寄主植物物理性状及营养物质对地红蝽寄主选择性的影响

赵 瑞, 牛 越, 王雅丽, 王 美, 赵萌萌, 张晓晨,焦丽亚琳, 韩渊怀, 李 锐,*

(1. 山西农业大学植物保护学院, 山西太谷 030801; 2. 山西农业大学农学院, 山西太谷 030801)

地红蝽Pyrrhocoristibialis属节肢动物门昆虫纲(Insecta)半翅目(Hemiptera)红蝽科(Pyrrhocoridae)，是一种重要的农业植食性害虫，具刺吸式口器，其在国内分布范围甚广，在田间通常刺吸取食种子和植物汁液，寄主范围较广，主要包括有谷子、糜子、玉米、绿豆、大豆等多种植物(刘晨等, 2013)。

植食性昆虫寄主选择行为对于昆虫的行为适应以及存活都极其重要(Fujiwaraetal., 2000; Sequeiraetal., 2001)。植食性昆虫只有找到合适的寄主植物并对寄主植物中化合物做出接受和定居反应才能得以存活并完成其正常的生长发育和种群繁衍(Facknath and Lalljee, 2005)。深入研究植食性昆虫的寄主选择行为，可以通过调控害虫行为以及培育抗虫品种从而减少寄主植物被害虫选择及危害(陆宴辉等, 2008)。

昆虫对不同植物的取食选择主要与植物的理化特性及昆虫感受器有关，同时天敌、选择压力、自然环境等因素也会对其造成一定的影响(Berdegue and Trumble, 1996; 钦俊德, 1996, 2003; Berdeguéetal., 1998)。植物固有的物理特性是昆虫取食植物的首要防御屏障(谢辉等, 2012)。植物表面物理结构直接影响昆虫寄主选择行为，包括叶片的颜色、大小、厚度、叶脉维管束埋深、叶表面茸毛密度及长度等(高俊平等, 2006; 戴小华等, 2011)。研究发现，烟粉虱Bemisiatabaci寄主选择性与辣椒叶片茸毛密度、维管束埋深及颜色有关；棉蚜Aphisgossypii种群趋势指数与黄瓜叶片茸毛密度、维管束埋深、表面蜡质含量存在显著相关性(任佳等, 2014; 何菁等, 2016)。而植物体内的化学物质则是昆虫选择植物的又一障碍，其对昆虫繁育及植物抵御虫害至关重要(朱麟等, 1998)。其中，植物营养因子是较为重要的一部分，其不但能够满足昆虫的生长发育，并且寄主植物营养物质含量也会发生应激变化来抵御昆虫的取食胁迫(卢伟, 2007; 凌梦沁, 2015)。研究发现，南美斑潜蝇Liriomyzahuidobrensis幼虫为害程度与黄瓜叶片可溶性糖和可溶性蛋白质含量呈负相关；绿盲蝽Apolyguslucorum取食葡萄叶片会诱导叶片氨基酸和蛋白质质量分数发生变化(孙兴华等, 2012; 高佳敏等, 2019)。

如今，国内外关于地红蝽对寄主植物取食偏好性方面的研究均未见报道。影响地红蝽与寄主植物间相互关系的因素很多，其中寄主植物的理化因子可能会影响地红蝽的寄主选择，从而导致地红蝽对其造成不同程度的危害。本研究通过田间观察，选取地红蝽在山西农业大学杂粮基地的田间寄主谷子、绿豆、大豆、高粱和玉米这5种寄主植物作为供试植物，测定地红蝽成虫对不同植物叶片的选择性，同时进一步检测地红蝽成虫对植物气味源的趋向反应，综合分析地红蝽成虫的取食选择行为，并将其与寄主植物叶片物理性状和营养物质含量进行相关性分析，以期从寄主理化性状的角度探讨地红蝽寄主选择行为机制，为指导作物抗虫育种提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1供试虫源：地红蝽采集于山西农业大学试验田(37°25′25″N，112°34′47″E，海拔800 m)，带回实验室人工气候箱内在培养皿中单头饲养。在每个直径9 cm的培养皿中一侧边缘放置一小块湿棉球，另一侧放置10粒成熟饱满的苘麻种子。湿棉球每天保持湿润状态，苘麻种子每隔一周换种一次。饲养条件为温度26±1℃、相对湿度60%±5%、光周期14L∶10D。选取发育相同、大小一致的健康活跃的地红蝽3日龄雌成虫作为供试昆虫。

1.1.2供试植物：田间调查发现地红蝽经常活跃于谷子Setariaitalica、高粱Sorghumbicolor、绿豆Vignaradiata、大豆Glycinemax和玉米Zeamays这5种植物的叶片部位，因此选择这5种植物作为供试植物，供试品种分别为晋谷21号、红糯16号、晋绿豆8号、中黄37和双惠87。供试植株采自山西农业大学杂粮基地。

1.1.3试剂及仪器：试验所用试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。MGC-300H人工气候箱，上海一恒科学仪器有限公司；SZX16体式显微镜，日本奥林巴斯；Olymps显微镜，日本奥林巴斯；SP-Max2300A2光吸收型全波长酶标仪，上海闪谱酶联仪；Y型嗅觉仪，将Y型玻璃管(柏奥科学器材公司)、味源瓶、转子流量计、装置蒸馏水的过滤瓶、装置活性炭的过滤瓶和QC-1S型大气采样仪(北京市劳动保护科学研究所)用橡胶管依次连接；空气流速设为350 mL/min；Y型玻璃管，主臂长15 cm，侧臂长25 cm，内径2.0 cm，侧臂夹角75°。

1.2 地红蝽取食选择性的测定

剪取谷子、高粱、绿豆、大豆和玉米植株倒二叶新鲜叶片，用湿棉球包裹住叶片基部以保持对叶片的水分供应，并随机摆放在直径30 cm的圆盘中，在圆盘中心处同时放入30头饥饿处理24 h的地红蝽雌成虫，圆盘上方罩纱布以防止地红蝽逃逸，置于人工气候箱中，温度、湿度及光照设置同1.1节，对地红蝽取食数量的统计按照向玉勇等(2016)及何香(2018)的方法改进，每6 h统计一次各叶片上进行刺吸取食的地红蝽数量，直至24 h结束观察，以明确地红蝽对5种不同种类植物的取食选择性。试验重复5次。

1.3 地红蝽趋性反应测定

采用Y型嗅觉仪进行测定。试验在温度26±1℃、相对湿度60%±5%的室内进行。每种植物作为1组处理，每组分别选取3片2 cm×2 cm新鲜倒二叶叶片作为供试植物气味源。试验共设置16个组合：空气(空白对照)-空气(空白对照)(若无差异，则可进行下一步趋性试验)、谷子-空气(空白对照)、高粱-空气(空白对照)、绿豆-空气(空白对照)、大豆-空气(空白对照)、玉米-空气(空白对照)、谷子-高粱、谷子-绿豆、谷子-大豆、谷子-玉米、高粱-绿豆、高粱-大豆、高粱-玉米、绿豆-大豆、绿豆-玉米和大豆-玉米。测试时将新鲜植物叶片置于味源瓶中，然后通气5 min，使气味充满Y型管道，将饥饿处理24 h的地红蝽雌成虫单头引入Y型嗅觉仪内，观察记录地红蝽雌成虫在10 min内对两臂气味源的选择，当地红蝽雌成虫爬过管臂的1/3处并停留30 s以上时，则视为对该臂气味源作出选择；如果试虫在10 min内没有作选择，则视为无反应。每测试10头试虫后，用无水乙醇清洗Y型嗅觉仪的内、外管壁并用烘箱烘干，并交换Y型嗅觉仪两臂方向，避免气味和方向对地红蝽行为选择的影响，确保测试结果准确。每组试验测试30头地红蝽雌成虫。

1.4 植物叶片物理性状测定

剪取5种植物的新鲜倒二叶叶片，游标卡尺测量叶片的长度和宽度，并计算叶片长宽比；在体式显微镜下观察并计数1 cm×1 cm大小叶片正背面的表皮茸毛数量，并用测微尺测量其表皮茸毛长度。每种植物观察记录10片叶片。

维管束埋深：刀片横切不同植物叶片主叶脉中部，在显微镜下用显微量尺测量不同植物叶片主叶脉维管束的埋深。

叶绿素含量测定：剪取5种植物的新鲜倒二叶叶片，蒸馏水清洗干净后用滤纸吸干表面水汽，然后去掉叶中脉后在避光条件下液氮研磨成粉末，称取0.1 g植物叶片粉末，按照南京建成生物工程研究所植物叶绿素试剂盒说明书进行操作，分别在645和663 nm处读取吸光度值。测定含生物学重复3次。

叶绿素含量计算公式：

叶绿素a含量(mg/g鲜重)=(12.7×A663-2.69×A645)×提取液体积×比色前稀释倍数÷样本质量(g)÷1 000;

叶绿素b含量(mg/g鲜重)=(22.9×A645-4.68×A663)×提取液体积×比色前稀释倍数÷样本质量(g)÷1 000;

叶绿素总含量(mg/g鲜重)=(20.21×A645+8.02×A663)×提取液体积×比色前稀释倍数÷样本质量(g)÷1 000。

1.5 植物叶片营养物质含量测定

1.5.1含水量：植物叶片含水量测定采用常压烘干法。将A4纸编号并在烘箱中干燥后称重为W1，剪取5种植物的新鲜倒二叶叶片置于相对应的纸张中并称重为W2，在烘箱105℃下烘烤30 min后，再在烘箱80℃下烘烤2 h，取出后冷却至室温并称重为W3。含水量、可溶性糖、蛋白质、总氨基酸含量测定均进行3次生物学重复。

含水量计算公式：鲜重含水量(%)=[鲜重(W2-W1)-干重(W3-W1)]÷鲜重(W2-W1)×100%。

1.5.2可溶性糖含量：植物叶片可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法。剪取未被地红蝽取食的各种类植物新鲜倒二叶叶片和被取食后的各种类植物新鲜倒二叶叶片各5 g，蒸馏水清洗干净后用滤纸吸干表面水汽，去掉叶中脉后放置于-80℃超低温冰箱中冷冻保存。按照南京建成生物工程研究所植物可溶性糖试剂盒说明书进行操作，在620 nm处测定吸光度值。计算不同种类植物叶片被取食前后植物可溶性糖变化量。

可溶性糖含量计算公式：

可溶性糖含量(μg/g鲜重)=[(测定OD-空白OD)÷(标准OD-空白OD)]×标准品浓度(100 μg/mL)÷[待测样本鲜重(g)÷匀浆用蒸馏水体积(mL)]×样本测定前稀释倍数。

1.5.3总蛋白质含量：植物叶片总蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法。叶片取样及保存同上。按照南京建成生物工程研究所蛋白(TP)定量测定试剂盒说明书进行操作，在595 nm处测定吸光度值。计算不同种类植物叶片被取食前后总蛋白变化量。

蛋白含量计算公式：

待测样本蛋白含量(g/L)=[(测定OD-空白OD)÷(标准OD-空白OD)]×标准品浓度(g/L)×样本测定前稀释倍数。

1.5.4总氨基酸含量：植物叶片总氨基酸含量测定采用茚三酮显色法。叶片取样及保存同上。按照南京建成生物工程研究所总氨基酸测定试剂盒说明书进行操作，在650 nm处测定吸光度值。计算不同种类植物叶片被取食前后总氨基酸变化量。

总氨基酸含量计算公式：

组织中总氨基酸含量(μmol/mg蛋白)=[(测定OD-空白OD)÷(标准OD-空白OD)]×标准品浓度(g/L)÷待测样本蛋白浓度(mg/mL)。

1.6 数据分析

所得数据采用Excel 2019和SPSS 22.0软件进行统计分析，地红蝽对不同植物的取食选择率、不同植物叶片物理性状(长、宽、长宽比、正背面表皮茸毛密度及长度、维管束埋深和叶绿素含量)及营养物质含量(含水量、总蛋白质含量、可溶性糖含量和总氨基酸含量)、不同植物叶片营养物质含量变化值进行单因素方差分析，并采用Duncan氏新复极差法进行差异显著性检验；地红蝽对不同植物叶片的趋向反应率的差异显著性采用卡方(χ2)检验分析；将不同植物叶片物理性状及营养物质含量所测数据与相应的地红蝽取食选择率进行Pearson相关性分析，并采用ANOVA检验；将地红蝽成虫取食选择性和叶片物理性状及营养物质含量进行通径分析，通过多元回归分析得到的偏回归系数为各指标对取食选择性的直接通径系数，结合各指标间的Pearson相关系数，求得间接通径系数；使用R语言中ggcorrplot软件包进行各指标间相关性热图绘制。

2 结果

2.1 地红蝽成虫对不同寄主植物叶片的取食选择性

地红蝽成虫对5种寄主植物叶片的取食选择率存在显著差异(F4,15=703.112,P=0.000)，取食选择率由高到低依次为谷子>高粱>绿豆=大豆>玉米，对谷子叶片的取食选择率最高(43.47%)，与对其余4种植物叶片的取食选择率间存在显著差异(P<0.05)，对绿豆和大豆叶片的取食选择率差异不显著(P>0.05)，而对玉米叶片的取食选择率最低(5.65%)，与对其余4种植物叶片的取食选择率间存在显著差异(P<0.05)。除了对绿豆和大豆的叶片取食选择率差异不显著(P>0.05)外，对其他植物叶片的取食选择率均存在显著差异(P<0.05)(图1)。

图1 地红蝽成虫对不同寄主植物叶片的取食选择性Fig. 1 Feeding selectivity of Pyrrhocoris tibialisadults to leaves of different host plants柱上不同小写字母代表对不同寄主植物取食选择率差异显著(P<0.05, Duncan氏新复极差检验)。Different lowercase letters above bars represent significant differences in the selection rate of feeding on different host plants (P<0.05, Duncan’s new multiple range test).

2.2 地红蝽成虫对不同寄主植物叶片气味的趋向性

在空气-空气空白对照试验中，地红蝽成虫对两臂的趋向性无显著差异(P=0.797)。 与空气对照相比，地红蝽成虫对谷子(P=0.000)、高粱(P=0.000)、绿豆(P=0.004)和大豆(P=0.019)叶片气味的趋向性较为显著，而对玉米叶片气味的趋向性不显著(P=0.439)。 其中地红蝽成虫对谷子叶片气味的趋向性最强，反应百分率为86.67%；对高粱叶片气味次之，反应百分率为76.67%；对玉米叶片气味的趋向性最弱，反应百分率为53.33%；对绿豆和大豆叶片气味的反应百分率分别为70.00%和66.67%。 5种植物之间，地红蝽成虫对谷子叶片气味的趋向性显著高于对高粱(P=0.019)、绿豆(P=0.001)、大豆(P=0.000)及玉米(P=0.000)叶片气味; 对高粱叶片气味的趋向性显著高于对绿豆(P=0.019)、大豆(P=0.004)及玉米(P=0.000)叶片气味；对绿豆叶片气味的趋向性显著高于对玉米叶片气味(P=0.004)，但与对大豆叶片气味的趋向性差异不显著(P=0.439)；对大豆叶片气味的趋向性显著高于对玉米叶片气味(P=0.019)。 地红蝽成虫对5种植物叶片气味的趋向性大小依次为谷子>高粱>绿豆=大豆>玉米，这与地红蝽成虫对不同植物叶片的取食选择性所测结果相一致(图2)。

图2 地红蝽成虫对不同寄主植物叶片气味的趋向性Fig. 2 Taxis of Pyrrhocoris tibialis adults to the odors from leaves of different host plants图中符号表示两臂间趋性反应百分率的差异显著性(*0.010.05)(Pearson氏卡方检验)。Symbols in the figure indicate the significance of difference in percentage of taxis response between the two arms (*0.010.05)(Pearson’s Chi-square test).

2.3 地红蝽成虫取食选择性与寄主植物叶片物理性状的关系

5种寄主植物叶片长(F4,45=1542.097,P=0.000)、叶片宽(F4,45=329.998,P=0)、叶片长宽比(F4,45=1448.5,P=0.000)、叶片正面表皮茸毛密度(F4,45=4871.84,P=0.000)及长度(F4,125=703.734,P=0.000)、叶片背面表皮茸毛密度(F4,45=96.483,P=0.000)及长度(F4,105=183.504,P=0.000)、叶片维管束埋深(F4,45=441.246,P=0.000)及叶片叶绿素含量(F4,10=7.543,P=0.005)均存在显著差异。其中，玉米叶片长与宽均最大，均显著高于其余4种植物的(P<0.05);绿豆叶片长最小，其与大豆叶片长无显著性差异(P>0.05)，谷子的叶片宽最小。谷子叶片长宽比最大，显著高于其余4种植物的(P<0.05);绿豆的叶片长宽比最小，其与大豆叶片的长宽比无显著性差异(P>0.05)。谷子叶片正面和背面茸毛密度最大，均显著高于其余4种植物的(P<0.05);高粱叶片正面茸毛密度最小;高粱和玉米叶片背面茸毛密度最小，与绿豆和大豆间的叶片背面茸毛密度均无显著性差异(P>0.05)。大豆叶片正面和背面茸毛长度最长，均显著高于其余4种植物的(P<0.05);高粱叶片正面茸毛长度最短，与谷子叶片正面茸毛长度无显著性差异(P>0.05)。高粱和玉米的叶片背面茸毛长度最短，均与谷子叶片背面茸毛长度无显著性差异(P>0.05)。绿豆叶片维管束埋深最深，显著高于其余4种植物的(P<0.05);高粱叶片维管束埋深最浅。大豆叶片叶绿素含量最高，显著高于其余4种植物叶片叶绿素含量(P<0.05)，谷子叶片的叶绿素含量最低(表1)。

相关性分析表明，地红蝽成虫取食选择性与5种植物叶片的叶片长宽比(F1,3=10.426,P=0.048)和背面茸毛密度(F1,3=13.678,P=0.034)呈显著正相关关系，相关系数分别为0.881和0.906；而与5种植物叶片的叶片长(F1,3=0.246,P=0.654)、叶片宽(F1,3=7.215,P=0.075)、正面茸毛密度(F1,3=6.416,P=0.085)、正面茸毛长度(F1,3=0.412,P=0.567)、背面茸毛长度(F1,3=0.341,P=0.600)、维管束埋深(F1,3=0.114,P=0.758)及叶绿素含量(F1,3=1.350,P=0.329)相关性不显著。表明地红蝽成虫趋向选择叶片长宽比较大、叶片背面茸毛较密集的叶片进行取食(图3)。

地红蝽成虫取食选择性和叶片物理性状的通径分析结果表明，不同植物叶片长宽比和叶片反面茸毛密度这2个影响因子与地红蝽取食选择性的简单相关系数分别为0.881和0.906。在这2个影响因子对地红蝽成虫取食选择性(y)的直接影响中，直接作用最大的为叶片背面茸毛密度(x2)，直接通径系数为0.563;叶片长宽比(x1)次之，为0.406。通过分析各个间接通径系数发现，x2通过x1对y的间接通径系数为0.343。x1对y的简单相关系数和直接通径系数均小于x2，其对y的影响要小于x2。表明在这2个影响因子共同作用时，叶片背面茸毛密度是影响地红蝽成虫对不同植物叶片取食选择性的重要决定因子，叶片长宽比次之(表2)。

表2 地红蝽成虫取食选择性和寄主植物叶片物理性状的通径分析Table 2 Path analysis of feeding selectivity of Pyrrhocoris tibialis adults and leaf physical characteristics of host plants

2.4 地红蝽成虫取食选择性与寄主植物叶片营养物质含量的关系

5种植物叶片间的含水量(F4,10=30.386,P=0.000)、取食前总蛋白质含量(F4,10=10.799,P=0.001)、取食后总蛋白质含量(F4,10=34.831,P=0.000)、取食前可溶性糖含量(F4,10=9.08,P=0.002)、取食后可溶性糖含量(F4,10=6.343,P=0.008)和取食后总氨基酸含量(F4,10=7,P=0.006)均存在显著性差异，而取食前总氨基酸含量差异不显著(F4,10=1.725,P=0.221)。其中，谷子叶片含水量最高，显著高于其余4种植物叶片中的(P<0.05);大豆叶片含水量最低。取食前和取食后大豆叶片的总蛋白质含量均最高，均显著高于其余4种植物叶片中的总蛋白质含量(P<0.05)。取食前绿豆叶片的总蛋白质含量最低，其与高粱和玉米叶片中的总蛋白质含量无显著性差异(P>0.05);取食后高粱叶片的总蛋白质含量最低，其与绿豆、大豆和玉米叶片中的总蛋白质含量差异显著(P<0.05)。取食前高粱叶片的可溶性糖含量最高，显著高于绿豆和玉米叶片中的(P<0.05)，但与谷子和大豆叶片中的可溶性糖含量无显著性差异(P>0.05)。取食前玉米叶片的可溶性糖含量最低，其与绿豆叶片中的可溶性糖含量无显著性差异(P>0.05)；取食后大豆叶片的可溶性糖含量最高，显著高于谷子、绿豆和玉米叶片中的(P<0.05)，但与高粱叶片中的可溶性糖含量无显著性差异(P>0.05);取食后玉米叶片的可溶性糖含量最低，其与绿豆和谷子叶片中的可溶性糖含量均无显著性差异(P>0.05)。取食前绿豆叶片的总氨基酸含量最高，显著高于谷子叶片中的(P<0.05)，但与高粱、大豆和玉米叶片中的总氨基酸含量无显著性差异(P>0.05);取食后绿豆叶片的总氨基酸含量最高，显著高于其余4种植物叶片中的(P<0.05);取食后高粱叶片中的总氨基酸含量最低，其与谷子、大豆和玉米叶片中的总氨基酸含量均无显著性差异(P>0.05)(表3)。

表3 地红蝽成虫取食前后不同寄主植物叶片营养物质含量Table 3 Nutrient contents in leaves of different host plants before and after being fed by Pyrrhocoris tibialis adults

5种植物叶片被地红蝽成虫取食后，其可溶性糖含量、总蛋白质含量和总氨基酸含量均发生了不同程度的变化。取食后与取食前营养物质含量相比，总蛋白质含量变化(F4,10=3.673,P=0.043)和总氨基酸含量变化(F4,10=10.239,P=0.001)存在显著性差异，可溶性糖含量变化差异不显著(F4,10=2.489,P=0.110)。其中，大豆和玉米叶片的可溶性糖含量变化最大，分别为取食前的1.406和1.389倍； 而谷子叶片的可溶性糖含量变化最小，为取食前的0.885倍。绿豆和玉米叶片的总蛋白质含量变化最大，分别为取食前的1.189和1.186倍；谷子叶片的总蛋白质含量变化最小，是取食前的0.879倍。 谷子和绿豆叶片的总氨基酸含量变化最大，分别为取食前的1.389和1.238倍，其次为高粱、大豆和玉米叶片中的，分别为取食前的0.781, 0.874和0.962倍(图4)。

图4 地红蝽成虫取食前后寄主植物叶片中营养物质含量的变化Fig. 4 Changes in nutrient contents in leaves of host plantsbefore and after being fed by Pyrrhocoris tibialis adultsA: 可溶性糖含量Soluble sugar content; B: 总蛋白质含量Total protein content; C: 总氨基酸含量Total amino acid content. 柱上不同小写字母代表地红蝽取食前后寄主植物叶片营养物质含量比值差异显著(P<0.05, Duncan氏新复极差检验)。Different lowercase letters above bars represent significant differences in the ratio of nutrient contents in leaves of host plants before and after being fed by P. tibialis (P<0.05, Duncan’s new multiple range test).

相关性分析表明，地红蝽成虫对5种寄主植物叶片取食选择性与叶片含水量呈显著正相关(F1,3=10.755,P=0.046)，相关系数为0.884；与地红蝽成虫取食前后的总蛋白质含量变化(F1,3=28.416,P=0.013)、可溶性糖含量变化(F1,3=15.469,P=0.029)呈显著负相关，相关系数分别为-0.951和-0.915。与地红蝽成虫取食前后的总氨基酸含量变化相关性不显著(F1,3=1.663,P=0.288)。表明地红蝽成虫趋向选择含水量较高、蛋白质和可溶性糖含量变化较小的植物叶片(图3)。

地红蝽成虫的取食选择性和叶片营养物质的通径分析结果表明，不同植物叶片含水量、植物可溶性糖含量变化及总蛋白质含量变化这3个影响因子与地红蝽取食选择性的简单相关系数分别为0.884, -0.915和-0.951。在这3个影响因子中，对地红蝽取食选择性(y)直接作用最大的为总蛋白质含量变化(x3)，含水量(x1)次之，最小的为植物可溶性糖含量变化(x2)。通过分析各个因子间接作用发现，x3通过x1对y的间接作用比x3通过x2对y的大，其间接系数分别为-0.247和-0.074；x1通过x3对y的间接作用比直接作用大，其间接系数为0.483。表明在这3个影响因子共同作用时，总蛋白质含量变化是影响地红蝽对不同植物叶片取食选择性的重要决定因子，含水量次之，植物可溶性糖含量变化影响最小(表4)。

表4 地红蝽成虫取食选择性与其取食后寄主植物叶片营养物质含量变化的通径分析Table 4 Path analysis of the feeding selectivity of Pyrrhocoris tibialis adults and the changesin nutrient contents in leaves of host plants after being fed by this insect

3 讨论

近年来，对于植食性昆虫对寄主植物的取食选择性的研究越来越多，发现昆虫对不同取食寄主表现出不同的取食偏好性(Sharma and Norris, 1991; Fuetal., 2019; 周仙红等, 2019)。本研究中发现，地红蝽对5种寄主植物存在取食选择性差异，取食选择率大小依次为谷子>高粱>绿豆=大豆>玉米，并且地红蝽对这5种植物的趋向性也与其取食选择性结果一致。 这与尹飞等(2019)的研究结果类似，Q型烟粉虱Bemisiatabacibiotype Q对不同寄主取食选择存在差异，且对寄主植物的趋性与其取食选择性结果相一致。

寄主植物叶片表面物理性状可以影响地红蝽的取食选择，地红蝽取食选择率与寄主植物叶片长宽比及背面茸毛密度呈显著正相关，与叶片长、宽、正面茸毛密度、正背面茸毛长度、维管束埋深及叶绿素含量相关性不显著，表明地红蝽偏好取食叶片长宽比和背面茸毛密度较大的叶片。段宇杰等(2020)和卢柏云(2016)的研究也表明昆虫取食选择性与叶片大小有关，与本研究结果一致，原因可能是叶片的大小在一定程度上决定了地红蝽的生存活动范围，既有利于地红蝽的附着和取食，又有利于地红蝽的生长发育和繁殖(李昌盛等, 2007)。同时，研究发现，美洲斑潜蝇Liriomyzasativae和麦长管蚜Sitobionavenae的取食选择性都与叶表面表皮毛密度显著相关(李勇等, 2003; 王雨等, 2014)，与本研究结果类似，其原因可能是地红蝽经过饥饿处理后会想要快速寻找到食物并附着其上进行进食来缓解饥饿，寄主植物叶片背面茸毛密度会影响其附着并且地红蝽会躲避同类、天敌及阳光直射来减少体内营物质消耗，并且由田间试验观察可知地红蝽取食会附着在叶背面(段宇杰等, 2020)。但是，绿盲蝽寄主选择性与棉花叶片中叶绿素含量呈显著正相关；椰心叶甲Brontispalongissimi取食选择性与寄主植物叶片叶绿素含量、维管束埋深呈显著负相关(雒珺瑜等, 2011; 王剑嵩等, 2021)。这与本研究结果不同，原因可能是昆虫种类、口器不同以及取食寄主有差别从而导致结果出现差异(何香, 2018; 刘吉利等, 2021)。

地红蝽对不同植物的取食选择性也受到植物叶片主要营养成分的显著影响，与叶片含水量呈显著正相关，与蛋白质含量、可溶性糖含量变化呈显著负相关，与总氨基酸含量变化无显著相关，这说明地红蝽偏好取食含水量较高、蛋白质和可溶性糖含量变化较低的植物。这与何香(2018)、葛超美等(2018)及马姝岑等(2014)的研究结果类似，灰茶尺蠖Ectropisgrisescens取食选择性与不同品种茶树的叶片含水量呈显著正相关，杜鹃冠网蝽Stephanitispyriodes对不同品种杜鹃花的取食虫口数与叶片可溶性总糖含量及蛋白质含量呈显著负相关，香梨优斑螟Euzopherapyriella幼虫取食选择与不同寄主植物树皮总氨基酸无显著相关。究其原因可能是，寄主植物水分是决定植食性昆虫生理代谢过程及生化反应能否完成的关键因素，寄主植物水分含量会直接影响地红蝽取食苘麻种子这一特殊取食行为的发生，也会间接影响地红蝽与其取食行为有关的一系列生命活动(李艺琼, 2017; 邵钰莹, 2019)。而且，昆虫取食寄主植物会诱导植物产生防御反应，植物所含糖类会进一步转化为酚类、酮类等次生代谢物质对昆虫进行抵御，从而导致寄主植物生长所需的营养物质含量发生变化(凌梦沁, 2015)。由此可知，寄主植物可溶性糖含量变化越小越有利于地红蝽取食。植物蛋白质含量既会影响昆虫的取食速率，还会影响着植物体内次生代谢物质的产生(Fischer and Fiedler, 2000)。同植物糖类变化类似，寄主植物蛋白质含量变化也会影响地红蝽的取食选择。然而，许多研究结果与本研究结果却不一致，刘欢等(2021)研究发现草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda幼虫取食选择性与小麦不同品种叶片总蛋白和可溶性糖含量呈显著正相关；沈嘉程等(2021)研究发现桑天牛Aprionagermari取食选择与寄主植物可溶性糖含量呈正相关，与还原性糖呈负相关，与可溶性蛋白质含量无关。由此说明寄主植物的营养成分种类和含量都会影响植食性昆虫的取食偏好性。

本研究初步探讨了不同寄主植物的叶片物理特性及营养物质2个方面对地红蝽取食选择性的影响，在一定程度上解释了地红蝽寄主选择偏好的原因，为深入研究寄主植物对地红蝽的抗虫机制奠定了基础，后续需要进一步研究寄主植物的次生代谢物质、叶片保护酶以及昆虫解毒酶等其他因素对地红蝽寄主选择性的影响。