信息化学物质对黄曲条跳甲的行为活性研究

唐良德 黄文枫

摘 要 信息化学物质在调控昆虫行为方面起着重要作用，应用活性化学物质开发害虫引诱剂和驱避剂是实现害虫防治的重要途径。采用“Y”型嗅觉装置测定了13种信息化学物质及其不同浓度（V/V）对黄曲条跳甲[Phyllotreta striolata （Fabricius）]成虫的行为趋性反应，结果表明，黄曲条跳甲对植物醇、芳樟醇、10-2香叶醇、10-4罗勒烯、10-6β-石竹烯、10-6月桂烯、10-6水杨醛、10-6反式-2-己烯醛、10-4烟酸乙酯、10-6煙酸乙酯具有极显著的趋向反应（p<0.01），对10-2叶醇、10-2烟酸乙酯具有显著的趋向反应（p<0.05）；反之，对10-4叶醇、10-6叶醇、10-6香叶醇、10-2β-石竹烯、10-2月桂烯、10-4水杨醛、10-2和10-4反式-2-己烯醛具有极显著的驱避反应，对10-4β-石竹烯表现出显著的驱避反应。不同浓度同一化合物对黄曲条跳甲的吸引作用也存在显著差异。试验结果可为进一步开发利用信息化学物质有效监测和防治该害虫提供基础资料。

关键词 黄曲条跳甲 ；信息化合物 ；行为测定 ；引诱 ；驱避

中图分类号 S433.5 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.03.019

Abstract There is already evidence showed that the semiochemicals play an important role in regulating insect behaviors， so， using active compound to explore attractants and repellents of insect pests is an important way for Integrated Pest Management （IPM）. In this study， the tropistic responses of adult Phyllotreta striolata to thirteen semichemicals with different concentrations were tested using a Y- tube olfactometer in the laboratory. The results showed that ethanol with the concentration of 10-2， 10-4 and 10-6， linalool with the concentration of 10-2， 10-4 and 10-6， geraniol with the concentration of 10-2， ocimene with the concentration of 10-4， β-caryophyllene with the concentration of 10-6， myrcene with the concentration of 10-6， salicylal with the concentration of 10-6， E-2-hexenal with the concentration of 10-6， and ethyl nicotinate with the concentration of 10-4 and 10-6 exhibited extremely significant attractive effect （p<0.01）， leaf alcohol with the concentration of 10-2 and ethyl nicotinate with the concentration of 10-2 exhibited significant attractive effect （p<0.05）. Whereas leaf alcohol with the concentration of 10-4， 10-6， geraniol with the concentration of 10-6， β-caryophyllene with the concentration of 10-2， myrcene with the concentration of 10-2， salicylal with the concentration of 10-4， and E-2-hexenal with the concentration of 10-2 and 10-4 exhibited extremely significant repellent effect， β-caryophyllene with the concentration of 10-4 exhibited significantly repellent effect. From these results， it's not difficult to understand that different concentrations of the same chemical were significantly influenced the attractiveness to P. striolata. The results of this experiment will facilitate the further study and practical application the semichemicals to monitor and control this insect pest in the field.

Keywords Phyllotreta striolata ； semiochemical ； behavioral test ； attraction ； repellent

黄曲条跳甲[Phyllotreta striolata （Fabricius）]属鞘翅目（Coleoptera）叶甲科（Chrysomelidae），是一种世界性重要害虫，主要为害叶菜类蔬菜，各蔬菜种植地区均有发生，尤其喜食十字花科蔬菜[1]。在我国广泛分布[2]，部分地区已取代小菜蛾[Plutella xylostella （L.）] 而成为十字花科蔬菜的头号害虫[3]。成虫通过咬食造成叶片缺磕，形成孔洞；幼虫则取食蔬菜根部表皮造成损伤，成、幼虫对幼苗的危害最为严重，易造成死苗断垄。另外该虫为害还可传播软腐病，不僅影响产量，更重要的是影响蔬菜的外观品质，降低商品价值[4]。

目前针对黄曲条跳甲严重危害的现状和趋势，植保工作者对该害虫的防治给予了极大的关注。在大量研究生物学、生态学的基础上，探讨了相应的防治技术，通过对文献资料梳理，总结其防治技术主要有：（1）利用斯氏线虫和致病菌防治土壤幼虫或成虫[5-8]；（2）利用黄板或黄板+信息素[9-10]、诱虫灯进行诱杀[11]；（3）防虫网进行物理阻隔[12]；（4）化学农药[13-16]或生物源农药[17-18]防治；（5）间种的自然控制作用[19]。综上所述，黄曲条跳甲虽有多种防治措施，但部分措施或因效果不稳定或因农事操作不适宜等，当前防治仍主要依赖于化学防治，然而在国家大力实施减肥减药节本增效的背景下，亟待研发新型、安全、高效的防控技术。昆虫信息素诱剂可用于害虫测报和防治，是害虫生态控制的一种有效手段，因其专一性和安全性在害虫防控中将发挥更大作用。目前有研究测试了植食提取物或植物精油对黄曲条跳甲的生物活性[20-26]，但关于黄曲条跳甲信息化学物质的活性及其应用鲜见报道。本文通过“Y”型嗅觉行为装置室内测定了13种挥发性化合物对黄曲条跳甲成虫的行为活性，以期为田间利用挥发性化合物有效监测和防治该害虫提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试虫源

黄曲条跳甲成虫采自海口市旧州镇常年蔬菜生产基地，用新鲜上海青（Brassica chinensis L.）菜叶饲养备用，饥饿24 h后用于试验。

1.1.2 供试信息化合物及处理

用于测试的信息化合物共13种，其中包括醇类6种：植物醇（Ethanol）、芳樟醇（Linalool）、橙花醇（Nero）l、叶醇（Leaf alcohol）、β-香茅醇（β-citronellol）、香叶醇（Geraniol）；烯类3种：罗勒烯（Ocimene）、β-石竹烯（β-caryophyllene）、月桂烯（Myrcene）；醛类2种：水杨醛（Salicylal）和反式-2-己烯醛（E-2-hexenal）以及烟酸乙酯（Ethyl nicotinate）和邻二甲苯（O-xylene），均购于Sigma 公司，纯度98% 以上。以无色无味液体石蜡为溶剂配制化合物待测溶液。试验参照陈友铃等[27]的方法，先在2个大小相同的脱脂棉球上分别加入0.1 mL的待测液和液体石蜡试剂，做成化合物诱芯和空白诱芯。所有供试化合物分别用液体石蜡稀释成10-2、10-4和10-6体积比浓度（V/V），溶液现配现用。

1.2 方法

1.2.1 黄曲条跳甲行为活性测定

采用玻璃“Y”型嗅觉行为装置测定，“Y”管两侧臂长均为20 cm，内径1 cm，两臂夹角75°，直管长15 cm。装置组装如下：气泵两孔与干燥塔用硅胶管相连，干燥塔中装入活性炭净化空气，而后依次用硅胶管将干燥塔、洗气瓶、味源瓶、流量计和“Y” 管两臂连接。气流速度为300 mL/min，气流量通过流量计稳定在150 mL/min左右，洗气瓶用以净化和润湿空气，味源瓶分别放置待测化合物诱芯和空白诱芯。为了避免环境光异质性，试验在黑色 KT 板制成的方形箱内进行，箱内“Y”管的正上方放置一个40 W白炽灯以使两测试臂的光强均匀一致。试验在暗室中进行，室温控制在26℃，相对湿度70%～75%。试验时间选择在昆虫活力较强的12：00之前进行。

试验时采用吸虫管将待测黄曲条跳甲成虫逐头引入“Y”管的直管内，待试虫从直管爬出后计时，记录进入两侧臂中的试虫数量。选择判断标准如下：当试虫爬至超过侧臂2/3，即13 cm 以上（事先标记），并持续15 s 以上者，则认为试虫对该臂的挥发物做出了选择；若试虫引入后5 min，仍不做选择者，则结束对该虫的行为观察，记为无效测试。每个处理测试100头试虫（不含无效测试），25头为一个处理，即4次重复。每测定5头更换新的“Y”管，每测试10头调换“Y ”管两臂的方向以及硅胶管，用以消除几何位置和已有气味对试虫行为可能产生的影响。每处理测试完后，用乙醇和蒸馏水清洗“Y”管和味源瓶并放在120℃鼓风干燥箱中烘烤30 min；同时用乙醇和蒸馏水清洗硅胶管，并用吹风机吹干，以消除不同处理间味源的影响。

1.2.2 数据处理与分析

应用SPSS 17.0进行统计分析。通过卡方检验（χ2）中对个案加权处理后，对测试信息化合物与空白对照处理选择的试虫数量进行差异显著性分析，采用 LSD 法对同一信息化合物在不同浓度下对试虫的吸引率（attracted rate，AR）进行显著性多重比较。

2 结果与分析

测试13种信息化合物不同浓度（10-2、10-4、10-6）下黄曲条跳甲成虫的行为反应，如图1所示。卡方检验（χ2）结果表明，除橙花醇、β-香茅醇和邻二甲苯对黄曲条跳甲成虫没有显著活性外，其它测试信息化合物均表现出不同程度的引诱或驱避活性（图1）。其中表现出显著引诱活性的有植物醇（10-2、10-4和10-6）、芳樟醇（10-2、10-4和10-6）、叶醇（10-2）、香叶醇（10-2）、罗勒烯（10-4）、β-石竹烯（10-6）、月桂烯（10-6）、烟酸乙酯（10-2、10-4和10-6）、水杨醛（10-6）、反式-2-己烯醛（10-6）；表现出显著驱避活性的有叶醇（10-4和10-6）、香叶醇（10-6）、β-石竹烯（10-2和10-4）、月桂烯（10-2）、水杨醛（10-4）、反式-2-己烯醛（10-2和10-4）。从数据中不难看出，同一化合物不同浓度间对黄曲条跳甲成虫的行为活性也存在显著性差异，叶醇和香叶醇在高浓度时表现为引诱活性，低浓度时为驱避活性；β-石竹烯、月桂烯和反式-2-己烯醛则相反，即高浓度时表现为驱避活性，低浓度时为引诱活性；另外，罗勒烯则只在中等浓度时表现出活性，高低浓度均无活性；植物醇、芳樟醇和烟酸乙酯则高中低浓度均表现出引诱活性。进一步就同一化合物不同浓度对黄曲条跳甲成虫的吸引作用进行显著性多重比较（表1）也映证了上述结果。综上分析，黄曲条跳甲对信息化学物质具有灵敏的嗅觉行为反应，浓度是影响其活性的重要因素。

3 讨论与结论

植食性昆虫在漫长的进化过程中形成了对寄主植物识别、定位、取食、产卵选择等生命活动特有的化学气味识别机制。信息化学物质作为植物-植食性昆虫-天敌昆虫三重营养关系中的信息纽带，在维持自然界生态平衡中发挥着不可替代的作用[28]。而植物释放的化学物质一方面可以吸引昆虫前来取食，另一方面也可以吸引昆虫的天敌，达到防御的效果。通常植物挥发性物质是指从植物表面散发的一类小分子有机化学物质如烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、有机酸、氰化物以及有机硫化合物等[29]。本文选择的13种测试化合物均分离于植物的挥发物，文献检索表明它们对植食性昆虫均有较好的行为活性。例如，烟酸乙酯、橙花醇、香叶醇、水杨醛等对蓟马害虫有显著的引诱活性[30-33]，芳樟醇对薜荔榕小蜂具有显著的吸引作用[27]，对褐飞虱的活性则随浓度的变化而变化[34-35]，β-石竹烯对棉蚜具有较高毒杀作用[36]。研究表明，对黄曲条跳甲的行为活性除了十字花科特异性释放的异硫氰酸烯丙酯外，还有正己醇、戊醇和顺-3-己烯醇等对十字花科跳甲也有显著的吸引作用[37]。黄金萍等[38]通过研究发现，异胡薄荷醇在高浓度（10 μL/mL）时对黄曲条跳甲成虫具有显著的吸引作用，壬醛在高浓度（10 μL/mL）时则对成虫具有显著的驱避作用，而在低浓度（0.1和1 μL/mL）时则对成虫有一定的吸引作用。从本文测定结果来看，测试的13种信息化学物质除橙花醇、β-香茅醇和邻二甲苯对黄曲条跳甲成虫没有显著活性外，其它均表现出不同程度的引诱或驱避活性（图1），这是对上述结果的有益补充，并为利用信息化学物质开发生防产品提供更大候选资源谱。

在昆虫的生命活动过程中，植物释放的挥发物起到了重要作用，通过组成成分的浓度和比例构成了植物特异的化学指纹图谱[39-40]。本文通过不同浓度梯度试验，获得了单一测试化合物对黄曲条跳甲成虫的引诱和驱避活性。结果表明，植物醇、β-石竹烯、月桂烯、水杨醛和反式-2-己烯醛在低浓度（10-6）条件下的引诱活性显著高于高浓度（10-2），而叶醇和香叶醇则反而反之，罗勒烯则在中间浓度（10-4）时，表现出引诱活性（表1）。然而不同寄主植物挥发物组合和比例差异会对昆虫的引诱效果产生影响，文中数据没有涉及不同单一化合物不同比例组合及浓度配置试验，因而还有待于进一步的深入研究。

最近，黄曲条跳甲雄虫释放的聚集信息素得以成功分离和鉴定，生物活性试验证明化合物（+）-（6R， 7S）-himachala-9， 11-diene和hydroxyketone是其信息素的主要成分[41]，但目前还未被开发出相应的生防产品。但随着黄曲条跳甲聚集信息素化學合成技术的解决，今后通过利用信息素开发成引诱剂来来田间防治该害虫将成为现实。植物性挥发物在调控昆虫行为方面起着重要作用，可以作为昆虫源信息化合物的一种有益补充。因而本研究获得的对黄曲条跳甲具有显著引诱或驱避活性的化合物再通过进一步田间验证试验，将为开发相应的引诱剂和驱避剂并应用于该害虫的监测或防治提供基础信息。

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