石斛篓象成虫的寄主选择行为研究

赵 艳，高晓余，季爱兵，何月秋，肖 春

(1. 普洱学院农林学院，云南 普洱 665000；2. 普洱茶研究院，云南 普洱 665000；3. 云南农业大学植物保护学院，云南 昆明 665000)

【研究意义】石斛为多年生草本植物，是一类稀有中药材，具有较高的药用价值，其中植株茎干是入药的主要部分[1-2]，一般只采收3年生及以上的植株[3]。石斛篓象(Nassophasissp.)是石斛的重要害虫，在云南普洱地区1年发生2～3代世代重叠，以幼虫蛀茎危害为主，成虫亦为害石斛茎叶[3-5]。植食性昆虫在寄主选择的过程中，寄主的物理与化学性质等因素会显著影响成虫的行为表现，并最终决定昆虫的寄主选择。因此，深入研究寄主性状对昆虫行为表现的影响对于明确植食性昆虫与寄主植物间的相互关系，对发展新型的害虫防治技术有着重要意义。【前人研究进展】昆虫的寄主选择是嗅觉、味觉共同参与的一个决策过程[6]。有报道显示，相比铁木，长穗桦，Polydrusussericeus更喜食黄桦树[7]；在不同的寄主植物叶片中，富勒玫瑰象甲更喜欢大羊蹄和白三叶[8]；Collins JK等运用Hardee嗅觉测定仪测定了山核桃象甲对3种山核桃和1种胡桃的嗅觉选择性，结果表明山核桃象甲较喜欢薄壳山核桃和苦味山核桃[9]；表明昆虫的嗅觉、取食反应对昆虫的寄主选择起着重要的作用。【本研究的切入点】云南省普洱市部分企业规模种植的4种石斛(球花石斛、叠鞘石斛、鼓槌石斛和束花石斛)均发现有石斛篓象危害，对球花石斛危害最为严重[3]，亟待开发新型高效的 防治方法。【拟解决的关键问题】研究石斛篓象成虫对4种寄主植物的选择行为，明确石斛篓象成虫的寄主选择行为机制，为发展新型害虫防控技术奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供试石斛：球花石斛(Dendrobiumthyrsiflorum)、叠鞘石斛(D.aurantiacum)、鼓槌石斛(D.chrysotoxum)和束花石斛(D.chrysanthum)茎叶。

供试虫源：田间采集石斛篓象成虫、幼虫、蛹。成虫用4种石斛的茎、叶在室内饲养。室内保持常温、通风条件。

1.2 测定方法

1.2.1 嗅觉选择行为测定 采用陷阱式嗅觉测量仪观察成虫的行为反应[5]。方法简述如下：测试时将气味源(茎干，长度为1 cm；或面积大小相近的叶片，1片)放入诱捕器中，将饥饿1 d后的1头成虫放入培养皿中心，用纱布封住培养皿开口。10 min后观察成虫反应。观察时间从当日10：00至次日19：00。每次测试后用酒精清洗试验装置。所有测试均在暗室中进行。

(1)成虫对4种石斛植株气味的嗅觉选择反应：分别测定成虫对植物茎干(1、2年生茎)和1年生叶片(束花石斛无2年生叶片)气味的选择反应。测试时将供试茎干或叶片分别置于4个诱捕器中，观察成虫对不同寄主气味的选择性。分别测试雌、雄成虫各60头以上。

(2)成虫对同种石斛1、2年生植株气味的嗅觉选择反应：分别测定成虫对同种石斛茎干(1、2年生茎)和植物叶片(1、2年生叶)气味的选择反应。测试时将供试茎干或叶片分别置于2个诱捕器中，观察成虫对同种寄主1、2年生植株气味的选择性。分别测试雌、雄成虫各30头以上。

1.2.2 取食选择行为测定 采用叶碟法[6]观察成虫对不同寄主植物的取食反应。在玻璃培养皿(Ф=12 cm)底部对称固定4种植株茎干(L=1 cm)或叶片(1.5 cm×1.5 cm)。将1头饥饿1 d的成虫放入培养皿中心，盖住皿口。10 min后观察成虫反应。观察时间为3 d。每次测试后用酒精清洗试验装置。雌、雄成虫各测试32头。所有测试均于在暗室中进行。试验结束后，比较成虫对各供试植物的危害程度(取食面积大小)，以秩号来衡量各供试植物被危害程度(四重选择秩号为4、3、2、1，两重选择秩号为2、1)，秩号相等时取平均秩号。

利用上述方法分别测定如下内容：①比较石斛篓象成虫对4种石斛茎或叶(1年生茎、2年生茎、1年生叶)的取食选择性；②比较石斛篓象成虫对球花石斛1、2年生植株(茎、叶)的取食选择性。

1.2.3 罩笼试验 在纱笼(50 cm×50 cm×50 cm)四角放入4种盆栽石斛。将饥饿1 d后的1头成虫放入笼底中心位置，10 min后观察成虫反应，每1 h观察成虫1次，成虫在某一种石斛上活动1 d后，随即将成虫转移至另外1种石斛的根部附近，继续观察；转移成虫至每种石斛的根部附近各1次。每次测试后用清水冲洗试验装置，并晾干，分别观察12头雌、雄成虫的反应。测试在室内自然光条件下进行。

试验结束后，比较成虫对各种石斛的危害程度(被取食面积大小)。以秩号作为衡量危害程度大小的标准。秩号为4、3、2、1，秩号相等时取平均秩号；记录并统计成虫选择球花石斛1、2年生植株的次数。

1.3 数据分析

嗅觉选择行为测试结果采用卡方检验(χ2test)分析四重选择或两重选择是否符合理论粪便(α= 0.05)；取食选择行为测试结果及罩笼试验结果采用单因素方差分析法(事后检验采用SNK法)比较不同处理间的差异显著性(α= 0.05)。

2 结果与分析

2.1 石斛篓象成虫对寄主的嗅觉选择行为

2.1.1 成虫对不同寄主的嗅觉选择 由图1A可知，石斛篓象雌成虫对球花、叠鞘、鼓槌和束花4种不同石斛的1年生茎、2年生茎和1年生叶的气味选择具有偏好性，差异显著(卡方检验，P<0.05)；均对鼓槌石斛茎、叶的气味趋性最强。石斛篓象雄成虫对球花、叠鞘、鼓槌和束花4种不同石斛的1年生茎、2年生茎气味选择无显著差异(卡方检验，P>0.05)，但对4种不同石斛1年生叶的气味选择有偏好性，对叠鞘石斛叶的气味趋性最强，差异显著(卡方检验，P<0.05，图1C)。

*表示成虫对不同处理的选择具有差异显著性(* P<0.05，** P<0.01) * indicated significant difference among 2 groups or 4 groups using the χ2 test(* P<0.05, ** P<0.01)图1 石斛篓象成虫对4种石斛1年生茎、2年生茎和1年生叶的嗅觉选择Fig.1 Olfactory preference of Nassophasis sp. adults to the one-year-old stems, two-year-old stems and one-year-old leaves of 4 host plants

2.1.2 成虫对同种寄主1、2年生茎、叶的嗅觉选择 石斛篓象雌成虫对鼓槌石斛1、2年生茎和1、2年生叶，雄成虫对鼓槌石斛1、2年生茎和叠鞘石斛1、2年生叶的嗅觉选择行为测定结果如图1B和图1D所示：雌成虫对鼓槌石斛1、2年生茎的气味无偏好性，但对1、2年生叶有选择性，偏好1年生叶，两者间差异性显著(卡方检验，P<0.05，图1B)；雄成虫对鼓槌石斛1、2年生茎的气味无偏好性，但对1、2年生叶的气味有选择性，偏好1年生叶，两者间差异性极显著(卡方检验，P<0.01，图1D)。

2.2 石斛篓象成虫对寄主的嗅觉选择行为

2.2.1 成虫对不同寄主的取食选择 采用叶碟法分别测定了石斛篓象雌、雄成虫对4种寄主1、2年生茎和1年生叶的取食行为，结果如图2A、2C所示：无论是1、2年生茎或1年生叶，石斛篓象雌、雄成虫均最喜食球花石斛；石斛篓象雌、雄成虫对鼓槌石斛1年生叶的偏好性仅次于球花石斛。

2.2.2 成虫对球花石斛1、2年生茎叶的取食选择 石斛篓象雌、雄成虫对球花石斛1、2年生茎和1、2年生叶的取食选择行为测定结果如图2B和图2D所示：雌虫较喜食1年生的茎，差异性显著(P<0.05)；雄虫对球花石斛1、2年生茎的取食选择差异性不显著(P>0.05)；雌、雄虫均较喜食1年生的叶，差异性均极显著(P<0.05)。

2.3 石斛篓象成虫对不同寄主的综合选择行为

为明确石斛篓象成虫的寄主选择行为机制，采用笼罩试验模拟石斛篓象成虫在田间的活动状态，结果如图3所示。石斛篓象成虫对4种石斛的选择具有显著差异，雌、雄成虫对球花石斛(整株)的危害都最为严重，对鼓槌石斛(整株)的相对取食量最低。比较笼罩试验中雌、雄成虫对球花石斛1、2年生植株的危害程度，发现取食1、2年生球花石斛雌、雄成虫虫量具有显著差异(P<0.05)，均最喜食1年生球花石斛。

3 讨 论

昆虫依靠嗅觉选择寄主是一个普遍现象，嗅觉选择过程是昆虫对寄主定向的重要环节。在象甲科昆虫中，寄主气味对象甲成虫行为的影响已有诸多报道[10-17]，但目前关于象甲对不同寄主的嗅觉选择行为反应报道较少。有报道显示，杨干象(CryptorhynchuslapathiL.)对杂交无性系杨树与野生杨树的嗅觉反应差异不显著[18]；在小麦、糙米、高粱、荞麦、花生、软木这几种寄主植物中，玉米象对小麦、糙米的嗅觉反应最强[19]。文章研究结果显示，4种石斛中，鼓槌石斛茎、叶的气味对雌成虫均有一定引诱作用(图1A、1C)，叠鞘石斛叶的气味对雄成虫有显著引诱作用(图1C)，这种差异可能是由不同寄主植物所挥发气味物质不同造成的。

不相同字母表示供试各处理间差异性显著(P<0.05)，*表示成虫对不同处理的选择具有差异显著性(* P<0.05，*** P<0.001)Data with different superscript letters were significantly different(P<0.05), * indicated significant difference among 2 groups(* P<0.05, ***P<0.01)图2 石斛篓象成虫对4种石斛1年生茎、2年生茎和1年生叶的取食选择Fig.2 Feeding preference of Nassophasis sp. adults to the one-year-old stems, two-year-old stems and one-year-old leaves of 4 host plants

根据成虫对4种不同寄主的嗅觉选择反应结果，测定了成虫对不同年份鼓槌石斛茎、叶和叠鞘石斛叶的嗅觉选择反应。与2年生叶相比，鼓槌石斛1年生叶气味对雌成虫有显著的引诱作用(图1B)，而叠鞘石斛1年生叶的气味对雄成虫有显著的引诱作用(图1D)，这种现象可能是由于鼓槌石斛和叠鞘石斛的1年生叶与2年生叶的挥发气味不同而导致的，本研究首次报道象甲科害虫对不同年份同种寄主的嗅觉选择行为反应。

昆虫对寄主植物定向阶段后，要进入接触寄主阶段。昆虫的行为在这一阶段中要评价植物的物理、化学性质[5]。昆虫对不同寄主的取食危害程度差异，反应了昆虫的取食偏好性。关于象甲科昆虫对不同寄主的取食选择性，有报道显示，在稻水象甲(LissorhoptrusoryzophilusKuschel)取食选择性试验中，水稻品种IR16与抗虫品种T03差异极显著，确定品种IR16为感虫品种[20]；杨干象(C.lapathiL.)对杂交无性系杨树与野生杨树的取食反应差异性显著[18]；亚洲栎象(Cyrtepistomuscastaneus)对不同寄主植物的取食反应差异性显著[21]。本研究结果表明，石斛篓象雌、雄成虫均最喜食球花石斛(图2A、2C)。石斛篓象成虫对不同寄主植物的取食反应有明显的差异，这种差异可能是由不同寄主植物的表面物理性质、内在的化学成分等因素造成。测定了成虫对球花石斛1、2年生茎叶的取食反应，发现雌虫较喜食1年生的茎，雌、雄虫均较喜食1年生叶，而雄虫对球花石斛1、2年生茎的取食选择差异性不显著(图2B、2D)。

本研究采用笼罩试验进一步模拟了石斛篓象成虫在田间对寄主植物的选择行为，结果表明，在4种石斛中，石斛篓象成虫对球花石斛的选择性最强(图3A)，这一结果与4种石斛在田间被危害情况一致[3,5]，试验结果显示石斛篓象成虫对4种石斛的选择差异性。

昆虫的寄主选择是嗅觉、味觉共同参与的一个决策过程。石斛篓象成虫对不同寄主植物的嗅觉选择行为(图1)与取食选择行为试验结果(图2)不一致；而取食选择行为试验结果与笼罩试验(图3)及4种石斛田间被危害情况[3,5]是基本一致的。据此推测：石斛篓象成虫在寄主选择过程中，嗅觉反应是起定向作用，而取食反应观测害虫对寄主的危害程度。

利用诱集植物控制虫害的报道很多[22-29]，利用诱集植物控制象甲科害虫的报道较少。20世纪60年代，王宗楷等在广西桂林地区利用金银花诱集中华山茶象(CurculiochinensisChevrotat)成虫[20]；花期较早的甘蓝品种降低了1994-1995年花期中甘蓝荚象甲(CeutorhynchusassimilisPaykull)成虫数量的60 %～80 %，降低了1995年甘蓝荚象甲幼虫数量的60 %[30]。石斛篓象成虫对不同寄主植物的选择行为研究结果为制定该种象甲成虫的防控策略提供了新的思路，如可采用对成虫有引诱作用的气味物质(鼓槌石斛1年生茎、叶气味)和喜食品种(球花石斛)组合或石斛品种搭配栽培的方法来诱集并控制该象甲成虫。

4 结 论

石斛篓象成虫对不同寄主石斛的取食反应与嗅觉反应测定结果不一致，但与罩笼试验和田间4种石斛受害程度的调查结果一致，表明石斛篓象成虫在寄主选择过程中，嗅觉反应是起定向作用，而取食反应是决定成虫危害寄主的程度；可通过利用对成虫有引诱作用的气味物质(鼓槌石斛1年生茎、叶气味)和喜食品种(球花石斛)加以科学组合或石斛品种合理搭配栽培的方法来诱集成虫并控制该象甲的危害。

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