寄主植物揮發(fā)物對(duì)梨小食心蟲產(chǎn)卵選擇的影響

相會(huì)明，李先偉，曹 敏，馬瑞燕

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，山西太谷030801）

梨小食心蟲Grapholitha molesta（Busck）屬鱗翅目（Lepidoptera）卷蛾科（Tortricidae），簡(jiǎn)稱“梨小”，是一種世界性的蛀果害蟲，嚴(yán)重為害核果類和仁果類果樹[1-2]。梨小幼蟲主要為害寄主的嫩梢和果實(shí)，嚴(yán)重影響果品質(zhì)量[3]。

自梨小食心蟲性信息素被發(fā)現(xiàn)以來，國(guó)內(nèi)外一直利用其對(duì)梨小雄蛾進(jìn)行監(jiān)測(cè)和防治[4-6]。近年來，研究結(jié)果表明，通過分析單次飛行長(zhǎng)度和總飛行距離，梨小受孕雌蛾顯著高于梨小雄蛾，因此，梨小雌蛾的監(jiān)測(cè)比雄蛾更加有效[7-8]。同時(shí)梨小食心蟲的為害具有季節(jié)性寄主轉(zhuǎn)移規(guī)律，春季和夏季主要取食桃梢和桃果，秋季以后主要為害成熟梨果和蘋果[8-10]。在梨小食心蟲寄主轉(zhuǎn)移過程中，新遷入的受孕雌蛾是主要因素，因此，對(duì)梨園和蘋果園中梨小食心蟲的防治關(guān)鍵是控制遷入的受孕梨小雌蛾數(shù)量[11-12]。寄主揮發(fā)物對(duì)植食性昆蟲的寄主定位和產(chǎn)卵選擇有重要作用[13-14]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)不同品種桃梢和桃果揮發(fā)物進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明，寄主揮發(fā)物中具有相同成分的揮發(fā)物質(zhì)，主要是5種醛類化合物，包含苯甲醛、己醛、庚醛、辛醛和壬醛[15]。這5 種醛類化合物可能對(duì)梨小雌蛾有引誘作用，并且在其不同寄主間轉(zhuǎn)移中起著重要的嗅覺作用。

本研究通過在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的EAG 試驗(yàn)、風(fēng)洞試驗(yàn)和田間試驗(yàn)，測(cè)定5 種醛類化合物對(duì)梨小受孕雌蛾的引誘活性，以期為開發(fā)梨小食心蟲雌蛾誘芯及梨小食心蟲新型生物防治策略提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用蟲源首代采自太谷縣桃園，于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室繼代飼養(yǎng)60 余代。幼蟲期的人工飼料按照文獻(xiàn)[16]的方法制作，在人工氣候箱中飼養(yǎng)，設(shè)定條件為溫度（24±1）℃，相對(duì)濕度60%±5%，光周期L∶D＝16∶8，光照強(qiáng)度 2 500～3 500 lx。將梨小的蛹按性別隔離羽化，羽化后的成蟲采用蜂蜜水喂養(yǎng)。為提高梨小雌蛾受孕率，將2 日齡的10 只雌蛾與20 只雄蛾放入同一養(yǎng)蟲罐中。試驗(yàn)前，所有梨小食心蟲均無待試化合物接觸史。

1.2 試劑及儀器

供試化合物有苯甲醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛和正己烷，均為色譜純，購(gòu)于阿拉丁試劑公司。觸角電位儀由德國(guó)syntech 公司提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 EAG 試驗(yàn) 2016 年 7 月 5—15 日，每天18：00—20：00 在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院測(cè)試中心進(jìn)行。使用醫(yī)用手術(shù)刀將梨小食心蟲完整觸角從基部切下，并切下觸角末端部分。使用Spectra 360 導(dǎo)電膠將觸角一端固定于參比電極，另一端固定于記錄電極。使用移液槍均勻滴加 10 μL 濃度為 0.1 μg/μL的待試化合物溶液于0.5 cm×1.0 cm 的濾紙片上，靜置10 min 后放入刺激管中，刺激管末端與氣流控制系統(tǒng)（CS-55）連接。待基線平穩(wěn)后，給予刺激，每次刺激時(shí)間為0.2 s，連續(xù)2 次刺激間隔30 s。測(cè)試的未受孕和受孕雌蛾觸角各20 根，每根觸角被5 種化合物隨機(jī)順序刺激，再被正己烷刺激（CK）。每一樣品的EAG 觀測(cè)值減去CK 的EAG 值為樣品的EAG 修正值。

1.3.2 風(fēng)洞試驗(yàn) 2017 年5 月10—25 日在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院生物安全實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。本試驗(yàn)所用風(fēng)洞（50 cm×100 cm×200 cm）由加濕器、排風(fēng)扇、過濾板、操作室（操作區(qū)）及照明等五部分組成。風(fēng)洞條件設(shè)置為：空氣流速0.3 m/s，光照200 lx，溫度（25±2）℃，相對(duì)濕度60%±10%。試驗(yàn)開始前，將受孕雌蟲放置1 h，以適應(yīng)環(huán)境。使用移液槍將100 μL 待試化合物滴加到棉花球上，置于風(fēng)洞上風(fēng)口，距過濾板20 cm、高30 cm 的支架上。交配過的梨小雌蛾置于風(fēng)洞下風(fēng)口處釋放臺(tái)上，每次釋放10 只，觀察20 min。將梨小受孕雌蛾沿氣流方向“Z”字飛行且距離超過50 cm 的定義為起飛組，飛行至誘源20 cm 范圍內(nèi)的定義為降落組。5 種醛類化合物及空白對(duì)照，共6 個(gè)處理，每個(gè)處理6 次重復(fù)。

1.3.3 田間試驗(yàn) 2017 年 5 月 30 日至 6 月 30 日試驗(yàn)在太谷縣東山底村桃園（37°20′N，112°29′E）進(jìn)行，面積6.67 hm2左右。采用可中間懸掛誘芯、底部帶有黏蟲板的白色三角形誘捕器。鐘型橡膠誘芯懸掛于誘捕器中，距黏蟲板2 cm 左右。將5 種醛類化合物分別溶于正己烷中，配制成質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的溶液。在每個(gè)誘芯中添加2 mL 溶液，添加正己烷的誘芯為CK，誘芯每周更換。同時(shí)使用梨小食心蟲性誘芯監(jiān)測(cè)梨小食心蟲發(fā)生情況。誘捕器固定于陰涼桃樹樹干上，高于地面1.5 m，任意2 個(gè)誘捕器間距不小于30 m。在桃園中，每種處理設(shè)置6 個(gè)重復(fù)。所有誘捕器的黏蟲板每周更換1 次，并且?guī)Щ貙?shí)驗(yàn)室鑒定梨小食心蟲性別與受孕狀況。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 16.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析與Tukey's HSD 多重檢驗(yàn)。EAG 數(shù)據(jù)采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，檢測(cè)差異顯著性（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 梨小食心蟲雌蛾對(duì)醛類化合物EAG 反應(yīng)

由圖1 可知，梨小食心蟲處女雌蛾與受孕雌蛾觸角最高EAG 值均由壬醛引起，它們顯著高于其他4 種醛類化合物引起的反應(yīng)。梨小處女雌蛾對(duì)5 種醛類化合物EAG 反應(yīng)值大小順序?yàn)椋喝扇颈郊兹拘寥炯喝靖?；受孕雌蛾EAG 反應(yīng)值大小順序?yàn)椋喝扇拘寥炯喝颈郊兹靖?。?jīng)t檢驗(yàn)，處女雌蛾與受孕雌蛾對(duì)壬醛（t＝6.965；df＝38；P＜0.01）EAG 反應(yīng)差異非常顯著，但對(duì)苯甲醛（t＝0.088；df＝38；P＝0.93）反應(yīng)差異不顯著。

2.2 梨小食心蟲受孕雌蛾對(duì)醛類化合物行為反應(yīng)

由圖2 可知，風(fēng)洞試驗(yàn)中，5 種醛類化合物均可以引起受孕梨小食心蟲逆風(fēng)起飛和降落。梨小受孕雌蛾對(duì)壬醛的逆風(fēng)起飛反應(yīng)率（38.33%）和降落反應(yīng)率（31.67%）顯著高于其他4 種醛類化合物。受孕梨小雌蛾對(duì)苯甲醛的逆風(fēng)起飛反應(yīng)率（16.67%）顯著高于己醛、庚醛和辛醛對(duì)應(yīng)值。說明寄主揮發(fā)物中的壬醛和苯甲醛在梨小雌蛾的遠(yuǎn)距離定位過程中起主要作用。

2.3 醛類化合物對(duì)梨小食心蟲田間引誘作用

從圖3 可以看出，田間誘蛾生測(cè)試驗(yàn)表明，壬醛誘芯的梨小雌蛾誘捕量（（7.63±1.44）頭/周）顯著高于其他誘芯。梨小雌蛾誘捕量己醛、庚醛和辛醛間沒有顯著差異，苯甲醛（（4.21±1.64）頭/周）對(duì)梨小雌蛾誘捕量顯著高于以上3 種醛類化合物。苯甲醛（（10.83±2.62）頭/周）對(duì)于梨小雄蛾的誘捕量高于其他4 種醛類化合物，且差異顯著。梨小食心蟲性誘芯的雄蛾誘捕量（（265.50±4.58）頭/周）遠(yuǎn)高于醛類誘芯誘捕量。以正己烷為誘芯的對(duì)照無法誘到梨小的雄蛾和雌蛾。經(jīng)體視鏡下解剖觀察發(fā)現(xiàn)，田間試驗(yàn)所有誘到的梨小雌蛾均為交配過的雌蛾。

3 結(jié)論與討論

本研究通過EAG 試驗(yàn)和風(fēng)洞試驗(yàn)表明，相比于其他4 種醛類物質(zhì)，壬醛可以顯著引起梨小受孕雌蛾的行為反應(yīng)。同時(shí)田間誘蛾試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，壬醛對(duì)于梨小受孕雌蛾的引誘活性高于其他4 種醛類物質(zhì)。

本研究選用5 種醛類化合物，不僅在梨小食心蟲第一寄主桃梢和桃的揮發(fā)物中存在，而且在梨小的其他寄主中也存在。通過對(duì)蘋果和櫻桃果實(shí)揮發(fā)物進(jìn)行提取分析，發(fā)現(xiàn)其揮發(fā)物中均含有苯甲醛、壬醛和庚醛等揮發(fā)物質(zhì)[17-18]。LU 等[19]對(duì)梨果的揮發(fā)物進(jìn)行頂空吸附，再使用氣質(zhì)聯(lián)用儀分析表明，壬醛、苯甲醛、辛醛等為3 個(gè)品種梨果的共有揮發(fā)物。醛類物質(zhì)在梨小以及其他鱗翅目昆蟲的寄主定位過程中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。楊真等[20]以寄主揮發(fā)物為誘源進(jìn)行室內(nèi)與田間生測(cè)，結(jié)果表明，煙草天蛾對(duì)含有苯甲醛的誘芯具有很強(qiáng)趨性。DONG 等[21]研究表明，寄主揮發(fā)物中的壬醛和癸醛對(duì)葡萄小卷葉受孕雌蛾有非常高的引誘作用。

以往關(guān)于梨小受孕雌蛾的引誘物質(zhì)主要集中在其寄主的揮發(fā)性混合物，本研究首次揭示了源于寄主的單一揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)于梨小的引誘作用。5 種醛類化合物均對(duì)梨小雌蛾有引誘作用，壬醛對(duì)雌蛾引誘作用最強(qiáng)。同時(shí)壬醛也在梨小第二寄主梨中廣泛存在，說明壬醛不僅在寄主識(shí)別過程中，而且可能在梨小寄主轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用。在5 種醛類化合物中，苯甲醛對(duì)雄蛾引誘活性最高。其他鱗翅目害蟲對(duì)其寄主揮發(fā)物中的單一物質(zhì)有較強(qiáng)趨性。通過嗅覺生測(cè)表明，苯乙醛對(duì)棉鈴蟲的雌雄蛾均產(chǎn)生較強(qiáng)的引誘趨性[22]。自梨酯被發(fā)現(xiàn)對(duì)蘋果蠹蛾有較強(qiáng)引誘作用后，在多個(gè)國(guó)家被注冊(cè)并用來蘋果蠹蛾的監(jiān)測(cè)與防治[23]。本研究表明，添加壬醛的誘捕器對(duì)梨小雌蛾有較強(qiáng)誘捕能力，因此，開展以針對(duì)梨小雌蛾為主的誘捕研究可以作為梨小生物防治新方向。由于壬醛具有易氧化和揮發(fā)速率快的特點(diǎn)，需要研究針對(duì)壬醛的緩釋技術(shù)和抗氧化技術(shù)。