茶樹大黃袍品種引誘黑刺粉虱定位和著陸行為機制的研究

摘要：大黃袍是葉色特黃的黃化茶樹新品種。黑刺粉虱（Aleurocanthus spiniferus）成蟲嗜好趨向于葉色鮮亮、黃色色度偏高的大黃袍品種，喜在晨昏時分聚集于茶樹芽梢上交尾、追逐、產(chǎn)卵、刺吸、分泌和休息等。為揭示其趨性機制，以頂空取樣法采集大黃袍種苗揮發(fā)物，鑒定出20種化合物；以Y-管嗅覺儀測定黑刺粉虱行為，發(fā)現(xiàn)其中水楊酸甲酯、芳樟醇、順-3-己烯-1-醇、正己醇和反-2-己烯醛顯著吸引該粉虱成蟲。在溫室內靜息環(huán)境中，攜帶等比例的這5種信息化合物誘餌的大黃袍種苗模型顯著地吸引飛行中的黑刺粉虱成蟲。研究結果表明，這5種信息化合物與大黃袍枝葉的金黃色的組合誘導了黑刺粉虱成蟲的定位和著陸。

關鍵詞：大黃袍；黑刺粉虱；定位和著陸；揮發(fā)性有機化合物；金黃色

中圖分類號：S571.1；S435.711 " " " " " "文獻標識碼：A " " " " " "文章編號：1000-369X（2024）06-941-08

The Orientation and Landing of the Spiny Citrus Whiteflies Attracted by Tea Cultivar ‘Dahuangpao’

WU Yiqi1， CHENG Yanjun2， LIANG Yueer2， LU Jianliang1，

HAN Shanjie3，4*， HAN Baoyu2*

1. Tea Research Institute， Zhejiang University， Hangzhou 310058， China; 2. College of Life Science， China Jiliang University， Hangzhou 310018， China; 3. Hangzhou Tea amp; Chrysanthemum Technology， Co.， Ltd.， Hangzhou 310018， China; 4. College of Quality and Standardization， China Jiliang University， Hangzhou 310018， China

Abstract： ‘Dahuangpao’ is a yellowing new tea elite cultivar with special yellow foliage. The adults of spiny citrus whitefly， Aleurocanthus spiniferus， is keen on flying to tea cultivars whose leaf color is bright and shining with yellow chroma being slightly high. Especially， the whiteflies preferred to directionally fly to and gather on ‘Dahuangpao’ tea shoots for mating， chasing， oviposition， piercing and sucking sap， secreting and resting. In order to reveal its taxis mechanism， the volatiles of the tea seedlings were collected by headspace aeration sampling method from which twenty compounds were identified. Among them methyl salicylate， linalool， cis-3-hexen-1-ol， n-hexanol and tran-2-hexenal significantly attracted the adults of the whiteflies in a Y-tube olfactometer bioassay， respectively. Within resting habitat in greenhouse， ‘Dahuangpao’ tea seedling models baited by the five infochemicals at equal ratio intensely attracted the adults in flight. This study demonstrated the five volatile compounds from ‘Dahuangpao’ tea seedlings were strongly attractive to the adults. And the combination of these volatiles with the special yellow leaf colour， and the shape of tea plants resulted in orientation and landing of adults onto ‘Dahuangpao’ tea plants.

Keywords： ‘Dahuangpao’， spiny citrus whitefly， orientation and landing， volatile organic compounds， golden yellow

近年來黃化茶類以其優(yōu)雅的色彩和外形以及良好的風味品質而備受市場青睞。大黃袍是浙西南茶區(qū)推廣的黃化茶樹地方良種，葉色金黃。隨著其種植面積持續(xù)擴展，病蟲害也逐漸顯現(xiàn)。尤其是黑刺粉虱Aleurocanthus spiniferus（Quaintance）成蟲，嗜好朝大黃袍茶樹定向、產(chǎn)卵，導致該品種茶樹受其為害偏重。蟲體和植物體的反射圖樣或反射光譜是許多昆蟲尋覓食物、配偶和選擇棲境的重要信號，有時非生物的光信號也能引起昆蟲的趨向反應[1-2]。同時，植物散發(fā)的氣味也是遠距離吸引昆蟲取食或產(chǎn)卵的重要因素[3]，對于這些光（或色彩）信號具有增效效應。有研究發(fā)現(xiàn)，在10余種色彩中，素馨黃對于黑刺粉虱具有最強的引誘效果[2，4-5]，而攜帶反-2-己烯醛、1-戊烯-3-醇、2-戊烯-1-醇、反-2-戊烯醛、順-3-己烯-1-醇、順-3-己烯乙酸酯（1∶1∶1∶1∶5∶25）6組分制劑的素馨黃誘蟲板對于黑刺粉虱的誘效顯著強于攜帶其中任何單一組分的素馨黃誘蟲板、攜帶反-2-己烯醛和順-3-己烯-1-醇（1∶5）二組分制劑的素馨黃誘蟲板，以及單獨的素馨黃誘蟲板[6]。可見，茶樹的這些C5、C6揮發(fā)物增強了素馨黃色彩對于黑刺粉虱的引誘效果。因此，既可利用昆蟲對物體色彩的趨性以調控昆蟲行為，又可利用害蟲對于信息化合物的趨性實施監(jiān)測和誘捕，還可將色彩和信息素組合使用。若有效使用信息素和色彩誘殺為害茶樹大黃袍品種的黑刺粉虱，須解析其朝大黃袍茶樹品種的定向機制。

1 材料與方法

1.1 大黃袍枝葉揮發(fā)物的分離鑒定

使用Niu等[7]頂空動態(tài)吸附方法及其裝置，以攜帶子葉的一芽六葉大黃袍實生苗作為味源，質量為25.0 g，置入體積為10 L具有進氣口和出氣口的圓筒形玻璃器皿中，從進氣口通入100 mL·min-1流量的純空氣，出氣口連接容納150 mg的Super Q吸附柱和抽氣泵。24 h之后取下吸附柱，用600 L二氯甲烷淋洗，向淋洗液中加入20 L 1×10-4 g·mL-1的癸酸乙酯（內標），在高純氮氣流下緩緩吹掃濃縮至20 L左右，吸取1 L注入GC-MS檢測。

GC-MS儀器由安捷倫公司制造，型號：氣相色譜Agilent GC6890A聯(lián)檢測器MSD6975。配置HP-5MS石英毛細管柱（30.0 m

×250 μm，0.25 μm）。樣品組分定性分析方法：樣品成分的保留時間與標準化合物保留時間比對；樣品成分的質譜圖與GC-MS儀器攜帶的NIST11.L譜庫中標準化合物比對；相關文獻[7-9]的參考查對。相對定量：通過樣品組分的峰面積與內標峰面積之比進行相對定量。該試驗重復4次，計算平均值和標準差。

1.2 Y-型嗅覺儀測定大黃袍揮發(fā)物對黑刺粉虱成蟲的引誘效應

參照Wu等[10]Y-型嗅覺儀裝置及其方法并略作修改。Y-管基部和兩臂長度均為15 cm，內徑1.5 cm，兩臂夾角120。每臂分別連接味源瓶（或CK瓶）、加濕瓶、活性炭過濾柱、流量計。CK瓶置入1個開口的內含1 mL正己烷的安瓿瓶。味源瓶內置1個開口的內含1 mL味源的安瓿瓶。各部件以Teflon管聯(lián)接。測試時從基部抽氣，保持兩臂中流量為100 mL·min-1。

味源包括20種揮發(fā)物（己醛、反-2-己烯醛、順-3-己烯基乙酸酯、順-2-戊烯-1-醇、正己醇、壬醛、順-3-己烯-1-醇、順式-芳樟醇氧化物（呋喃型）、反式-芳樟醇氧化物（呋喃型）、芳樟醇、1-辛醇、順-3-己烯基己酸酯、壬醇、β-蒎烯、α-法呢烯、水楊酸甲酯、橙花醇、香葉醇、D-檸檬烯、橙花叔醇），純度≥99%，皆購自Sigma公司。每種揮發(fā)物皆以正己烷為溶劑，配成1×10-6、1×10-4、1×10-2 g·mL-1劑量，行為測定時從低劑量向高劑量。選用中國計量大學試驗茶園中1日齡黑刺粉虱成蟲，試驗前禁食10 min。每20頭測定1種味源的1個劑量，每測10頭調換Y-管與味源瓶和CK瓶的連接以便消除可能存在位置偏向。生物測定在3月底至4月初，每天測試時間9：00—

16：00，22～28 ℃，相對濕度（RH）為65%～75%，光照為3 200～3 600 lux。重復4次。

1.3 黃金芽種苗引誘粉虱成蟲定向的效應

參照Han等[11]的方法，如圖1所示，在溫室靜息空氣中，將16個攜帶1日齡黑刺粉虱成蟲的大黃袍種苗的子葉分別置于含蒸餾水的小燒杯中，組成12 cm×12 cm小區(qū)，作為蟲源。距離蟲源1 m的左側、前面、右側、后面分別是：（1）20個龍井43小茶苗塑料模型排成的長方形小區(qū)，其中放置10個盛有正己烷的小瓶；（2）20個大黃袍小茶苗塑料模型排成的長方形小區(qū)，其中有10個夾有正己烷的小瓶；（3）20個大黃袍小茶苗塑料模型排成的長方形小區(qū)，其中有10個攜帶等比例的水楊酸甲酯、芳樟醇、順-3-己烯-1-醇、正己醇、反-2-己烯醛5組分（每組分質量濃度1×10-6 g·mL-1）制劑的小瓶；（4）20個健康大黃袍種苗排成12 cm×15 cm長方形小區(qū)，將種苗的子葉分別置入盛蒸餾水的小燒杯中。塑料模型由杭州科博玩具廠制作。

小瓶口都以Parafilm?膜封閉，用昆蟲針在膜中央扎1個孔，以揮發(fā)出測試液。預試驗表明測試液可揮發(fā)72 h，快干時及時添加。在96 h測試過程中每隔6 h記錄1次飛自蟲源、著陸于每個小區(qū)內的粉虱成蟲個數(shù)，計數(shù)之后移除蟲體。4個類似的試驗在同一個溫室的4個封閉房間同時進行。溫室封閉，空氣處于靜息狀態(tài)。熒光燈提供光源。

1.4 統(tǒng)計分析

對于Y-管行為測定的統(tǒng)計分析：假設味源不影響黑刺粉虱成蟲的趨向，則每個供試粉虱選擇味源臂和CK臂的概率都是50%，假設測驗H0=50∶50。2測驗用于檢測選擇味源臂的粉虱平均數(shù)和選擇CK臂的粉虱平均數(shù)的差異，Plt;0.05表明差異達顯著水平[12]。

在96 h的飛行試驗中，對粉虱成蟲分別著陸于4個小區(qū)內的個數(shù)（Mean±SD）作方差分析，再用Tukey’s test檢測其差異的顯著性[12]。

2 結果與分析

2.1 新鮮大黃袍種苗揮發(fā)物

檢測發(fā)現(xiàn)，大黃袍種苗揮發(fā)物含量較高的成分是芳樟醇、反-2-己烯醛、順-3-己烯基乙酸酯、順-3-己烯-1-醇、順式-芳樟醇氧化物（呋喃型）、反式-芳樟醇氧化物（呋喃型）、順-3-己烯基己酸酯、香葉醇、橙花叔醇（圖2）。

2.2 顯著引誘黑刺粉虱成蟲定向飛行的揮發(fā)性化合物

圖3所示的Y-管嗅覺儀行為測定結果表明：左側，1×10-6 g·mL-1水楊酸甲酯（Methyl salicylate）、芳樟醇（Linalool）、順-3-己烯-1-醇（cis-3-Hexen-1-ol）、正己醇（n-Hexanol）和反-2-己烯醛（tran-Hexenal）引誘的粉虱成蟲數(shù)與CK（潔凈空氣）引誘的粉虱成蟲數(shù)之間差異皆分別達顯著水平（P0.05）；中間，1×10-4 g·mL-1水楊酸甲酯、芳樟醇、順-3-己烯-1-醇、正己醇或反-2-己烯醛引誘的粉虱數(shù)稍有增加，與CK的差異分別達顯著水平；右側，1×10-2 g·mL-1水楊酸甲酯、芳樟醇、順-3-己烯-1-醇、正己醇或反-2-己烯醛引誘的粉虱數(shù)與CK的差異也分別達顯著水平?？梢?，20種供試揮發(fā)性化合物中水楊酸甲酯、芳樟醇、順-3-己烯-1-醇、正己醇、反-2-己烯醛的3個供試劑量（1×10-6、1×10-4、1×10-2 g·mL-1）皆可顯著誘導黑刺粉虱成蟲的趨向行為。

2.3 茶樹揮發(fā)物和茶樹模型對飛行中黑刺粉虱成蟲的引誘效應

為探明茶樹揮發(fā)物和茶葉色彩對靜息空氣中飛行的黑刺粉虱的引誘效應，考察了96 h內在溫室內著陸大黃袍茶苗和攜帶茶樹揮發(fā)物（或正己烷）的塑料模型上的黑刺粉虱成蟲平均數(shù)（圖4）。

結果顯示，與攜帶正己烷的龍井43茶樹

塑料模型相比，攜帶正己烷的大黃袍茶樹塑料模型吸引的粉虱成蟲個數(shù)明顯增多；添加的5組分引誘劑（即水楊酸甲酯、芳樟醇、順-3-己烯-1-醇、正己醇、反-2-己烯醛按等比組成，每組分劑量1×10-6 g·mL-1）顯著強化了大黃袍模型對于飛行中粉虱的引誘力；茶樹模型無論是否添加引誘劑，其引誘力均弱于活體大黃袍茶苗，差異顯著（Plt;0.05）。

3 討論

色彩、形狀、形體大小、靜止和移動等可視因子都是昆蟲搜尋寄主植物至關重要的線索[13-16]。粉虱類和蚜蟲類昆蟲嗜好黃綠光[1]。黃色色度和亮度較高的誘蟲板對于粉虱類更具引誘性[2，4-5，17-18]。本研究中龍井43模型、大黃袍模型的顏色、性狀和尺寸大小均模擬真實的活體茶苗，吸引了部分黑刺粉虱成蟲著陸，大黃袍模型的色彩金黃、明亮，吸引了更多的粉虱成蟲著陸。

與色彩類似，氣味也是昆蟲搜尋寄主植物的遠距離線索，可與色彩和形狀相結合對定位中的昆蟲產(chǎn)生引誘或排斥效應。有研究揭示，多食性夜蛾由遠及近搜尋寄主植物的視覺和嗅覺反應呈綜合反應的層級結構[19]。亦即，在幾十米的遠距離，植物的氣味物質可誘發(fā)夜蛾雌蛾外周神經(jīng)系統(tǒng)電脈沖反應，此時起反應的神經(jīng)元數(shù)量比較重要，這些植物的氣味信號可引導蛾類，但蛾類尚不明確這種植物是否合適；在10 m的中距離，昆蟲神經(jīng)元信號多樣性和信號強度的作用顯得尤為重要，其對于植物花、葉揮發(fā)物的編碼為雌蛾提供植物所處物候期的信息，利于雌蛾判斷植物是否合適；在小于1 m的近距離，視覺和嗅覺變得較為重要，逐步引導雌蛾到特定的具有一定結構的寄主植物器官上；雌蛾著陸后的觸覺和味覺變得尤為重要，可通過其感知葉、花、蕾和果等[20]。雖然黑刺粉虱成蟲體型體能顯著小于夜蛾類，但在靜息空氣中朝茶樹定向飛行1 m左右的行程中，視覺和嗅覺誘導了它們的行為，也可認為它們視覺和嗅覺的綜合反應呈現(xiàn)層級結構，粉虱成蟲綜合編碼了茶樹枝葉的視覺和嗅覺信息，感知到大黃袍茶樹實生苗的理化信息比模型更為合適。粉虱飛行、著陸過程中，感知的氣味也是混雜的，其中含有關鍵性成分。Y-管行為測定揭示大黃袍氣味中20種化合物皆對該粉虱成蟲有引誘性，水楊酸甲酯、芳樟醇、順-3-己烯-1-醇、正己醇、反-2-己烯醛的引誘性尤為顯著，而且靜息空氣中飛行行為試驗也證實這5個組分的混合物誘效更強。一些試驗也證實，信息化合物混合物的引誘力強于各個單組分[21-26]。

水楊酸甲酯、芳樟醇、順-3-己烯-1-醇、正己醇、反-2-己烯醛存在于大黃袍和龍井類品種中[27-28]。雖然本研究未比較這5種組分在這兩類茶樹種苗中的含量和比例差異，也未探討含量和比例的差異導致的粉虱成蟲趨性的差異，但在田間作業(yè)過程中常常發(fā)現(xiàn)，黃化茶類的生產(chǎn)茶園中成齡茶樹、黃化茶類的苗圃園小苗上，常見黑刺粉虱密度稍高，或許茶樹品種的高亮度的黃色的引誘效應稍強于氣味。

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