(jié)果(橘小實(shí)蠅氣味結(jié)合蛋白與苯甲醛有較強(qiáng)的結(jié)合能力，同時(shí)觸角電位反應(yīng)較強(qiáng)烈)存在差異，具體原因有待進(jìn)一步探討.此外，乙酸辛酯、乙酸苯乙酯和辛酸乙酯對橘小實(shí)蠅有顯著的引誘作用，且其均為酯類物質(zhì).Siderhurst et al[15]對杏仁氣味揮發(fā)物的研究發(fā)現(xiàn)，乙酸乙酯、乙酸己酯、乙酸芳樟酯、乙醇等9 種醇酯類物質(zhì)對橘小實(shí)蠅的引誘作用顯著；乜蘭春等[16]、張序等[17]的研究也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象，酯醇類物質(zhì)是大多數(shù)果實(shí)芳香氣味的主要組分，其在實(shí)蠅趨向行為中發(fā)揮主要作用.橘小實(shí)蠅對其他酯類物質(zhì)是否也有明顯的趨性，如啤酒廢酵母酶解液揮發(fā)性成分中的其他3種酯類物質(zhì)[10](壬酸乙酯、癸酸乙酯、十二烷酸乙酯)，還需深入探討.另外，正交試驗(yàn)結(jié)果表明，乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯的混合物對實(shí)蠅的引誘效果相比于其單一揮發(fā)物的引誘效果更顯著，可能是由于自然界中實(shí)蠅通常感受到的是一種復(fù)雜的混合氣味[18-20].

表4　L9(34)正交試驗(yàn)方案與結(jié)果Table 4　Plan and results of the othogonal experiment

表5　9組混合物對產(chǎn)卵高峰期橘小實(shí)蠅的引誘效果1)Table 5　Attractive effect of 9 mixtures of volatiles to B.dorsalis in the peak of oviposition

1)表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同列數(shù)據(jù)后附不同字母者表示差異顯著(P<0.05)，附相同字母者表示差異不顯著(P>0.05，Tukey法).

實(shí)蠅的趨性行為是一個(gè)很復(fù)雜的過程，受多方面因素的影響，包括引誘劑的顏色和形狀，實(shí)蠅的視覺、觸角、生理狀態(tài)，對性激素、非寄主和寄主植物化學(xué)揮發(fā)物及水解蛋白揮發(fā)物的嗅覺反應(yīng)[21-25].植物揮發(fā)性物質(zhì)對昆蟲的寄主植物定位、產(chǎn)卵行為、取食行為等起重要作用[26]，而用啤酒廢酵母酶解液制備的蛋白誘劑對橘小實(shí)蠅生長發(fā)育以及飛行、覓食、交配等行為同樣起著重要的作用[9]，兩者是否存在相同的引誘機(jī)理，還有待進(jìn)一步探討.此外，本研究通過室內(nèi)引誘試驗(yàn)已篩選出有良好引誘效果的單一揮發(fā)性物質(zhì)及其混合物，下一步將探討其在田間的引誘情況.

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(責(zé)任編輯:楊郁霞)

Attraction of 7 volatile compounds from spent brewer′s yeast enzymatic hydrolysate to adultBactroceradorsalis(Hendel)

YANG Qingyang1, IDREES Atif1, DU Yinggang2, JI Qing′e1, CAI Pumo1,GU Xiaohong1, WANG Bo1, CHEN Jiahua1

(1.College of Plant Protection, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;2.Weifang University of Science and Technology, Shouguang, Shandong 262700, China)

The attractive effects of 7 volatile compounds (3-methyl-1-butanol, benzaldehyde, octyl acetate, phenethyl acetate, ethyl caprylate, benzyl cyanide and phenylethyl alcohol) from spent brewer′s yeast enzymatic hydrolysate were tested on adultBactroceradorsalisat three developmental periods, and followed by orthogonal experiment to develop a bait formula with the best efficacy. Results showed that octyl acetate, phenethyl acetate and ethyl caprylate demonstrated significantly attractive efficacy, and mixture of 3 compounds in the combination of 200 μL·mL-1, 200 μL·mL-1and 100 μL·mL-1was proved to attract the most quantity (88.6%) of adultB.dorsaliscompared with any single or combination of volatiles.

Bactroceradorsalis; spent brewer′s yeast enzymatic hydrolysate from brewery; volatile compound; protein bait; attraction

2015-12-29

2016-03-29

聯(lián)合國糧農(nóng)組織/國際原子能機(jī)構(gòu)技術(shù)合作項(xiàng)目(16035).

楊晴陽(1992-)，男，碩士研究生.研究方向：農(nóng)業(yè)昆蟲與害蟲防治.Email：386245310@qq.com.通訊作者季清娥(1968-)，女,研究員，博士生導(dǎo)師.研究方向：農(nóng)業(yè)昆蟲與害蟲防治.Email：707660390@qq.com.

S475.1

A

1671-5470(2016)05-0505-05

10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2016.05.005