黄胸蓟马对不同花卉挥发物的行为反应初探

曹 宇，孟永禄，杨 红，李 军，张国洲，王亚维，李 灿

(贵州省山地珍稀动物与经济昆虫重点实验室/贵阳学院 生物与环境工程学院，贵州 贵阳 550005)

黄胸蓟马 (Thripshawaiiensis，Thysanoptera:Thripidae)，又名香蕉花蓟马、夏威夷蓟马[1]，隶属于缨翅目锯尾亚目蓟马科，是一种重要的栖花害虫。黄胸蓟马起源于环太平洋地区[2]，主要分布于亚洲热带、亚热带和北美南部，在日本、马来西亚、中国等亚洲国家频繁危害[3-5]。随着该虫的扩散，其在法国、西班牙、土耳其等欧洲地区也相继被报道[6-8]。

黄胸蓟马寄主广泛，是香蕉、芒果、蔬菜及花卉植物上的常见害虫[9-10]，该虫具有较强的扩散能力、适生性和繁殖力，是一种潜在的危险性害虫[3,11]。国内外学者围绕该虫的生长发育及繁殖开展一些研究[3,11-13]，发现其世代重叠严重、周期短、繁殖力强，化学防治是最有效的控制策略[14]，但该虫抗药性问题需要引起关注[14-16]。

目前，国内外关于黄胸蓟马发生、危害的研究较少，花卉寄主上的相关报道更是缺乏。黄胸蓟马在贵州不同花卉植物、花期蔬菜上均有危害[17-18]，且危害程度因寄主种类而不同。花卉产业在我国及贵州省都具有重要的经济地位，其商业价值涉及贸易出口等，因此，花卉上该虫的防治不可能依赖化学药剂，但要实现花卉植物上黄胸蓟马的绿色可持续控制，需进一步掌握其基础生物学、生态学等特性。

植物花香对蓟马的寄主选择具有重要影响，不同植物的挥发物对不同类型蓟马的吸引力不同[19-21]。为此，以洋桔梗(Eustomagrandiflorum)、杜鹃(Rhododendronsimsii)、百合(Liliumbrownii)和菊花(Dendranthemamorifolium)4种黄胸蓟马不同嗜食性的花卉寄主为研究对象，测定了黄胸蓟马对4种花卉挥发物的行为反应，并进一步分析4种花卉挥发物的成分及含量，为探讨黄胸蓟马对花卉危害不同的原因及其寄主选择机制、蓟马引诱剂/忌避剂的研发等提供基础数据。

1 材料和方法

1.1 供试虫源

黄胸蓟马采自贵阳地区各类花卉植物上，带回实验室在人工气候室以茶花粉+10%蜂蜜饲养3代后作为试验虫源[22]。昆虫饲养在人工气候箱(RXZ系列多段可编程智能人工气候箱，RTOP-Y系列)中，试验条件为温度(25±1)℃、湿度(70±5)%、光周期14L∶10D。

1.2 供试寄主

洋桔梗、杜鹃、百合和菊花种植于贵阳学院生物与环境工程学院的苗圃基地，生长期间使用防虫网覆盖，避免害虫危害，且不喷洒农药。选取花蕾期的植物花瓣进行试验。

1.3 试验方法

1.3.1 黄胸蓟马对不同花挥发物的嗅觉反应测定

1.3.1.1 Y型嗅觉仪测定 采用实验室前期研究方法[23-24]，以海利ACO-5504空气泵(广东海利有限公司)为动力，空气流经活性炭和蒸馏水被过滤与加湿后，分为流速(300 mL/min)相同的2股气流分别流经待测气味源，2股气流汇集于主臂后进入大气中。为了避免因周围光强不均匀影响黄胸蓟马的选择行为，在Y型管正上方放置 1 个荧光灯管(15 W)使两侧管臂的光强一致。味源处理：(1)4种花卉分别与空气(CK)的对比；(2)4种花卉相互之间的对比。分别对黄胸蓟马雌、雄成虫进行测定。

1.3.1.2 四臂嗅觉仪测定 采用四臂嗅觉仪法[25]，四臂嗅觉仪由无色有机玻璃制成，昆虫活动室直径15 cm(QFM6-150，上海乔枫实业有限公司生产)。每臂的气流量通过气体流量计控制在300 mL/min，测试时间为 8:00—16:00，各味源瓶分别盛放各寄主花瓣(20 g)，另一臂通入洁净空气作为对照(CK)。每组味源测试80头黄胸蓟马(雌成虫)，重复3 次。每组测试20 min，记录成虫对每种味源的选择虫数和不选择虫数。每测试一组后，用无水乙醇擦拭嗅觉仪内、外，烘干后再测试下一组。同时每测试一组后，转动嗅觉仪，与各味源瓶和对照瓶重新连接，避免味源位置影响蓟马的选择。味源组合如表1。

表1 供试味源组合Tab.1 Different groups of odors for test

1.3.2 花卉挥发物的成分及含量分析 样品分析在贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室进行。采用手动固相微萃取装置进行样品萃取，取花卉样品约5 g，剪碎成长宽约0.5 cm大小，置于10 mL固相微萃取仪采样瓶中，插入装有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头(美国Supelco公司)的手动进样器，在85 ℃左右顶空萃取30 min取出，快速移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口(温度250 ℃)中，热解析3 min进样。

利用HP6890/5975C GC/MS联用仪(美国安捷伦公司)分析样品，分析条件：色谱柱为弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，涂覆有5%苯基、95%甲基聚硅烷醚的固定相(ZB-5MSI 5% Phenyl-95% Dimethylpolysiloxane)，柱温40 ℃(保留2 min)，以4 ℃/min升温至250 ℃，保持1 min；汽化室温度250 ℃；载气为高纯He (99.999%)；柱前压7.60 psi，载气流量1.0 mL/min；不分流进样；溶剂延迟时间1.3 min。离子源为EI源；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 μA；倍增器电压1 321 V；接口温度280 ℃；质量范围20～450 amu。总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及核对Nist 2008和Wiley 275标准质谱图，确定各样品的挥发性化学成分，用峰面积归一化法确定各化学成分的相对含量。

1.4 数据处理

试验数据用SPSS 18.0进行处理,Y型嗅觉测试结果采用χ2检验进行差异显著性分析，四臂嗅觉测试结果采用Tukey’s多重比较检验进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 黄胸蓟马对花卉挥发物的嗅觉反应

2.1.1 Y型嗅觉仪测定结果 与空气进行对比，黄胸蓟马雌虫显著偏好于洋桔梗(χ2=8.96,df=1,P<0.01)、杜鹃(χ2=6.00,df=1,P=0.01)、百合(χ2=5.26,df=1,P=0.02)和菊花(χ2=4.25,df=1,P=0.04)，其中对洋桔梗的偏好性达到极显著程度(表2)。在4种花的相互对比中，黄胸蓟马雌虫也表现出显著的偏好性，其对洋桔梗的偏好强于杜鹃(χ2=4.09,df=1,P=0.04)，也强于百合(χ2=5.07,df=1,P=0.02)和菊花(χ2=5.67,df=1,P=0.02)；对杜鹃的偏好性强于百合(χ2=4.41,df=1,P=0.03)和菊花(χ2=5.12,df=1,P=0.02)；对百合的偏好性强于菊花(χ2=4.57,df=1,P=0.03)。

表2 Y型嗅觉仪测定黄胸蓟马雌虫行为反应结果

与雌虫类似，黄胸蓟马雄虫对洋桔梗(χ2=5.26,df=1,P=0.02)、杜鹃(χ2=5.07,df=1,P=0.02)、百合(χ2=4.74,df=1,P=0.03)和菊花(χ2=3.95,df=1,P=0.04)挥发物的偏好性也均显著强于空气(表3)。然而在不同寄主的相互比较中，黄胸蓟马雄虫未表现出显著偏好性，因此，后续试验中仅用四臂嗅觉仪测定了黄胸蓟马雌虫的行为反应。

表3 Y型嗅觉仪测定黄胸蓟马雄虫行为反应结果Tab.3 Behavioral responses of male T.hawaiiensis tested in a Y-tube olfactometer

2.1.2 四臂嗅觉仪测定结果 四臂嗅觉仪测定表明，黄胸蓟马雌虫对4种花的挥发物具有不同的偏好性(图1)。4组测定结果分别表明，黄胸蓟马对不同花卉挥发物的偏好性为：1)洋桔梗(36.00头)>杜鹃(22.67头)>百合(13.33头)；2)洋桔梗(37.00头)>杜鹃(24.67头)>菊花(12.00头)；3)洋桔梗(41.00头)>百合(19.00头)>菊花(11.33头)；4)杜鹃(33.33头)>百合(23.33头)>菊花(15.00头)。因此，综合得出黄胸蓟马雌虫对4种花卉挥发物的偏好性为洋桔梗>杜鹃>百合>菊花。

不同小写字母表示黄胸蓟马的选择差异达显著水平(Tukey’s多重比较检验，P<0.05)

2.2 花卉挥发物的成分及含量

GC-MS分析表明，4种花卉的挥发物在化合物种类及含量上存在较大差异(表4)。洋桔梗上共检测到38种化合物，其中2-丁烯醛含量最高，为47.06%；其次为3-己烯-1-醇(13.16%)。杜鹃上共检测到56种化合物，其中壬醛含量最高，为15.21%；其次为1-辛烯-3-醇(12.54%)和芳樟醇(10.09%)。百合上共检测到42种化合物，其中反-β-罗勒烯含量最高，为25.16%；其次为苯甲酸苄酯(18.89%)和L-芳樟醇(9.89%)。菊花上共检测到44种化合物，其中菊油环酮含量最高，为30.50%。

表4 4种花挥发物的成分及含量

续表4 4种花挥发物的成分及含量

续表4 4种花挥发物的成分及含量

续表4 4种花挥发物的成分及含量

续表4 4种花挥发物的成分及含量

3 结论与讨论

寄主挥发物在昆虫寄主定位、产卵场所寻找的过程中有着重要作用[26-27]。因此，本研究中,在与空气对比时，4种花卉的挥发物对黄胸蓟马具有显著的吸引力，可能是导致黄胸蓟马偏好在寄主花朵上取食、产卵等的重要原因[3,9]。4种花卉相互对比时，黄胸蓟马表现出不同的偏好性，因此，田间不同寄主上不同的黄胸蓟马种群数量可能与寄主挥发物不同的吸引力相关，进而造成不同的危害程度[17-18]。

自然界中，植食性昆虫能够利用植物挥发物的差异定位较为适宜的寄主[27-28]。本研究中Y型、四壁嗅觉仪测定结果均表明，黄胸蓟马雌虫对4种花卉的偏好性为洋桔梗>杜鹃>百合>菊花，这可能与不同花卉独特的花香化合物有关。GC-MS测定结果表明，4种花卉挥发物的化合物种类及含量差异较大，洋桔梗上含量较高的2-丁烯醛、杜鹃上含量较高的壬醛、百合上含量较高的反-β-罗勒烯及菊花上含量较高的菊油环酮，是否是影响黄胸蓟马行为反应的生物活性物质，尚需通过触角电位(EAG)及田间诱集测试进一步验证。当然，昆虫的行为反应并不一定是受单一化合物的影响，也可能由特定比例的多种化合物共同作用[29-30]。因此，根据本研究对4种花卉挥发物的成分及含量分析，筛选黄胸蓟马引诱/忌避剂用于田间防治，尚需开展较多工作。

一般认为，植食性昆虫的雌虫更能有效感应来自寄主释放的化学信息，找到更适宜的寄主[31]，前期研究表明，西花蓟马雌虫对寄主味源的敏感程度显著强于雄虫[23]。同样，本研究在黄胸蓟马上也有相似的发现，进而在四臂嗅觉仪测定时仅观察了雌成虫的行为反应。另外，深入探讨蓟马—寄主植物挥发物—天敌的相互吸引关系，对于建立可持续的蓟马生态控制系统具有深远意义[32-33]。