华北关键金龟甲种类花香引诱剂配方的筛选

龚东风， 李为争， 庄 丽， 张鸿飞， 郭线茹， 郭帅帅， 滕小慧， 原国辉

(河南农业大学植物保护学院，河南 郑州 450002)

华北关键金龟甲种类花香引诱剂配方的筛选

龚东风， 李为争， 庄 丽， 张鸿飞， 郭线茹， 郭帅帅， 滕小慧， 原国辉

(河南农业大学植物保护学院，河南 郑州 450002)

为了研发华北地区关键金龟甲种类的成虫引诱剂配方，根据成虫访花习性和已报道的活性成分，选取植物常见的14种花香气味物质( 水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯、水杨醛、苯甲醛、苯乙醛、肉桂醛、苯甲醇、β-苯乙醇、香叶醇、R-(-)-芳樟醇、丁香酚和苯乙酮)，通过大田诱捕进行了单剂筛选、活性成分配比优化和剂量-反应测试。结果表明，苯乙醛和乙酸苯甲酯诱虫活性最强，香叶醇活性较弱，其他无效；固定总剂量为1 000 μL时，600 μL苯乙醛+400 μL乙酸苯甲酯效果最好；随后固定二者体积比为3∶2进行剂量反应测试，发现200～2 000 μL的宽泛剂量范围内诱捕量均无显著差异。结合诱捕量和诱芯成本因素，推荐120 μL苯乙醛+80 μL乙酸苯甲酯包结于0.5%琼脂胶中制成诱芯，用于华北重要金龟甲种类测报或防治。

金龟甲;花香气味;苯乙醛;乙酸苯甲酯

金龟甲是华北旱作区重要的地下害虫[1]，其幼虫蛴螬常造成花生、大豆、马铃薯等秋作物[2]和小麦[3]大面积减产。幼虫土栖性给化学防治带来较大困难，土壤处理残效期、蛴螬种群密度和农产品质量安全存在难以调和的矛盾。一种新思路是诱杀地上活动的成虫达到间接降低后一世代幼虫种群密度，即“地下害虫地上治理”[4]。金龟甲引诱剂的潜在资源包括昆虫源信息化合物(信息素)和植物源引诱剂2大类。其中，许多种类的性信息素共同结构是氧杂环戊烷-2-酮，环上连接一个不饱和烃链，合成成本和大田稳定性尚难达到应用要求[5]。植物源引诱剂来源广泛，化学结构简单，性质稳定，而且雌雄兼诱，受到越来越多的重视。当前已经筛选出金龟甲植物源引诱剂大量单剂和配方，主要来源是植物的花香气味[6-14]，但针对严重威胁中国农林生产的大黑鳃金龟Holotrichiaoblita、暗黑鳃金龟Holotrichiaparallela和铜绿丽金龟Anomalacorpulenta等，目前仍无商业化的引诱剂产品。为此，作者选取了植物中普遍存在的14种花香气味，通过大田诱捕进行了单剂筛选、配方优化和剂量反应测试，以期为中国经济重要性金龟甲类群的绿色防控提供产品与技术支撑。

1 材料与方法

1.1供试花香气味

共选用了14种花香气味，包括4种芳香族酯类(水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、乙酸苯甲酯),4种芳香族醛类(水杨醛、苯甲醛、苯乙醛、肉桂醛),2种芳香族醇类(苯甲醇、β-苯乙醇),2种单萜醇类[香叶醇、R-(-)-芳樟醇]，以及丁香酚和苯乙酮。其中，苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸甲酯、苯乙酮和苯甲酸乙酯购于北京化学试剂公司，乙酸苯甲酯、β-苯乙醇和水杨酸甲酯购买于中国医药集团(上海)化学试剂有限公司，R-(-)-芳樟醇和香叶醇购于Fluka Co. Ltd.，肉桂醛、丁香酚和水杨醛购于上海双香助剂厂，苯乙醛购于Sigma-Aldrich化学试剂公司，纯度均为95%～99%。

1.2配方设计与诱芯制备

花香气味用0.5%琼脂胶包结法[15]制备诱芯。共进行了3组测试：(1)花香气味单剂筛选：上述14种供试花香气味单剂每种1个处理，剂量为500 μL·诱芯-1，另设1个不加入任何花香气味的琼脂胶样品作为对照，重复3次；(2)配比优化：探讨活性最强的2种单剂(苯乙醛和乙酸苯甲酯)的最佳配比，共设7个处理，总剂量为1 000 μL，苯乙醛和乙酸苯甲酯的体积比分别为0∶1 000、200∶800、350∶650、400∶600、600∶400、800∶200、1 000∶0(μL)；(3)剂量-反应测试：将苯乙醛+乙酸苯甲酯体积比固定为3∶2，共设5个剂量处理，总剂量分别为200、500、1 000、1 500、2 000 μL·诱芯-1。另外，还设计了苯乙醛∶乙酸苯甲酯比例为2∶3的1个处理(总剂量1 000 μL·诱芯-1)，每处理重复4次。

1.3大田诱捕试验

大田诱捕在河南农业大学科教园区玉米田进行。2014—2015年共进行3次大田诱捕：单剂筛选于2014-09-25—2014-10-19进行；配比优化于2015-08-18—2015-09-18进行；剂量反应测试于2015-09-20—2015-10-13进行。24 cm ID绿色水盆作为诱捕器，水中加适量洗衣粉，诱芯离水面1～3 cm，诱捕器悬挂在1.5 m高竹制三脚架上。诱捕器间距25 m，完全随机区组设计，每隔2 d调查记录1次诱捕种类和数量，每3次调查后将诱捕器位置重新随机化。

1.4统计分析

3次试验中，大田优势种类有大黑鳃金龟、暗黑鳃金龟和铜绿丽金龟，将3种金龟甲的诱捕量合并起来进行分析。采用Kruskal-Wallis H检验和Duncan’s多重比较法比较单剂的差异显著性。

(1)

式中：z为Kruskal-Wallis H检验的统计量;Ri和Rj是第i个处理和第j个处理的秩次;N是诱捕器个数(本试验中，N= 45);ni和nj分别为第i个处理和第j个处理的重复数(本试验中，重复数均为3)。

用下式计算临界值：

zcritical=Φ[1-0.05/k/(k+1)]

(2)

式中：zcritical表示P=0.05或0.01水平的正态分布临界值;Φ表示正态分布符号;k表示处理数(本试验中，k=15)。

在配比筛选和剂量反应测试中，首先将同一诱捕器不同日期的诱捕量累加起来。Shapiro-Wilk检验和Levene检验发现，原始经对数转换后可以同时满足方差分析正态性和方差齐性的基本假定。因此，对数转换之后的数据进行方差分析和Duncan氏新复极差法多重比较。

2 结果与分析

2.1花香气味单剂对金龟甲的诱捕效果

图1 花香气味单剂对金龟甲的引诱活性比较Fig.1 Comparison of the attractiveness of individual candidate floral volatiles

2.2苯乙醛和乙酸苯甲酯不同配比的诱捕效果

总剂量固定为1 000 μL的情况下，不同体积比的苯乙醛和乙酸苯甲酯组成的二元混剂对金龟甲的诱捕结果如图2所示。方差分析结果表明，这些二元混剂的诱捕量之间存在极显著差异(F=5.07，F0.01=4.46)。其中，苯乙醛∶乙酸苯甲酯以600 μL∶400 μL混合诱捕量最多，与200 μL∶800 μL和350 μL∶650 μL 2个配比的诱捕量存在显著性差异。苯乙醛用量从200 μL逐渐递增到600 μL时(相应地，乙酸苯甲酯的用量从800 μL逐渐递减到400 μL时)，诱捕量也呈逐渐递增趋势，但当苯乙醛用量大于或等于800 μL后开始呈现下降趋势，说明最佳体积比接近3∶2。

2.3苯乙醛和乙酸苯甲酯最优配比不同剂量的诱捕效果

进一步探讨了苯乙醛和乙酸苯甲酯的体积比

固定为3∶2时，总剂量在200～2 000 μL之间变化对金龟甲诱捕量的影响，结果如表1所示。从表1可以看出，二者配比恒定时，引诱剂的总剂量对金龟甲诱捕数量没有显著的影响(F=0.55，F0.05=3.11)。

图2 苯乙醛与乙酸苯甲酯不同配比诱捕金龟甲数量的比较Fig.2 Comparison of scarab trap catches by differentvolume ratio of phenylacetaldehyde and benzyl acetate

配方编号BlendNo.配方成分(苯乙醛+乙酸苯甲酯)/μLBlendcomponent(PhenylacetaldehydeplusBenzylacetate)金龟甲累计诱捕量/(头·诱捕器-1)Cumulativescarabcatches1120+8021.06±3.12a2300+20013.89±4.90a3600+40013.10±7.71a4900+60011.65±3.77a51200+800 19.33±7.10a6400+60010.15±3.88a

其中，最低剂量(200 μL)的平均诱捕量反而最大(21.06头)，其次是最高剂量2 000 μL(19.33头)，苯乙醛与乙酸苯甲酯按2∶3体积比混合，尽管总剂量为1 000 μL，但诱捕量最少。再次说明引诱剂诱捕金龟甲的效果主要由苯乙醛与乙酸苯甲酯的配比决定。

3 讨论

本试验发现，对于华北危害严重的金龟甲而言，在供试的14种化合物单剂中，苯乙醛和乙酸苯甲酯效果最强，二者组成的混剂中最佳体积比近似3∶2；维持该体积比不变时，金龟甲引诱量与总剂量的关系不大。因此，在生产实践中，兼顾诱捕量和成本因素，作者认为120 μL苯乙醛与80 μL乙酸苯甲酯组成的二元混剂具有种群测报和防治潜力。

在本试验供试化合物中，香叶醇和丁香酚是日本弧丽金龟[9,16]、庭园丽金龟Phylloperthahorticola[14]、Euphoriasepulchraus[17]和一种花金龟Potosiacuprea[13]花香引诱剂的关键成分。R-(-)-芳樟醇是暗黑鳃金龟性信息素的关键成分之一[18]。β-苯乙醇对黄绿单爪鳃金龟Hopliacommunis有很强诱捕活性[19]。水杨醛是金龟甲成虫喜欢取食的黑杨叶片挥发物的主要成分[15]。苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、香叶醇是扁绿丽金龟Anomalaoctiescostata引诱剂配方中的关键成分[6,7]。丁香酚和水杨酸甲酯能够大量引诱高粱金龟甲Pachnodainterrupta[20]，水杨酸甲酯还是另一种金龟甲Epicometishirta的花香引诱剂成分[21]。苯甲酸甲酯也是小青铜金龟Anomalaalbopilosaalbopilosa性信息素通讯系统中的一种次要成分[22]。肉桂醛的结构类似物肉桂醇和反式茴香脑组成的二元混剂能引诱Epicometishirta且存在着明显的增效作用[23]，肉桂醇单独使用就能引诱酱曲胖金龟Valgushemipterus[12]。然而，在单剂测试中，仅苯乙醛和乙酸苯甲酯有较好的引诱活性，这两种物质很少被报道为金龟甲的引诱剂成分；相反，国外测试中的多数活性成分在本研究的测试中却是无效的。这说明国外筛选的金龟甲引诱剂并不能直接照搬到国内的金龟甲重灾区应用，必须针对不同地区的优势种进行具体的筛选。

此外，植物源挥发物引诱剂与昆虫性信息素混用往往具有很明显的增效作用[24]。本研究已经优化了针对华北地区重要金龟甲种类的一种二元花香引诱剂配方，要想进一步提高这些引诱剂的效果，也可以采用昆虫源信息化合物与植物源引诱剂联合使用的思路。例如，以前研究发现，蒲公英的4种利他素混合物能显著提高扁绿丽金龟Anomalaoctiescostata性信息素对雄虫的诱捕量[8]。日本弧丽金龟性信息素与丙酸苯乙酯+丁香酚联用增效[25]。由于金龟甲往往是多食性的，造成多种金龟甲同域并发为害的现象，而性信息素诱芯的诱虫种类往往比较单一，且多数仅能诱捕雄虫[26]。因此，将性信息素与花香引诱剂有机结合有望克服性信息素的缺点，从而研制出实际可以应用的广谱高效引诱剂产品。

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(责任编辑：蒋国良)

ScreeningoffloralattractantsofkeyscarabspeciesinNorthChina

GONG Dongfeng, LI Weizheng, ZHUANG Li, ZHANG Hongfei, GUO Xianru, GUO Shuaishuai, TENG Xiaohui, YUAN Guohui

(College of Plant Protection, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

To develop an effective attractant blend for trapping several key scarab beetle species in North China, we selected 14 common floral volatiles (methyl salicylate, methyl benzoate, ethyl benzoate, benzyl acetate, salicylaldehyde, benaldehyde, phenylacetaldehyde, cinnamaldehyde, benzyl alcohol, β-phenylethyl alcohol, geraniol, R-(-)-linalool, eugenol, and acetophenone) based on the floral-visiting habit of these scarabs and active compounds previously reported, and conducted three trapping experiments as single component comparison, blend optimization, and dose-response test. The results showed that phenylacetaldehyde and benzyl acetate exhibited the strongest attractiveness, geraniol had a weaker activity, and the rest did not show any activities. When the total dose was fixed at 1 000 μL, 600 μL phenylacetaldehyde plus 400 μL benzyl acetate showed the strongest attractiveness. When the volume ratio of these two components contained in the binary blend was fixed at 3∶2, no significant difference was found among a broad range of total doses from 200 μL to 2 000 μL. Considering trap catch and cost, we recommend a binary blend (120 μL phenylacetaldehyde plus 80 μL benzyl acetate), embedded in 0.5% agaropectin, as an effective lure for population monitoring or suppression of key scarab species in north China.

scarab; floral volatile; phenylacetadehyde; benzyl acetate

2016-03-17

国家自然科学基金项目(31471772)；国家公益性行业(农业)专项资助项目(201203036)；河南省烟草公司科技计划项目(HYKJ201205)

龚东风(1988-)，男，河南商丘人，硕士研究生，从事农业昆虫与害虫防治方面的研究。

原国辉(1959-)，男，河南温县人，教授，博士研究生导师。

1000-2340(2016)06-0748-05

S435

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