斑翅果蝇对寄主果实及其挥发物嗅觉趋性的研究

陈晓旭 王珏 晏文峰 李斌 周倩 郑雅楠

关键词：斑翅果蝇；寄主果实；趋性；挥发物

斑翅果蝇Drosophila suzukii （Matsumura），属于双翅目Diptera环裂亚目Cyclorrhapha果蝇科Drosophilidae果蝇属Dro.sophila，又名铃木氏果蝇，是一种为害树莓Rubus idaeus、蓝莓Vacciniurnuliginosurn、樱桃Prunus pseudocerasus等软皮水果的危险性害虫。辽宁省是我国重要的小浆果种植区，现因斑翅果蝇的大面积为害，水果的质量和产量降低，经济损失严重，亟须科学有效的防治措施。斑翅果蝇取食为害的寄主主要是经济价值较高的软皮水果，且易在表面留下伤口，因此需避免化学农药的大量使用。

采用引诱剂防治害虫是目前应用较多的一种方法，其中利用寄主挥发物研制的植物源引诱剂有着广阔的应用前景。植食性昆虫在很大程度上依赖植物散发的挥发性化学成分进行定向，从而远距离寻找寄主。另外，挥发性化合物还是决定昆虫在寄主植物上降落的关键因素。例如，橘小实蝇Bac-trocera dorsalis （Hendel）的嗅觉试验明确了该害虫对不同寄主果实的气味趋性存在差异。利用斑翅果蝇对寄主果实挥发物的趋性对其进行诱捕能有效防治斑翅果蝇，同时还能减少化学农药的施用。但目前关于斑翅果蝇引诱剂的研究多集中于国外，应用较广泛的有苹果醋、水解蛋白类产品。国内关于其引诱剂的研究较少，有学者研究发现糖醋酒液具有较好的诱捕效果，但同时也存在专一性不高的问题。为明确斑翅果蝇对寄主果实挥发物的趋性，本研究对不同成熟程度的5种寄主果实进行测定并分析其挥发性物质成分，旨在为开发斑翅果蝇植物源引诱剂提供参考。

1材料与方法

1.1斑翅果蝇对不同寄主果实趋性的研究

1.1.1供试虫源

在辽宁省沈阳市法库县马鞍山树莓园（123°22' N，42°30' E）挑选带有斑翅果蝇幼虫的树莓果实带回实验室，分装到养虫盒内后置于养虫笼（25 cm×25 cm×25 cm）内，在温度（25±1）℃，相对湿度（60±5）%，L∥D=16h∥8h条件下继代饲养构建实验室种群。挑选健康的斑翅果蝇雄成虫和待产卵雌成虫进行试验。

1.1.2供试寄主果实

成熟程度不同（分为未熟、成熟、过熟，根据硬度、果皮颜色人工进行判定）的树莓、蓝莓、樱桃、杨梅Morella rubra、草萄Fragaria×ananassa、葡萄鲜果，均购自水果市场。

1.1.3试验方法

斑翅果蝇成虫对不同成熟程度的寄主果实趋性的测定：利用四臂嗅觉仪进行，选择同一种鲜果的3种不同成熟程度果实（未熟、成熟、过熟）各称取20g，分别放入3个味源瓶中，对照组为空白瓶。先将1头供试斑翅果蝇成虫放到测试室内，待四臂嗅觉仪转子流量计均稳定至300mL/min时开始抽气，同时开始计时。若供试成虫在中心区域或在某区域停留>2min，则此次试验结束，统计10min内斑翅果蝇在各个区域停留的时间和次数。每次测定结束后用75%乙醇擦拭其活动区域，每次擦完后将四臂嗅觉仪旋转90°。设置40次重复（雄成虫20次，待产卵的雌成虫20次）。统计各处理组和对照组味源瓶中诱集到的成虫数量，记录斑翅果蝇的活动轨迹，比较成虫对不同成熟程度寄主果实的趋性。

斑翅果蝇成虫对不同种类的寄主果实趋性的测定：方法同上，并根据测定结果选择斑翅果蝇趋性最强的果实成熟度，每种鲜果取20g，筛选出斑翅果蝇趋性最强的果实种类。

1.2斑翅果蝇的寄主果实挥发物成分分析

1.2.1供试寄主果实

根据1.1的研究结果，选择斑翅果蝇趋性较强的寄主果实进行分析测定。

1.2.2供试仪器耗材

供试仪器和耗材包括大气采样仪（Qc-is型，中国北京劳动保护研究所）、气质联用仪（7890A-5975C，Agilent，美国）、色谱纯正己烷、活性炭（20～40目）、聚乙烯袋（558mm×443mm，Reynolds，美国）、Super-Q吸附剂（60～80目）、玻璃管（d=6mm，h=150mm）、圆筒玻璃缸（d=200mm，h=300mm）、TVOC不锈钢采样管（d=6mm，h=150mm）、收集柱（d=5mm，h=80mm）、乙醇（CAS：64-17-5）、苯甲醛（CAS： 100-52-7）、a-蒎烯（CAS： 3856-25-5）、乙酸甲酯（CAS： 79-20-9）、树莓酮（CAS： 5471-51-2），均购自北京百灵威科技有限公司。

1.2.3试验方法

1.2.3.1挥发性化合物的收集

将鲜果洗净后用无色无味的聚乙烯袋包裹，放入玻璃集气瓶内。用硅胶管依次连接大气采样仪的出气口、玻璃管（含有活性炭）、流量计、集气瓶、不锈钢采样管（含有吸附剂）、进气口（进气口的活性炭和变色硅膠用来干燥和过滤空气）（图1）。打开空气泵，流速控制为300mL/min，将集气瓶内原有空气排出后泵入被活性炭纯化的空气，并循环采气。每种鲜果样品收集10h，设置3次重复。收集结束后，用500uL色谱纯正己烷多次清洗吸附柱中的样品，并储存在样品瓶中，瓶口密封，置于冰箱4℃条件下保存，待测。

1.2.3.2挥发性化合物成分分析

本试验采用气相色谱一质谱（GC-MS）检测法分析样品，利用气质联用仪进行。色谱条件：60℃（1min）一4℃/min直至上升到200℃一2000C（2min）一15℃/min直至上升到260℃一260℃（5min）。质谱条件：GC-MS接口温度280℃，无分流比。EI离子源，电力能为70eV，相对分子质量40～600amu范围内进行扫描，全扫描的采集方式，检索谱库为NIST11。

1.2.3.3斑翅果蝇成虫对不同浓度挥发物趋陛的测定

斑翅果蠅成虫将乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯、树莓酮分别稀释为3个浓度（0.1、1、10ug／uL），利用四臂嗅觉仪进行测定，方法同1.1.3。

1.3数据统计与分析方法

利用SPSS 22.0对试验数据进行统计，采用单因素方差分析及LSD多重比较检验差异显著性，显著水平设置为0.05。

2结果与分析

2.1斑翅果蝇对不同寄主果实趋性的研究

2.1.1斑翅果蝇成虫对不同成熟程度的寄主果实的趋性

斑翅果蝇成虫对不同成熟程度寄主果实趋性存在显著差异（P<0.05），其趋性由强至弱为：过熟>成熟>未熟（图2）。6种供试过熟鲜果吸引雌雄成虫数量均超过5头，而未熟的鲜果几乎不吸引雌雄成虫，表明斑翅果蝇更趋向于取食成熟度较高的鲜果。

2.1.2斑翅果蝇成虫对不同种类的寄主果实的趋性

斑翅果蝇成虫对不同种类的寄主果实趋性也存在显著差异（P<0.05），其选择趋性最强的为葡萄，显著高于其他5种供试寄主果实。对其他几种果实的选择性由大到小依次是树莓>杨梅>蓝莓>樱桃>草莓，对草莓的趋性显著低于其他种类的寄主果实（表1）。此外，雌雄成虫对于同种水果的趋性无显著差异。

2.2斑翅果蝇寄主果实的挥发物成分

辽宁地区种植的小浆果种类主要为蓝莓、树莓和樱桃，结合2.1的试验结果趋性最强的寄主果实为葡萄，对这4种供试寄主果实进行了挥发物成分分析。共检测出了35种挥发性化合物，其中葡萄12种、树莓13种、蓝莓10种、樱桃9种（图3，表2）。

葡萄和樱桃的挥发物类型有醇类、酯类和醛类，其中在葡萄中检测出的反式-2-己烯醛的相对含量最高（40.87%），其次是己醛（26.42%）；樱桃中检测出的苯甲醛相对含量最高（27.31%），其次是苯甲醇（21.84%）、乙酸乙酯（20.83%）。树莓中检测出的挥发物类型有醛类、烯类、酮类、醇类、酯类，其中苯甲醛相对含量最高（28.52%），其次是a-蒎烯（21.47%）。蓝莓中检测出的挥发物类型有醇类、酸类、酯类、酚类，其中乙醇相对含量最高（35.12%），其次是1-乙基-1-己醇（22.51%）（表2）。

2.3斑翅果蝇对挥发性物质的趋性

结果表明，挥发物的浓度变化会影响斑翅果蝇的趋性。其中雌雄成虫对乙醇、乙酸甲酯、苯甲醛、a-蒎烯趋性最强的浓度分别为0.1、10、1、1 ug/uL，雌雄成虫对这4种挥发物的浓度趋性一致。但对于树莓酮，雌雄成虫对不同浓度化合物的趋性表现出了明显差异，其中雌成虫对1ug/uL的树莓酮的趋性最强，雄成虫则对10ug/uL的树莓酮的趋性最强（图4）。

3结论与讨论

本研究结果表明，斑翅果蝇成虫对皮薄肉软的果实趋性较强，对不同成熟程度果实均具有趋性，更喜欢在过熟的果实上取食、产卵。之前研究也发现，相较未成熟和半成熟的杨梅，斑翅果蝇对成熟杨梅取食和产卵趋性更强。许多研究都证实了斑翅果蝇取食和产卵更趋向于成熟的、软皮的水果。针对斑翅果蝇取食产卵的特性，对其在成虫期进行防治，主要通过化学诱捕剂进行诱杀。在果园里悬挂诱捕器可以对斑翅果蝇成虫发生开展早期监测，在明确成虫初始羽化时间和发生期后，可持续利用诱捕器对其进行防治。由于幼虫在果实内隐蔽为害，防治难度大，虽然国外也在引进、开发、利用天敌寄生蜂对斑翅果蝇开展生物防治研究，但还处于研究阶段。目前对斑翅果蝇的防治技术主要依靠成虫诱捕技术，结合采收后果实清理等农艺措施。

诱捕防治的核心技术是诱捕剂的研制和开发，对于大多数植食性昆虫，寄主植物所释放的挥发物对昆虫有着重要意义，能够帮助昆虫远距离定位，并调控其取食、产卵、聚集和传播等行为。如各种柑橘类水果或叶子的香气具有增强雄性地中海实蝇Ceratitis capitata交配竞争力的效果；交配后的茶尺蠖Ectropis obliqua对茶果Carn.ellia sinentszs具有较强趋性，且偏好在受害茶果上取食和产卵。本研究中斑翅果蝇对软皮水果的趋性较强，近年来，国内外学者在软皮水果中挥发性化合物方面开展了广泛的研究，发现成熟的软皮水果中释放的主要化合物包括醇类、酯类、醛类、烯类和酮类物质等。本研究中斑翅果蝇对乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯、树莓酮等挥发性化合物均表现出较强趋性，其中乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯是常见的植物挥发物，而树莓酮是树莓中特有的成分。目前本研究仅初步明确了斑翅果蝇对不同浓度的乙醇、苯甲醛、a-蒎烯、乙酸甲酯、树莓酮单一成分的趋性，然而昆虫在自然条件下针对一定比例混合的植物挥发物而不是单个化合物定位寄主植物，具体比例的任何变化都可能导致引诱活性的下降甚至丧失，因此研究挥发物的具体配比也具有重要意义。在未来需进一步探索斑翅果蝇对上述几种挥发性化合物混合组分的趋性，并不断优化配方和比例，进而开发高效的斑翅果蝇植物源引诱剂。