杨扇舟蛾对14种植物挥发物的EAG和行为反应1)

李 鹏 迟德富 宇 佳 李晓灿 关桦楠 张 喆 王 丹

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

杨扇舟蛾(Clostera anachoretaFabricius)又名杨天社蛾，白杨天社蛾，属鳞翅目舟蛾科，扇舟蛾属，主要寄主是杨树(Populusspp.)和旱柳(Salix matsudanaKodiz.)，春夏之间，幼虫为害［1］。幼虫取食杨树、柳树的叶片，常将树叶全部吃光，严重影响树木生长。由于幼虫繁殖快、数量多、分布广，大发生时极易成灾，为我国的重要林业害虫之一［2］。对杨扇舟蛾的研究多集中在生物生态学，化学防治和天敌防治等方面，但目前探索出的防治方法都存在不同程度的不足，因此，寻求新型、有效、简便的防治方法以代替化学农药等的使用，成为亟待解决的问题。本研究通过触角电位生理反应并结合“Y”型嗅觉仪的行为生测，旨在筛选出对杨扇舟蛾具有活性的适宜引诱剂、驱避剂，并确定其使用浓度。为杨扇舟蛾的监测、防治提供科学依据，为开发新型生物源农药奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

2011年6月从哈尔滨市阿城区采集杨扇舟蛾幼虫，置于室外养虫笼中，每日添加新鲜杨树枝叶喂养，成虫羽化后，每日8:00、14:00采集。

1.2 供试化合物及其配制

供试挥发性气味物质的标准化合物和对照标准化合物的名称、纯度和来源见表1。用二氯甲烷作溶剂，分别将每种挥发性化合物配成1 mol/L(精油类稀释100倍)的溶液，作为EAG反应的最大浓度。在使用时分别用二氯甲烷将其稀释成 10－1、10－2、10－3、10－4mol/L(精油稀释1 000、10 000、100 000 倍)。

表1 供试化合物的纯度和来源

1.3 触角电位测定

以1 mol/L挥发性化合物或稀释100倍的精油为测定触角电位反应(EAG)的最大测试浓度，以二氯甲烷为对照，在这个浓度下EAG反应值显著高于对照(P＜0.05)的挥发物，再稀释成 1、10－1、10－2、10－3、10－4mol/L进行进一步的EAG测试。最后将EAG反应值明显高于对照(P＜0.05)的挥发物，再分别稀释成不同浓度，在“Y”型嗅觉仪中进行行为生测［3］。

触角电位仪产自荷兰Syntech公司，测定所需软件也由该公司提供。测定方法参照杜永均等［4］、方宇凌等［5］。取昆虫成虫，先使之饥饿12 h，再用眼科手术剪将其1根触角自基部剪下，用单面刀片切去触角末端一小节，然后用导电胶固定在金属电极上，插入EAG探针;调整气味管使之与触角相距1 cm。用微量取样器抽取10 μL挥发物，均匀地滴在2 cm×0.5 cm的滤纸条上，放入10 cm长的样品管中，样品管末端连接气体刺激控制装置。待显示器上的基线稳定后给予刺激，刺激气流流速、持续气流均设定为400 mL/min。每次刺激时间为0.5 s，间隔为60 s。样品的测试顺序为随机排列，但在测试浓度效应时为了减少高浓度强烈刺激引起的嗅觉适应对后续刺激的影响，测试顺序按从低浓度到高浓度进行。测定各种化合物时，每个浓度同个触角测定3次。

1.4 “Y”型嗅觉仪生物测定

“Y”型嗅觉仪主臂长24 cm，两侧臂长26 cm，侧臂间夹角60°，主臂和侧臂内径均4 cm。两臂分别与味源瓶和对照瓶相连，在气流进入味源瓶之前，先经过一个活性炭过滤器和一个蒸馏水瓶，以净化空气并增加空气湿度。不同浓度刺激样品由二氯甲烷配制而成。将10 μL刺激样品滴加在2 cm×2 cm的滤纸条上，放入味源瓶中，将含有相同体积蒸馏水的滤纸条放入对照瓶中。以滴加二氯甲烷的滤纸条作为对照。测试前将试虫置于养虫笼中饥饿12 h。试验前将“Y”型嗅觉仪各部件连接好，放在空气洁净生测室内。杨扇舟蛾生测选择在遮光的房间中，仅有红灯照明的环境下进行。开启大气采样仪，调节两臂空气流量均为1 mL/min，通气10 min，保证测试时“Y”型管内空气清洁［6－8］。

生测时将试虫由“Y”型管主臂管口引入，试虫逆气流运动，待其爬过主臂管口2 cm后开始计时。试虫在“Y”型管分叉处作出选择，取向不同的侧臂。每组测试5头，待前一头前行2 cm后再放入另一头。观察成虫的行为反应。5 min内进入某一臂，定为对这一侧有趋性，进入与味源瓶相连接的一臂记作该试虫对这种气味源有趋向性或正趋向性;进入与对照瓶相连接的一臂记作该试虫对该气味源无趋向性或有负趋向性，未进入两臂的记作无反应。每种化合物每次测试5头，10次重复。更换不同气味源时，用75%乙醇擦洗“Y”型管的内、外壁，自然晾干，然后继续进行生测。

1.5 数据分析

EAG反应值由触角电位仪读出。

“Y”型嗅觉仪测试驱避率、引诱率及反应率计算公式［9］:

驱避率=(对照臂内的总虫数/测试的总虫数)×100%;

引诱率=(处理臂内的总虫数/测试的总虫数)×100%;

反应率=((对照臂内的总虫数+处理臂内的总虫数)/测试的总虫数)×100%。

用SPSS17.0统计软件对试验数据进行方差分析和Tukey多重比较。EAG反应值用方差分析检验其显著性(P＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 杨扇舟蛾对不同植物挥发物的EAG反应

2.1.1 对14种挥发物最大浓度下的EAG反应

杨扇舟蛾对10种挥发物(1 mol/L)与4种精油(原溶液稀释100倍)的EAG反应结果见表2。从EAG绝对值看:杨扇舟蛾对叶醇的EAG反应最强，其次是对薄荷油的反应。Tukey多重比较表明:杨扇舟蛾对丁香酚、异丁香酚、紫罗兰酮、香叶醇、罗勒烯和α－蒎烯的EAG反应值与对照相比差异显著(P＜0.05)，其中叶醇、薄荷油的EAG反应值与对照相比差异极显著(P＜0.01)，对其他6种挥发物的EAG反应值与对照相比差异不显著(P＞0.05)。

表2 杨扇舟蛾对14种挥发物最大浓度下的EAG反应

2.1.2 对不同浓度的8种植物源挥发物的EAG反应

杨扇舟蛾成虫对不同浓度的丁香酚、叶醇、异丁香酚、薄荷油、紫罗兰酮、香叶醇、罗勒烯和α－蒎烯8种挥发物的EAG反应见表3。杨扇舟蛾成虫对10－1mol/L的丁香酚的EAG反应值最大，为0.056 mV。Tukey多重比较检验:成虫在1 mol/L和10－1mol/L 2个浓度下的EAG值与对照相比差异显著(P＜0.05)。成虫对1 mol/L叶醇的EAG反应值最大，为0.080 mV，对 10－2mol/L 的 EAG 值与对照相比差异显著(P＜0.05)，在 1 mol/L 和 10－1mol/L 2个浓度下的EAG值与对照相比差异极显著(P＜0.01)。成虫对10－1mol/L异丁香酚的EAG反应值最大，为0.052 mV，在 1 mol/L 和 10－2mol/L 2 个浓度下的EAG值与对照相比差异显著(P＜0.05)，在10－1mol/L浓度下的EAG值与对照相比差异极显著(P＜0.01)。成虫对稀释103倍的薄荷精油的EAG反应值最大，为0.072 mV，对稀释104倍的精油的EAG值与对照相比差异显著(P＜0.05)，在稀释102与103倍2个浓度下的EAG值与对照相比差异极显著(P＜0.01)。成虫对1 mol/L紫罗兰酮的EAG反应值最大，为 0.048 mV，在 10－2mol/L浓度下的EAG值与对照相比差异显著(P＜0.05)，在1 mol/L和10－1mol/L 2个浓度下的EAG值与对照相比差异极显著(P＜0.01)。成虫对浓度为10－1mol/L香叶醇的EAG反应值最大，为0.052 mV，在1 mol/L和10－2mol/L 2个浓度下的EAG值与对照相比差异显著(P＜0.05)，在10－1mol/L 浓度下的EAG 值与对照相比差异极显著(P＜0.01)。成虫对浓度为1 mol/L罗勒烯的 EAG反应值最大，为0.055 mV，在10－2mol/L浓度下的EAG值与对照相比差异显著(P＜0.05)，在1 mol/L 和 10－1mol/L 2 个浓度下的 EAG值与对照相比差异极显著(P＜0.01)。成虫对浓度为10－1mol/L α－蒎烯的 EAG 反应值最大，为 0.069 mV，在1、10－2、10－3mol/L 3 个浓度下的 EAG 值与对照相比差异显著(P＜0.05)，在10－1mol/L 浓度下的EAG值与对照相比差异极显著(P＜0.01)。

表3 杨扇舟蛾对不同浓度的8种植物源挥发物的EAG反应

2.2 杨扇舟蛾对不同挥发物的行为反应

利用“Y”型嗅觉仪测定了杨扇舟蛾成虫对丁香酚、叶醇、异丁香酚、薄荷油、紫罗兰酮、香叶醇、罗勒烯和α－蒎烯8种挥发物不同浓度的行为反应结果见表4。杨扇舟蛾成虫对1 mol/L丁香酚的反应率较大，同时引诱率较高，达到60%。对10－1mol/L叶醇的反应率最大，为86%，引诱率也最大，达到64%。对10－1、10－2mol/L的异丁香酚的反应率均比较大，其中10－1mol/L的引诱率，达56%。对薄荷油反应呈引诱效果，但引诱率不高，3种稀释倍数下均未达到50%。对10－1mol/L的紫罗兰酮反应率与驱避率较大，分别达到76%和56%。对10－1mol/L的香叶醇反应率与引诱率都较大，分别达到76%和62%。对1、10－1mol/L罗勒烯的驱避率都比较大，分别达到62%和58%。对10－1mol/L的α－蒎烯的驱避率最大，达到64%。

3 结论与讨论

应用触角电位(EAG)和“Y”型嗅觉仪测定14种植物源挥发物中对杨扇舟蛾成虫的行为反应起到强烈干扰作用的分别是叶醇、α－蒎烯。其中，浓度为10－1mol/L的叶醇对杨扇舟蛾成虫引诱率达64%，10－1mol/L的α－蒎烯对杨扇舟蛾成虫驱避率达64%。

表4 杨扇舟蛾成虫对挥发物的行为反应

植食性昆虫在寻找寄主阶段，主要通过嗅觉感受器对寄主植物特异性的化学指纹图谱的识别而到达植物［10］。同一物质的不同浓度对植食性昆虫表现出不同的生理活性［11］，说明植物挥发物的特定浓度和不同挥发物的特定比例是影响昆虫反应的重要因子。杨扇舟蛾成虫对各挥发物的EAG反应并不是浓度越高反应越强烈，可能是由于虫体对能够引起自身最大反应的挥发物浓度有一定的极限。例如，杨扇舟蛾对10－1mol/L的异丁香酚、香叶醇和α－蒎烯要比低浓度或高浓度的同种化合物的EAG反应更强烈。分析发现，EAG反应值并没有完全与“Y”型嗅觉仪生测结果相一致，如稀释102倍的薄荷油对杨扇舟蛾的EAG值与对照相比差异极显著(P＜0.01)，但这个稀释倍数并不能引起杨扇舟蛾成虫明显的定向作用，其中具体的原因还需进一步的研究。在对杨扇舟蛾成虫的生测试验中，遇到个别产卵后的试虫表现出反应较慢、不够敏捷，这可能因为试虫在产卵前寻找寄主过程中挥发性化合物对其定向较强，而成虫产卵后对挥发性物质的敏感性降低，并且活动能力下降造成的，因此，在今后的试验中应避免选用产卵后的杨扇舟蛾进行生测试验。

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