信息化學物質對黃曲條跳甲的行為活性研究

唐良德 黃文楓

摘 要 信息化學物質在調控昆蟲行為方面起著重要作用，應用活性化學物質開發害蟲引誘劑和驅避劑是實現害蟲防治的重要途徑。采用“Y”型嗅覺裝置測定了13種信息化學物質及其不同濃度（V/V）對黃曲條跳甲[Phyllotreta striolata （Fabricius）]成蟲的行為趨性反應，結果表明，黃曲條跳甲對植物醇、芳樟醇、10-2香葉醇、10-4羅勒烯、10-6β-石竹烯、10-6月桂烯、10-6水楊醛、10-6反式-2-己烯醛、10-4煙酸乙酯、10-6煙酸乙酯具有極顯著的趨向反應（p<0.01），對10-2葉醇、10-2煙酸乙酯具有顯著的趨向反應（p<0.05）；反之，對10-4葉醇、10-6葉醇、10-6香葉醇、10-2β-石竹烯、10-2月桂烯、10-4水楊醛、10-2和10-4反式-2-己烯醛具有極顯著的驅避反應，對10-4β-石竹烯表現出顯著的驅避反應。不同濃度同一化合物對黃曲條跳甲的吸引作用也存在顯著差異。試驗結果可為進一步開發利用信息化學物質有效監測和防治該害蟲提供基礎資料。

關鍵詞 黃曲條跳甲 ；信息化合物 ；行為測定 ；引誘 ；驅避

中圖分類號 S433.5 文獻標識碼 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

黃曲條跳甲[Phyllotreta striolata （Fabricius）]屬鞘翅目（Coleoptera）葉甲科（Chrysomelidae），是一種世界性重要害蟲，主要為害葉菜類蔬菜，各蔬菜種植地區均有發生，尤其喜食十字花科蔬菜[1]。在我國廣泛分布[2]，部分地區已取代小菜蛾[Plutella xylostella （L.）] 而成為十字花科蔬菜的頭號害蟲[3]。成蟲通過咬食造成葉片缺磕，形成孔洞；幼蟲則取食蔬菜根部表皮造成損傷，成、幼蟲對幼苗的危害最為嚴重，易造成死苗斷壟。另外該蟲為害還可傳播軟腐病，不僅影響產量，更重要的是影響蔬菜的外觀品質，降低商品價值[4]。

目前針對黃曲條跳甲嚴重危害的現狀和趨勢，植保工作者對該害蟲的防治給予了極大的關注。在大量研究生物學、生態學的基礎上，探討了相應的防治技術，通過對文獻資料梳理，總結其防治技術主要有：（1）利用斯氏線蟲和致病菌防治土壤幼蟲或成蟲[5-8]；（2）利用黃板或黃板+信息素[9-10]、誘蟲燈進行誘殺[11]；（3）防蟲網進行物理阻隔[12]；（4）化學農藥[13-16]或生物源農藥[17-18]防治；（5）間種的自然控制作用[19]。綜上所述，黃曲條跳甲雖有多種防治措施，但部分措施或因效果不穩定或因農事操作不適宜等，當前防治仍主要依賴于化學防治，然而在國家大力實施減肥減藥節本增效的背景下，亟待研發新型、安全、高效的防控技術。昆蟲信息素誘劑可用于害蟲測報和防治，是害蟲生態控制的一種有效手段，因其專一性和安全性在害蟲防控中將發揮更大作用。目前有研究測試了植食提取物或植物精油對黃曲條跳甲的生物活性[20-26]，但關于黃曲條跳甲信息化學物質的活性及其應用鮮見報道。本文通過“Y”型嗅覺行為裝置室內測定了13種揮發性化合物對黃曲條跳甲成蟲的行為活性，以期為田間利用揮發性化合物有效監測和防治該害蟲提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試蟲源

黃曲條跳甲成蟲采自海口市舊州鎮常年蔬菜生產基地，用新鮮上海青（Brassica chinensis L.）菜葉飼養備用，饑餓24 h后用于試驗。

1.1.2 供試信息化合物及處理

用于測試的信息化合物共13種，其中包括醇類6種：植物醇（Ethanol）、芳樟醇（Linalool）、橙花醇（Nero）l、葉醇（Leaf alcohol）、β-香茅醇（β-citronellol）、香葉醇（Geraniol）；烯類3種：羅勒烯（Ocimene）、β-石竹烯（β-caryophyllene）、月桂烯（Myrcene）；醛類2種：水楊醛（Salicylal）和反式-2-己烯醛（E-2-hexenal）以及煙酸乙酯（Ethyl nicotinate）和鄰二甲苯（O-xylene），均購于Sigma 公司，純度98% 以上。以無色無味液體石蠟為溶劑配制化合物待測溶液。試驗參照陳友鈴等[27]的方法，先在2個大小相同的脫脂棉球上分別加入0.1 mL的待測液和液體石蠟試劑，做成化合物誘芯和空白誘芯。所有供試化合物分別用液體石蠟稀釋成10-2、10-4和10-6體積比濃度（V/V），溶液現配現用。

1.2 方法

1.2.1 黃曲條跳甲行為活性測定

采用玻璃“Y”型嗅覺行為裝置測定，“Y”管兩側臂長均為20 cm，內徑1 cm，兩臂夾角75°，直管長15 cm。裝置組裝如下：氣泵兩孔與干燥塔用硅膠管相連，干燥塔中裝入活性炭凈化空氣，而后依次用硅膠管將干燥塔、洗氣瓶、味源瓶、流量計和“Y” 管兩臂連接。氣流速度為300 mL/min，氣流量通過流量計穩定在150 mL/min左右，洗氣瓶用以凈化和潤濕空氣，味源瓶分別放置待測化合物誘芯和空白誘芯。為了避免環境光異質性，試驗在黑色 KT 板制成的方形箱內進行，箱內“Y”管的正上方放置一個40 W白熾燈以使兩測試臂的光強均勻一致。試驗在暗室中進行，室溫控制在26℃，相對濕度70%～75%。試驗時間選擇在昆蟲活力較強的12：00之前進行。

試驗時采用吸蟲管將待測黃曲條跳甲成蟲逐頭引入“Y”管的直管內，待試蟲從直管爬出后計時，記錄進入兩側臂中的試蟲數量。選擇判斷標準如下：當試蟲爬至超過側臂2/3，即13 cm 以上（事先標記），并持續15 s 以上者，則認為試蟲對該臂的揮發物做出了選擇；若試蟲引入后5 min，仍不做選擇者，則結束對該蟲的行為觀察，記為無效測試。每個處理測試100頭試蟲（不含無效測試），25頭為一個處理，即4次重復。每測定5頭更換新的“Y”管，每測試10頭調換“Y ”管兩臂的方向以及硅膠管，用以消除幾何位置和已有氣味對試蟲行為可能產生的影響。每處理測試完后，用乙醇和蒸餾水清洗“Y”管和味源瓶并放在120℃鼓風干燥箱中烘烤30 min；同時用乙醇和蒸餾水清洗硅膠管，并用吹風機吹干，以消除不同處理間味源的影響。

1.2.2 數據處理與分析

應用SPSS 17.0進行統計分析。通過卡方檢驗（χ2）中對個案加權處理后，對測試信息化合物與空白對照處理選擇的試蟲數量進行差異顯著性分析，采用 LSD 法對同一信息化合物在不同濃度下對試蟲的吸引率（attracted rate，AR）進行顯著性多重比較。

2 結果與分析

測試13種信息化合物不同濃度（10-2、10-4、10-6）下黃曲條跳甲成蟲的行為反應，如圖1所示。卡方檢驗（χ2）結果表明，除橙花醇、β-香茅醇和鄰二甲苯對黃曲條跳甲成蟲沒有顯著活性外，其它測試信息化合物均表現出不同程度的引誘或驅避活性（圖1）。其中表現出顯著引誘活性的有植物醇（10-2、10-4和10-6）、芳樟醇（10-2、10-4和10-6）、葉醇（10-2）、香葉醇（10-2）、羅勒烯（10-4）、β-石竹烯（10-6）、月桂烯（10-6）、煙酸乙酯（10-2、10-4和10-6）、水楊醛（10-6）、反式-2-己烯醛（10-6）；表現出顯著驅避活性的有葉醇（10-4和10-6）、香葉醇（10-6）、β-石竹烯（10-2和10-4）、月桂烯（10-2）、水楊醛（10-4）、反式-2-己烯醛（10-2和10-4）。從數據中不難看出，同一化合物不同濃度間對黃曲條跳甲成蟲的行為活性也存在顯著性差異，葉醇和香葉醇在高濃度時表現為引誘活性，低濃度時為驅避活性；β-石竹烯、月桂烯和反式-2-己烯醛則相反，即高濃度時表現為驅避活性，低濃度時為引誘活性；另外，羅勒烯則只在中等濃度時表現出活性，高低濃度均無活性；植物醇、芳樟醇和煙酸乙酯則高中低濃度均表現出引誘活性。進一步就同一化合物不同濃度對黃曲條跳甲成蟲的吸引作用進行顯著性多重比較（表1）也映證了上述結果。綜上分析，黃曲條跳甲對信息化學物質具有靈敏的嗅覺行為反應，濃度是影響其活性的重要因素。

3 討論與結論

植食性昆蟲在漫長的進化過程中形成了對寄主植物識別、定位、取食、產卵選擇等生命活動特有的化學氣味識別機制。信息化學物質作為植物-植食性昆蟲-天敵昆蟲三重營養關系中的信息紐帶，在維持自然界生態平衡中發揮著不可替代的作用[28]。而植物釋放的化學物質一方面可以吸引昆蟲前來取食，另一方面也可以吸引昆蟲的天敵，達到防御的效果。通常植物揮發性物質是指從植物表面散發的一類小分子有機化學物質如烴類、醇類、醛類、酮類、酯類、有機酸、氰化物以及有機硫化合物等[29]。本文選擇的13種測試化合物均分離于植物的揮發物，文獻檢索表明它們對植食性昆蟲均有較好的行為活性。例如，煙酸乙酯、橙花醇、香葉醇、水楊醛等對薊馬害蟲有顯著的引誘活性[30-33]，芳樟醇對薜荔榕小蜂具有顯著的吸引作用[27]，對褐飛虱的活性則隨濃度的變化而變化[34-35]，β-石竹烯對棉蚜具有較高毒殺作用[36]。研究表明，對黃曲條跳甲的行為活性除了十字花科特異性釋放的異硫氰酸烯丙酯外，還有正己醇、戊醇和順-3-己烯醇等對十字花科跳甲也有顯著的吸引作用[37]。黃金萍等[38]通過研究發現，異胡薄荷醇在高濃度（10 μL/mL）時對黃曲條跳甲成蟲具有顯著的吸引作用，壬醛在高濃度（10 μL/mL）時則對成蟲具有顯著的驅避作用，而在低濃度（0.1和1 μL/mL）時則對成蟲有一定的吸引作用。從本文測定結果來看，測試的13種信息化學物質除橙花醇、β-香茅醇和鄰二甲苯對黃曲條跳甲成蟲沒有顯著活性外，其它均表現出不同程度的引誘或驅避活性（圖1），這是對上述結果的有益補充，并為利用信息化學物質開發生防產品提供更大候選資源譜。

在昆蟲的生命活動過程中，植物釋放的揮發物起到了重要作用，通過組成成分的濃度和比例構成了植物特異的化學指紋圖譜[39-40]。本文通過不同濃度梯度試驗，獲得了單一測試化合物對黃曲條跳甲成蟲的引誘和驅避活性。結果表明，植物醇、β-石竹烯、月桂烯、水楊醛和反式-2-己烯醛在低濃度（10-6）條件下的引誘活性顯著高于高濃度（10-2），而葉醇和香葉醇則反而反之，羅勒烯則在中間濃度（10-4）時，表現出引誘活性（表1）。然而不同寄主植物揮發物組合和比例差異會對昆蟲的引誘效果產生影響，文中數據沒有涉及不同單一化合物不同比例組合及濃度配置試驗，因而還有待于進一步的深入研究。

最近，黃曲條跳甲雄蟲釋放的聚集信息素得以成功分離和鑒定，生物活性試驗證明化合物（+）-（6R， 7S）-himachala-9， 11-diene和hydroxyketone是其信息素的主要成分[41]，但目前還未被開發出相應的生防產品。但隨著黃曲條跳甲聚集信息素化學合成技術的解決，今后通過利用信息素開發成引誘劑來來田間防治該害蟲將成為現實。植物性揮發物在調控昆蟲行為方面起著重要作用，可以作為昆蟲源信息化合物的一種有益補充。因而本研究獲得的對黃曲條跳甲具有顯著引誘或驅避活性的化合物再通過進一步田間驗證試驗，將為開發相應的引誘劑和驅避劑并應用于該害蟲的監測或防治提供基礎信息。

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