3種金龜甲對寄主植物的行為反應研究

鞠 倩， 李 曉， 姜曉靜， 趙志強， 姜玉蘭， 曲明靜*

(1.山東省花生研究所，青島 266100；2. 青島市農業行政執法支隊，青島 266000)

3種金龜甲對寄主植物的行為反應研究

鞠 倩1， 李 曉1， 姜曉靜1， 趙志強1， 姜玉蘭2， 曲明靜1*

(1.山東省花生研究所，青島 266100；2. 青島市農業行政執法支隊，青島 266000)

選取不同寄主植物葉片對暗黑鰓金龜、銅綠麗金龜、大黑鰓金龜的雌雄蟲進行室內嗅覺試驗，結果表明不同植物葉片對上述幾種金龜甲的引誘作用差異較顯著。大黑鰓金龜雌蟲對榆樹的選擇反應率和選擇系數最高，分別為81%和0.61；雄蟲對溝葉結縷草趨向較強，選擇反應率和選擇系數為93%和0.85。榆樹對暗黑鰓金龜雌蟲的引誘效果顯著，其選擇反應率和選擇系數達到80%和0.59；雄蟲對桑樹有強趨性，選擇反應率和選擇系數分別高達87%和0.74。女貞對銅綠麗金龜雌雄蟲均有好的引誘活性，雌蟲選擇反應率和選擇系數達到79%和0.58，雄蟲分別為72%和0.44。以上寄主植物對金龜甲誘集作用的研究不僅對現階段農田防治金龜甲有重要指導意義，而且還可為金龜甲生防植物的選擇及食誘劑的研制和開發提供知識儲備。

金龜甲； 寄主植物； 嗅覺反應； 食誘劑

植物源揮發物和信息素是昆蟲的重要信息物質，兩者協同作用以調節昆蟲的行為活動。用昆蟲食誘劑防治害蟲是近年發展起來的一種治蟲新技術，具有高效、靈敏、無毒、選擇性強、不傷天敵、不污染環境等優點，國內外對這種新技術的研究和開發都很重視[1]。金龜甲是鞘翅目金龜科(Scarabaeidae)的通稱。其幼蟲蠐螬常為害植物種子、幼苗及根莖，輕則缺苗斷壟，重則毀種絕收，是我國地下害蟲中種類最多、分布最廣、為害最重的一大類群，也是國內外公認的較難防治的一類害蟲[2]。日本麗金龜(Popilliajaponica)食誘劑的研究是目前金龜甲食誘劑研究最成功的例證。自1916年在美國新澤西州發現日本麗金龜后，人們就對日本麗金龜食誘劑進行了研究。通過多次變更優化，Ladd最終證實了丁酸苯乙酯+丁香酚+香葉醇3∶7∶3三元混合物對日本麗金龜具有高引誘活性，目前此混合物作為日本麗金龜的引誘劑已商品化[3-4]。有報道稱蒲公英(Taraxacumofficinale)中的順-3-丙烯醇乙酸酯、苯甲醛、苯乙醛、芐醇、苯乙醇、苯基乙腈、苯甲酸苯酯對扁綠麗金龜具有明顯引誘作用，上述幾種物質以4∶8∶14∶3∶5∶19∶11的比例混合后可提高誘捕量[5]。

我國已經記載的金龜甲種類有1 800余種，常見的約30種，分布較廣、危害較重的主要有十余種，其中大黑鰓金龜(HolotrichiaoblitaFaldermann)、暗黑鰓金龜(H.parallelaMotschulsky)、銅綠麗金龜(AnomalacorpulentaMotschulsky)為金龜甲優勢種[6]。這3種金龜甲遍及北方各地及至南方多個省和自治區，均為植食性昆蟲，寄主范圍很廣，常為害多種農作物、林木和果樹等，給農林生產造成巨大損失[7]。其中大黑鰓金龜常為害草坪、垂柳和榆樹等，暗黑鰓金龜喜食榆樹、桑樹等林木的葉片，銅綠麗金龜一般在濕潤的果林區盛發，喜食多種林木和作物的葉片，尤嗜食蘋果葉片，重時食光葉片僅留葉柄。因此對以上3種金龜甲的防治具有重要的意義。本研究選取三大優勢金龜甲常群集取食的林木或作物葉片，利用Y型嗅覺儀測定了3種金龜甲對寄主植物葉片提取物的嗅覺反應，旨在尋找對試蟲有較強引誘活性的植物，為后續金龜甲生防植物及食誘劑的開發提供基礎。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲及試驗材料

試蟲采自青島萊西望城山東花生研究所試驗基地，按雌雄分開放在有透氣孔的周轉箱內以新鮮榆樹葉喂養，箱內土壤濕度為18%～20%，室內溫度(27±1)℃。

試驗用新鮮葉片均采自青島萊西望城山東花生研究所實驗基地及周邊樹林和果園，樹葉用清水洗凈備用。用于試蟲引誘試驗的植物有以下幾種：垂柳、溝葉結縷草、榆樹、國槐、毛白楊、梧桐、女貞、小葉黃楊、桑樹、梨樹、蘋果樹。

1.2 嗅覺反應

取新鮮試蟲饑餓24 h后進行試驗。將“Y”型嗅覺儀置于暗室，溫度(27±1)℃，調節空氣流量500 mL/min。寄主植物葉片用少許甲醇研磨成汁液，取10 μL浸濕濾紙條后放入嗅覺儀的一側樣品管臂內；另一側臂為甲醇對照。每組接入活性強的金龜甲10頭，8 min后檢查記錄兩側臂內試蟲的數量(反應標準為金龜甲沿嗅覺儀主臂柄端爬行或者飛行到兩臂交界處，并選擇一臂進入超過5 cm，并停留1 min即確定為做出選擇；若只停留在交接處而未做選擇的昆蟲則視為無反應)。丙酮沖洗嗅覺儀管道，樣品組與對照組互換位置，設3次重復。試驗結果按下式計算反應率、選擇反應率和選擇系數[8]。

反應率(%)=[ (味源管中蟲數+ 對照管中蟲數)/測試總蟲數]×100;

選擇反應率(%)=[味源管中蟲數/(味源管中蟲數+ 對照管中蟲數) ]×100;

選擇系數=(味源管中蟲數-對照管中蟲數)/(味源管中蟲數+ 對照管中蟲數)。

“Y”型嗅覺儀由以下幾部分組成：ACO-006型電磁式空氣壓縮機(廣東省日生集團有限公司生產)、活性炭空氣凈化裝置、LZB-4型玻璃轉子流量計(常州雙環熱工儀表有限公司生產)，250 mL特氏多孔濾瓶(內裝水)、三通管、Y型嗅覺儀(兩臂長12 cm，基管長20 cm，兩臂夾角45°，管徑3.5 cm)。

1.3 數據分析

使用SPSS15.0軟件對數據進行計算分析，多重比較采用Duncan新復極差法。

2 結果

2.1 大黑鰓金龜對寄主植物的行為反應

本試驗各試蟲的反應率均在80%以上，且各處理間沒有顯著性差異，說明試蟲健康，對嗅覺試驗反應良好，試驗結果可靠。從選擇反應率來看，各寄主植物對暗黑鰓金龜雌雄蟲的引誘效果較好，且各處理的選擇系數都大于0，說明試蟲對味源物質均有正趨性(表1)。

表1大黑鰓金龜對寄主植物的行為反應1)

Table1BehavioralresponsesofHolotrichiaoblitatohostplants

1) 表中數據為平均數±標準誤。同列數據后不同字母表示經Duncan氏新復極差法檢驗在P<0.05水平差異顯著。
Data in the table are mean±SE. Different letters in the same column indicate significant difference atP<0.05 level by Duncan’s new multiple range test.

對大黑鰓金龜雌蟲來說，榆樹和溝葉結縷草對其引誘效果顯著，兩者的選擇反應率和選擇系數一致，分別為(81±17)%和0.61±0.35。雌蟲對毛白楊葉片提取物表現出最低趨性，選擇反應率和選擇系數低至(52±3)%和0.04±0.06。雄蟲則表現出與雌蟲相似的寄主植物趨向性，即雄蟲同樣對溝葉結縷草提取物的趨向最強，選擇反應率和選擇系數分別為(93±7)%和0.85±0.13。與雌蟲不同，雄蟲對榆樹趨性較低，但卻對垂柳表現出高趨性，選擇反應率和選擇系數分別為(92±7)%和0.84±0.14(表1)。

2.2 暗黑鰓金龜對寄主植物的行為反應

本試驗各試蟲的反應率均在80%以上，且各處理間沒有顯著性差異，說明試蟲健康，對嗅覺試驗反應良好。從選擇反應率來看，各寄主植物對暗黑鰓金龜雌雄蟲的引誘效果較好，且各處理的選擇系數都大于0，說明試蟲對味源物質均有正趨性(表2)。

表2暗黑鰓金龜對寄主植物的行為反應1)

Table2BehavioralresponseofHolotrichiaparallelatohostplants

寄主植物Hostplant雌Female反應率/%Responserate選擇反應率/%Selectiveresponserate選擇系數Selectioncoefficient雄Male反應率/%Responserate選擇反應率/%Selectiveresponserate選擇系數Selectioncoefficient女貞Ligustrumlucidum(87±6)a(79±6)a(0．57±0．12)a(83±15)a(60±6)c(0．19±0．12)c小葉黃楊Buxussinica(80±10)a(61±11)b(0．23±0．21)b(83±58)a(68±2)b(0．36±0．06)b榆樹Ulmuspumila(80±10)a(80±6)a(0．59±0．11)a(87±58)a(74±2)b(0．48±0．04)b國槐Sophorajaponica(83±6)a(48±9)b(0．15±0．18)b(87±12)a(46±7)d(0．08±0．14)d毛白楊Populustomentosa(83±6)a(80±8)a(0．60±0．15)a(80±12)a(67±4)bc(0．34±0．09)bc桑樹Morusalba(87±6)a(54±3)b(0．07±0．06)b(80±96)a(87±1)a(0．74±0．02)a

1) 表中數據為平均數±標準誤。同列數據后不同字母表示經Duncan氏新復極差法檢驗在P<0.05水平差異顯著。
Data in the table are mean±SE. Different letters in the same column indicate significant difference atP<0.05 level by Duncan’s new multiple range test.

對暗黑鰓金龜雌蟲來說，榆樹、毛白楊、女貞對其引誘效果顯著，以榆樹葉片提取物為例：選擇反應率和選擇系數分別達到(80±6)%和0.59±0.11。雄蟲則表現出明顯不同于雌蟲的寄主植物趨向性。從選擇反應率和反應系數來看，雄蟲對桑樹葉片提取物的有強趨性，選擇反應率和選擇系數分別高達(87±1)%和0.74±0.02(表2)。

2.3 銅綠麗金龜對寄主植物的行為反應

本試驗各試蟲的反應率均在80%以上，且各處理間沒有顯著性差異，說明試蟲健康，對嗅覺試驗反應良好。從選擇反應率來看，各寄主植物對銅綠麗金龜雌雄蟲的引誘效果較好，且各處理的選擇系數都大于0，說明試蟲對味源物質均有正趨性(表3)。

表3銅綠麗金龜對寄主植物的行為反應1)

Table3BehavioralresponseofAnomalacorpulentatohostplants

寄主植物Hostplant雌Female反應率/%Responserate選擇反應率/%Selectiveresponserate選擇系數Selectioncoefficient雄Male反應率/%Responserate選擇反應率/%Selectiveresponserate選擇系數Selectioncoefficient女貞Ligustrumlucidum(80±0)a (79±8)a(0．58±0．14)a(83±6)a(72±5)a(0．44±0．10)a小葉黃楊Buxussinica(83±58)a(64±2)c(0．28±0．05)c(87±6)a(54±3)b(0．07±0．06)ab榆樹Ulmuspumila(83±58)a(68±6)b(0．36±0．13)b(83±6)a(56±7)ab(0．12±0．13)ab國槐Sophorajaponica(80±0)a (54±8)c(0．08±0．14)c(80±0)a(71±7)a (0．42±0．14)a梨樹Pyrussorotina(87±58)a(54±3)c(0．07±0．06)c(80±0)a (58±14)ab(0．17±0．29)ab蘋果樹Maluspumila(87±58)a(73±6)ab(0．46±0．12)ab(83±6)a(44±10)b(0．11±0．19)b

1) 表中數據為平均數±標準誤。同列數據后不同字母表示經Duncan氏新復極差法檢驗在P<0.05水平差異顯著。
Data in the table are mean±SE. Different letters in the same column indicate significant difference atP<0.05 level by Duncan’s new multiple range test.

對銅綠麗金龜雌蟲來說，蘋果樹和女貞的葉片提取物對其的選擇反應率和選擇系數較高，引誘效果顯著，其中對女貞葉片提取物的選擇反應率和選擇系數最高，達到(79±8)%和0.58±0.14。雌蟲對國槐和梨樹表現出最差趨性，兩者的選擇系數和選擇反應率相當，其中對梨樹的選擇反應率和選擇系數分別為(54±3)%和0.07±0.06。雄蟲則表現出與雌蟲相似的寄主植物趨向性。從選擇反應率和選擇系數來看，雄蟲同樣對女貞葉片提取物的趨向最強，選擇反應率和選擇系數分別為(72±5)%和0.44±0.10。但與雌蟲不同，雄蟲對國槐也表現出高趨性，選擇反應率和選擇系數分別為(71±7)%和0.42±0.14。銅綠麗金龜對蘋果樹葉片提取液的趨性最低，選擇反應率和選擇系數分別為(44±10)%和0.11±0.19(表3)。

3 討論

金龜甲的寄主范圍較廣，食性復雜[10]，可以為害棉花、玉米、花生、麥類、蔬菜、果樹、林木、草坪、花卉等多種作物。本研究選取試蟲常群集為害的林木、花卉、草坪及作物葉片，利用Y型嗅覺儀開展3種金龜甲對寄主植物葉片提取物的行為反應研究。研究結果表明金龜甲對不同寄主植物的趨向反應存在明顯差異，如溝葉結縷草對大黑鰓金龜的引誘效果最好，榆樹與桑樹對暗黑鰓金龜雌雄蟲誘集最明顯，女貞可更好地引誘銅綠麗金龜等，上述結果與田間觀察的金龜子寄主植物偏好性基本一致。

探明寄主植物對金龜甲的誘集作用不僅對現階段農田防治金龜甲成蟲有重要指導意義，而且還可為行為調控劑的研制、生防植物的開發提供知識儲備[9]。利用喜食的寄主植物引誘金龜甲成蟲然后集中殺滅，是田間防治金龜甲的一種既簡單又有效可行的方法。本文的研究結果為人們在生產實踐中利用寄主植物防治金龜甲提供了指導，如：可在花生田周圍栽種桑樹、榆樹、毛白楊等林木以大量誘集暗黑鰓金龜等。利用生防植物防治害蟲是一種害蟲防治新手段，對寄主植物誘集作用的探索也可為下一步金龜甲生防植物的選擇奠定基礎。同時，該研究可為植物引誘劑的開發提供一定的知識儲備?？傮w來看，溝葉結縷草和女貞分別對大黑鰓金龜和銅綠麗金龜的雌雄蟲有良好的誘集作用，因此，我們可以在后續試驗中選擇前兩者作為研究對象，并對其成分進行分析，從而確定可以引誘相應試蟲的有效成分。目前對大黑鰓金龜和銅綠麗金龜性誘劑組分的研究多有報道，但一直未有有效的引誘劑面世[11-12]。我們對大黑鰓金龜和銅綠麗金龜的有效寄主植物的發現可能會彌補上述兩種試蟲引誘劑的研究空白。雖然暗黑鰓金龜性誘劑在大田試驗中取得了良好的誘蟲效果[13]，但其對所引誘試蟲性別有較大的局限性；而且由于暗黑鰓金龜的交配時間短暫(平均每次出土交配時間在0.5～1 h)，此特性極大地限制了性誘劑的使用時間，大大地減少了誘蟲量。而食誘劑則可以克服暗黑鰓金龜性誘劑對試蟲引誘效果的性別限制，同時增加誘劑的引誘時間。因此，我們通過寄主植物誘蟲效果的研究，以期可以找到有效的食誘劑組分。研究發現暗黑鰓金龜雌雄蟲對寄主植物的趨性大小是有差異的，雄蟲對桑葉有較強的趨性，但雌蟲的行為反應卻與雄蟲相反，即雌蟲對榆樹、毛白楊和女貞的葉片表現出顯著高于桑葉的趨向性，我們推測這幾種林木葉片中的某種或某幾種化學組分與雌蟲的產卵行為相關，此結果值得我們進一步進行深入研究。

以上結果為后續的金龜甲食誘劑研究提供了重要參考，但有研究報道稱，植物揮發物質極易受到本身或外界多種因素的影響，例如植物的種類、品系、發育時期、蟲害損傷與機械損傷等[12]。因此，有關寄主植物對暗黑鰓金龜引誘活性的研究還需進一步細化，從而尋找更多可對此類害蟲起到引誘作用的有效因子。

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Behavioralresponsesofthreescarabbeetlestohostplants

Ju Qian1, Li Xiao1, Jiang Xiaojing1, Zhao Zhiqiang1, Jiang Yulan2, Qu Mingjing1

(1.ShandongInstituteofPeanut,Qingdao266100,China； 2.QingdaoEnforcementTeamofAgriculturalAdministrativeLaws,Qingdao266000,China)

The olfactory responses of three beetles to different host plants were evaluated by Y-shaped olfactometer under laboratory conditions. Female adults ofH.oblitahad the highest response rate (RR) and selection coefficient (SC) to elm, which was 81% and 0.61, respectively; for males, the RR and SC of turf grass were 93% and 0.85, respectively. The RR and SC ofH.parallelafemale adults to elm were 80% and 0.59, respectively, and the RR and SC of males to mulberry were 87% and 0.74, respectively. The RR and SC ofA.corpulentato Chinese glossy privet was 79% and 0.58 for females, and 72% and 0.44 for males, respectively. The results may serve as a basis for developing food attractants of beetles.

scarab; host plant; olfactory response; food attractant

2013-09-27

：2013-11-12

國家花生產業技術體系(CARS-14);青島市公共領域科技支撐計劃(11-2-3-27-nsh)；山東省優秀中青年科學家科研獎勵基金(BS2010NY022)；農業科技成果轉化資金項目(2013GB2C620547)

S 433.5

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.04.014

* 通信作者 E-mail: jjswlg@163.com