草地螟对合成植物挥发物的活性反应

范锦胜，张李香，王贵强，付 雪，张 坤，郑 旭，韩 笑，冷 赫

（黑龙江大学农业资源与环境学院，哈尔滨 150080）

草地螟（Loxostege sticticalis L.）是鳞翅目（Lepidoptera），螟蛾科（Pyralidae），锥蛾野螟属的一种世界性分布的农作物和牧草的重要害虫[1]。其寄主植物多达300多种，主要包括大豆、苜蓿、甜菜、向日葵等[2]，当大发生时可造成作物大面积的减产或绝种[3]。尤其是在2008年，2代草地螟幼虫在黑龙江省大部分地区、山西省北部、内蒙古及吉林、辽宁省的中西部造成的灾害是新中国成立以来最为严重的，在黑龙江省的桦南县甚至出现了密度高达1万头/m2的现象[2]。

草地螟具有间歇性暴发、迁移性和毁灭性的特点[4]，其发生危害规律、监测预报及控制技术是目前生产实践中亟待解决的重点问题[1，3]。当前，主要是利用黑光灯监测草地螟种群的发生，但是由于受电力和经济条件的限制，黑光灯的应用在一些偏远地区得不到推广，因此，研发一种经济实用又有效的技术来监测草地螟的发生是非常必要的。

大量研究已证实，昆虫的寄主植物存在能够激发昆虫取食、产卵和交配等行为活动的挥发性化合物[5-6]。尽管草地螟的寄主植物种类繁多，但其成虫在产卵时对寄主还是表现出一定的选择性[7]。而关于草地螟成虫对植物挥发性物质的趋性则鲜有报道。本研究测试了草地螟已交配雌蛾、未交配雌蛾和未交配雄蛾对4种植物挥发性化合物的行为反应，探讨了利用植物挥发物防治草地螟的应用前景。

1 材料与方法

1.1 材料

植物挥发物：顺-3-己烯-1-醇（青叶醇）（纯度98%）、反-2-己烯醛（纯度98%）、顺-3-己烯乙酯（青叶酯）（纯度98%）、乙酸己酯（纯度100%），上述4种化合物均由上海晶纯试剂有限公司生产。

1.2 实验方法及数据处理

1.2.1 虫源 草地螟成虫和幼虫的饲养条件为26±1℃，L∶D=16h∶8h，RH 70%～80%。在饲养期间，人为调整供试昆虫的昼夜节律，光照期16：00～次日8：00时，黑暗期8：00～16：00时。

1.2.2 挥发性化合物配置 将每种挥发性物质分别溶于无水乙醇中，充分混合，配制成浓度为1μL/mL、10 μL/mL的溶液，用于测定草地螟对同种物质不同浓度的行为反应。以无水乙醇作为对照。

1.2.3 行为反应测试 采用“Y”型嗅觉仪进行测试。行为测定于每日8：00—16：00时在遮光黑暗的行为测定室内进行。测试对象为已交配的草地螟雌成虫和未交配的草地螟雌、雄成虫。草地螟已交配雌成虫的选择：新羽化成虫成对饲养6 d后取雌成虫供试；未交配草地螟成虫的选取：新羽化成虫单头饲养6 d后测试。

1.2.4 数据处理 采用t检验法分析挥发性化合物对草地螟成虫的行为活性。

2 结果与分析

2.1 草地螟已交配雌虫对挥发性化合物的行为反应

从图 1-A、B、C、D 知，在供试的两种浓度下（1 μL/mL、10 μL/mL），当用顺-3-己烯乙酯和乙酸己酯作为诱源时，已交配的草地螟雌成虫表现为积极的反应，雌成虫对这两种植物挥发物的趋性显著高于对照（p＜0.01）。顺-3-己烯-1-醇和反-2-己烯醛对已交配草地螟雌成虫的影响较小，无论何种浓度，与对照之间的差异均不显著（p＞0.05）。

图1 草地螟已交配雌虫挥发性化合物的嗅觉行为反应

2.2 草地螟未交配雌虫对挥发性化合物的行为反应

由图2-A、B、C、D可知，与对照相比，无论何种浓度条件，草地螟未交配雌虫对顺-3-己烯-1-醇的趋性极显著（p＜0.01）。反-2-己烯醛在不同的浓度条件时对草地螟未交配雌虫的刺激反应不一样。当浓度为1 μL/mL时表现为引诱，与对照之间差异不显著（p＞0.05）；浓度为10 μL/mL则表现为驱避，与对照之间差异显著（p＜0.05）。顺-3-己烯乙酯和乙酸己酯在浓度为1 μL/mL时，对未交配雌虫表现出较弱的引诱效果，与对照间差异不显著（p＞0.05）；在浓度为10 μL/mL时，对未交配雌虫表现出极强的引诱效果，与对照间差异极显著（p＜0.01）。

图2 草地螟未交配雌虫挥发生化合物的嗅觉行为反应

2.3 草地螟未交配雄虫对植物挥发性化合物的行为反应

由图3-A、B、C、D可知，不同浓度条件下，顺-3-己烯-1-醇、反-2-己烯醛和乙酸己酯对未交配雄虫均表现出引诱作用。顺-3-己烯-1-醇在浓度为1 μL/mL、和10 μL/mL条件时，随着挥发物浓度的增大，引诱效果增强，与对照差异显著。反-2-己烯醛在浓度为1 μL/mL时，对未交配雄虫的引诱效果较对照差异极显著（p＜0.01）；当浓度为10 μL/mL时，对未交配雄虫的引诱效果与对照间差异不显著（p＞0.05）。乙酸己酯在浓度为1 μL/mL时，对未交配雄虫的引诱效果与对照差异显著（p＜0.05）；当浓度为10 μL/mL时，对未交配雄虫的引诱效果与对照间差异极显著（p＜0.01）。在供试的浓度条件下，无论何种浓度，草地螟未交配雄虫对顺-3-己烯乙酯均表现出驱避作用，且随着浓度的增加，驱避效果增强。

图3 草地螟未交配雄虫挥发性化合物的嗅觉行为反应

3 结论与讨论

植物与昆虫的关系一直是生态学领域研究的热点问题。现有研究显示，植物的挥发性化合物在鳞翅目昆虫选择产卵植物的过程中起着非常重要的作用[8]。为进一步明确植物挥发性信息化合物对草地螟成虫选择行为的影响，本研究测试了草地螟已交配雌蛾、未交配雌蛾和未交配雄蛾对4种寄主植物主要挥发性化合物的行为反应。结果发现：

（1）已交配雌虫对顺-3-己烯乙酯和乙酸己酯表现出较强的趋性，且随着浓度的增加，引诱效果增强；对顺-3-己烯-1-醇和反-2-己烯醛的趋性较弱。说明不同种类的植物信息化合物对已交配雌虫的行为反应影响不同，同一物质在不同浓度时的生理活性也不同。只有植物信息化合物浓度超过了昆虫行为反应阈值时才能诱使昆虫产生行为活动[9]。

（2）未交配雌虫对顺-3-己烯-1-醇的引诱效果与对照相比差异极显著（p＜0.01）；1 μL/mL浓度的反-2-己烯醛对未交配雌虫具有引诱作用，而10 μL/mL浓度时，则表现为驱避作用；当浓度为10 μL/mL时，顺-3-己烯乙酯和乙酸己酯对未交配雌虫表现出很强的引诱现象。试验现象说明：同一物质在不同浓度时的生理活性不相同。关于这点业已有研究证实，如α-法呢烯在剂量为63.4 ng时对苹果小卷蛾（Cydia pomonella）雌虫起引诱作用，而12.688 μg时，则表现出排斥作用[10]。由此可见，一些有引诱活性的组分在高浓度下会产生排斥作用，所以化合物浓度是影响昆虫反应的重要因子[11]。

（3）未交配雄虫对顺-3-己烯-1-醇、反-2-己烯醛和乙酸己酯表现出趋性反应；对顺-3-己烯乙酯则表现出驱避作用，且随着浓度的增加，驱避效果增强。试验结果说明：当植物信息化合物的浓度超过了昆虫的行为反应阈值时，可诱使昆虫发生行为反应，且当化合物浓度高于其反应阈值范围时，昆虫的反应率便随剂量的增加而下降[12]。

目前，利用植食性昆虫寄主植物的挥发性化合物诱杀害虫，已成为害虫生物防治和综合治理的重要措施[10]。本研究只针对灰菜中4种主要挥发性化合物作用于草地螟成虫的行为反应进行了测试，通过试验初步筛选出了引诱效果较好的植物挥发性化合物。尽管这些挥发性化合物作用于草地螟成虫的化学机理还不清楚，但供试的4种化合物对害虫行为的作用效果可为我们开发研制更有效的引诱剂提供理论依据。

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