葡萄和国槐植物挥发物混合配方对红缘天牛的引诱活性

高原 刘强 侯雯雯

摘 要：为探究红缘天牛寄主植物挥发物配方对其引诱活性，以筛选出更有效的配方来防治红缘天牛并保护其寄主植物，该实验从葡萄和国槐2种寄主植物挥发物中筛选几种化合物并混合，得到16种配方。将这16种配方对红缘天牛进行EAG测试、嗅觉行为测试和野外诱集实验。结果显示：G5号配方引诱效果最好，雌雄EAG值均达到显著水平，相对选择率：雌性达73.33，雄性达46.47，相对诱捕率达19.05；其次为G4和G2号配方；向原有配方加入反-2-己烯醛后，配方引诱效果增强。从以上结果可以看出：G5配方可以作为下一步开发红缘天牛引诱剂的配方；反-2-己烯醛可以作为红缘天牛引诱剂配方的重要成分做进一步研究。

关键词：植物挥发物；葡萄；国槐；引诱活性

中图分类号 S433.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）06-0019-05

Abstract：In order to explore lure activity of Asias halodendri host plant volatiles formula，to select more effective recipe to prevention and control of Asias halodendri and protect its host plant，the experiment will be reported from the Vitis vinifera and Sophora japonica plant volatiles best formula with the optimal concentration of mixing ratio，combine 16 kinds of formulas. These 16 kinds of formulas are tested EAG，behavior response and trap to Asias halodendri to choose one of the most effective attractant.The results showed that G5 formula is the best formula，both male and female EAG value reached significant level，the female relative selection rate is 73.33，the male is 46.47，the trap rate is 19.05；Followed by G4 and G2 formula；The original formula after adding E-2-hexene aldehyde，luring effect is enhanced. As can be seen from the above results，G5 formula can be used as the next step development Asias halodendri attractants formula；E-2-hexene aldehyde can be used as Asias halodendri attractants formula of important components to do further research.

Key words：Plant volatiles；Vitis vinifera； Sophora japonica；Attractive activity

紅缘天牛（Asias halodendri）属鞘翅目（Coleoptera）天牛科（Cerambycidae），主要危害我国特有的孑遗植物四合木，以及众多经济作物如：沙棘、枣树、苹果、刺槐、枸杞、沙枣等20多种[1，12]。该虫在寄主植物上大量发生，局部危害严重，有的地方一棵树上多达100多头，虫口密度非常大，对各地经济作物危害十分严重[2，14]。该天牛主要以幼虫蛀食树木枝条，严重时常把木质部蛀空，残留树皮，横向切断树木营养的输送通道，轻者出现树势减弱、枝干风折，严重时造成整株死亡[3]。针对红缘天牛的防治方法有很多，近年来对红缘天牛寄主植物挥发物引诱剂的研究成为热点[4-7]。利用植物挥发物制成的引诱剂来监测防控，由于具有灵敏性高、专一性强，避免产生“3R”问题等优点，目前已成为国内外控制有害昆虫的主要趋势[6]。

本课题组近年来对红缘天牛的寄主挥发物成分和性信息素及其引诱活性开展了一系列研究[1-5，7-11]。本实验从已报道的对红缘天牛有引诱活性的化合物中，筛选出引诱活性明显的1-二十二烯[10]与寄主植物国槐[11]和葡萄[7]的单一植物挥发物组合配方，以最佳引诱活性进行混合，组成新的混合配方。对红缘天牛进行了EAG、嗅觉行为以及野外诱集研究，试图了解2种单一植物挥发物最佳引诱活性配方与单一植物挥发物相比效果如何，以期找到对红缘天牛引诱活性更好的配方。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器 红缘天牛成虫均为2017年5月从西鄂尔多斯国家级自然保护区四合木核心区采集。将雌雄分开，每10头放入开窗处理过的塑料瓶中，置于室内，用新鲜四合木枝条喂养，确保天牛处于健康状态备用。实验用的10种化合物分选自于文献中对红缘天牛引诱效果好的化合物[9-10]和配方[7，11]。重组后的配方成分及浓度如表1所示（化合物比例均为1∶1，稀释溶剂为石蜡）。其中1-戊烯-3-醇、亚油酸甲酯、乙酸乙酯、反-2-己烯醛和叶醇为葡萄挥发物，己醛、沉香醇、1-庚烯和正辛烷为国槐挥发物，而1-二十二烯为一种可能的红缘天牛雄性性信息素。16种组合配方按成分不同分为G、S和GS3组。所用化合物均购买自北京百灵威科技公司。

所用仪器包括：触角电位仪由荷兰SYNTECH公司生产，包括微动操作台（SYNTECHMP-15）、气味刺激控制器（SYNTECH CS-55）、数据采集系统（SYNTECH IDAC-232）、触角电位记录显示输出装置；嗅觉行为实验装置由90°的Y型玻璃管（适应臂长25cm，测试臂长20cm，内径2.5cm）、橡皮管分流装置、计流器、大气采样仪（QC-IS 型）和活性炭管按顺序用胶皮管连接而成。

1.2 实验方法

1.2.1 触角电位测定（EAG） 参照文献[7]，设定连续气体流量大小为300mL/min，并以气流流量为20mL/min的气流进行刺激，作用时间设为30s。取触角时，将触角从基部切下，切除触角基部和顶端各1节，取第4～9鞭节触角，用导电胶搭在电极上。将配制好的溶液10μL均匀滴在折好的呈‘M形4cm×0.5cm的滤纸条上，放入材料管内，气味混合管与触角相距1cm，待基线平稳后给予刺激。实验以液体石蜡（99%）为空白对照。每更换一种配方要彻底清洗一次材料管。EAG相对值依照公式V=2R/C1+C2（V为EAG的相对反应值；R为配方的EAG反应值；C1、C2分别为该配方刺激前后石蜡空白对照的EAG反应值）计算。每只天牛只取1只触角进行测试，每个样品重复3次，取平均值。

1.2.2 行為反应的研究 Y型玻璃管两臂夹角90°，两臂长20cm，将进气气流速度设置为1.5L/min；进入Y型玻璃管中的空气需先经活性炭进行过滤净化，以保证进入的气体洁净，供试雌雄天牛各30只，10只为一组，共重复3次，为了避免采光不均等条件的影响，每做完1次重复应调换选择臂和对照臂的位置，每做完一种配方应停留5min，以减少残留气味的干扰。天牛在选择臂内停留时间超过30s，记为选择，否则均视为非选择。

选择率（%）=[bb+c]×100；

相对选择率（%）=[b-cb+c]×100；

卡方值，据[χ2=（b-c-1）2b+c]检验显著性差异。（其中b为选择臂天牛的数量，c为对照臂天牛的数量）若[x20.05（1）]≥3.84，则差异显著；若[x20.01（1）]≥6.63，则差异极显著；反之，则没有显著性差异。

1.2.3 野外诱集 诱捕器为常规550mL无色透明的矿泉水水瓶自制。具体制作方法如下：去掉标签后于瓶口以下3cm处对称剪出4个边长1cm正方形小口，做开窗处理，将剪开的部分向上翻折，既能防止雨水进入，同时可以保证空气的流通及天牛的进入。每个诱捕器内注入100～150mL的自来水，并放入诱芯，作为引诱剂诱捕器。每组引诱剂设10个诱捕器，由于红缘天牛在实验地的虫口密度较大，各诱捕器间隔15m。每组诱捕器平行分布，组距也为15m。悬挂高度设为0.4～0.6m。诱捕器挂出后每2d检查一次诱集情况，记录每个诱捕器所诱到的天牛数量，同时每次记录完，都将诱捕器内的死虫捞出，以免影响下一次统计。

1.3 数据分析 用SPSS 19.0进行数据分析。包括单因素方差分析、独立样本T检验、卡方检验和相关性分析等。

2 结果与分析

2.1 红缘天牛对16种配方的电生理反应 红缘天牛对G组组合配方的电生理反应如图1所示。由图1可知，雄性天牛对G2号配方EAG 值最高（1.093），其次为G5号配方（1.078）；雌性天牛对G4号配方的EAG值最高（1.141），其次为G4号配方（1.140）。

红缘天牛对以S组组合配方的电生理反应如图2所示。由图2可知，雄性天牛对S5号配方EAG值最高（1.120），其次为S2号配方（1.029）；雌性天牛对S3号配方的EAG值最高（1.125），其次为S1号配方（1.106）。

红缘天牛对以GS组组合配方的电生理反应如图3所示。由图3可知，雄性天牛对GS3号配方的EAG值为最高（1.222），GS2号配方次之（1.157）；雌性天牛对GS5号配方的EAG值最高（1.125），其次为GS3号配方（1.105）。

以上3组EAG值的雌雄差异分别经过独立样本T检验分析，只有G组P<0.05，差异达到显著水平，为雌性高于雄性。若将16组配方（包括S和G）整体的雌雄差异经过独立样本T检验分析，则雌雄差异达到显著，为雌性高于雄性。

另外，为从16种配方中筛选出最优配方，将16种配方的EAG值与石蜡空白对照（ck♂=0.892，ck♀=1.026）通过Tukey多重比较后发现，雄性红缘天牛对16种配方的EAG值均有显著差异，其中最高为GS3号配方（1.222），其次为GS2（1.157）；雌性天牛除对S2、S4、S5、GS、GS1和GS2外，对其他10种配方的EAG值均达到显著性差异，其中G4最高（1.141），其次为G5（1.140）。

2.2 红缘天牛对16种组合配方的嗅觉行为反应 红缘天牛对G组组合配方的相对选择率如图4所示。由图4可知，除雄性天牛对G1趋避以外，雌雄天牛对其余5种配方均表现为趋向，其中G2、G4和G5配方雌雄天牛相对选择率均达到显著水平。另外雌性天牛对G5配方相对选择率最大，达到73.33%，其次为G4配方，达到60.00%；雄性天牛对G5相对选择率最大，为46.67%，其次为G2和G4配方，达到40%。

红缘天牛对以S组组合配方相对选择率如图5所示。由图5可知，除对S1为雄性趋避、雌性趋向以外，雌雄红缘天牛对其余四种配方嗅觉趋向性均一致；雌雄天牛对S3配方的相对选择率均体现为趋避，S2、S4和S5则均为趋向。但其中只有雄性对S4，雌性对S1和S5号配方的相对选择率达到显著水平，相对诱捕率均为40%。

红缘天牛对以GS组组合配方的相对选择率如图6所示。由图6可知，雌雄天牛对这6种配方均有趋向性。其中雌雄天牛对GS1配方的相对选择率均达到显著水平；另外，雌性天牛对GS2、GS4和GS5配方相对选择率也达到显著水平。其中雌性对GS1的相对选择率最高（66.67%），其次为GS2的相对选择率（46.67%）；雄性对GS1相对选择率最大，达到（40.00%）。

将16种配方与石蜡空白对照进行Tukey多重比较发现，雄性对G2、G4、G5、S4、GS1号配方的相对选擇率显著高于空白对照，雌性则分别对3组配方的1、2、4、5号相对选择率显著高于空白对照。

总体上将16种配方的相对选择率通过独立样本T检验分析发现，雌雄天牛在嗅觉行为实验中没有显著差异。但若仅对加入了1-二十二烯的配方进行分析，则雌雄差异达到了显著，且雌性大于雄性。

2.3 野外诱集结果 在野外诱集的12d内，天牛诱集主要集中在前8d，第8天后可能是由于雨水天气降温使得天牛活动减少[15]，或诱芯已挥发完，使降低诱捕量降低。16种配方对红缘天牛的相对诱捕率如图7所示（ck为无诱芯空白对照组）。由图7可知，16种配方中，G5号配方相对诱捕率最大，达到19.05%，并在统计学上达到显著水平，其次为G2和G4，相对诱捕率为11.9%。S3、G3、GS3和ck对照组没有诱集到天牛。若按成分分组考虑，G组配方相对诱捕率最高（47.62%），其次为GS组（30.95%），再次为S组（21.43%）。

将雌雄天牛的相对选择率与相对诱捕率做相关性分析发现，雌雄天牛的相对选择率与相对诱捕率的相关性达到显著水平。

3 结论与讨论

通过实验结果可以发现，雄性天牛对16种配方的电生理反应大都比雌性天牛稍强，但相对选择率却大多为雌性天牛高于雄性，这可能与雌雄天牛对不同气味的敏感度和喜好不同有关。尤其是G1、G5、S1、S5、GS1和GS5号配方，成分中均加入了1-二十二烯，雌雄天牛的相对选择率差异显著，说明其为红缘天牛一种雄性性信息素的可能性很大。

从野外诱集效果来看，G5号配方效果最好，并且G组配方整体要比S和GS组配方的诱捕率高，说明葡萄单一植物组合配方对红缘天牛的引诱效果要比葡萄与国槐混合配方效果要好。

另外，笔者多次在野外实地观察发现，多只雄性天牛可被同一只雌性天牛吸引，而正在交尾的雌性天牛更倾向于寻找食物，尤其是四合木的花瓣以及花周围的嫩叶，对背上为交配而争斗的雄性天牛无明显的反应。可能是由于交尾后的雌性天牛更倾向于补充营养，以繁殖后代。这对今后开发新的红缘天牛引诱剂有一定参考意义。

此次试验中，G5配方引诱效果明显，可以为开发红缘天牛引诱剂的配方提供理论依据；凡含有反-2-己烯醛的配方（每组的2、4、5号配方），效果均比不含的配方引诱活性高，说明反-2-己烯醛是一种很好的引诱剂组分，可以作为开发红缘天牛引诱剂的重要组分做进一步研究。

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（责编：张宏民）