卷蛾分索赤眼蜂对十字花科蔬菜挥发性物质的行为反应

郭祥令，何余容，王德森，潘 飞，罗永丽

(华南农业大学昆虫生态研究室，广州 510642)

随着化学生态学的发展，有关寄主植物－植食性昆虫－天敌昆虫三营养级系统中的信息化合物的研究越来越受到人们的重视，其中天敌昆虫行为的研究是热点之一，目的是通过对天敌昆虫行为的调控而增加其对害虫的控制作用。天敌昆虫中的寄生蜂在寻找寄主过程中通常综合利用嗅觉、视觉和味觉来感受各种与寄主相联系的信息而定位寄主，其中嗅觉起着主要作用 (McCall et al.，1993)。寄生蜂在用嗅觉寻找寄主的行为中受到多种因素的影响，其中寄主植物挥发物起着非常重要的作用 (Visser，1986;Vet and Dicke，1992;Kessler and Baldwin，2001;Heil，2010)。

小菜蛾Plutella xylostella L.是十字花科蔬菜的世界性重要害虫，杀虫剂的大量长期施用使小菜蛾对几乎所有在田间使用的杀虫剂，包括Bt制剂和阿维菌素类小菜蛾特效生物制剂都产生了不同程度的抗性 (Talekar and Shelton，1993;Tabashnik，1994;冯夏等，2001)。因此，寻找有效的生物防治措施是未来小菜蛾IPM的发展方向。卷蛾分索赤眼蜂 Trichogrammatoidea bactrae Nagaraja属赤眼蜂科 Trichogrammatidae，分索赤眼蜂属 Trichogrammatoidea，该蜂主要寄生为害甘蔗、水稻、棉花、蔬菜及玉米的鳞翅目害虫卵 (田洪霞和林乃铨，2009)。近年来，在一些实验室进行的寄生小菜蛾卵的蜂种筛选中，卷蛾分索赤眼蜂对小菜蛾卵表现出较强的选择性和专一性，对小菜蛾有较大的控制潜能，被认为是防治小菜蛾的适宜蜂种 (Vasquez et al.，1997;Guo et al.，1999;何余容等，2001)。在田间或温室也证明对小菜蛾卵有较高的寄生率 (Keinmeesuke et al.，1992;Liu et al.，2004;Tabone et al.，2010)。而有关植物挥发物对卷蛾分索赤眼蜂行为的影响尚未见有报道，因此，了解卷蛾分索赤眼蜂在寻找寄主过程中的化学作用机理，不但在理论上具有重要意义，而且在应用上具有广阔的前景。

目前，在天敌昆虫行为研究中，主要研究的是植物挥发物或提炼物对天敌昆虫行为的影响，而其中单体化合物的研究较少。在前面的试验中，已证明卷蛾分索赤眼蜂对6种十字花科蔬菜健康植株均有显著的选择行为，并用GC－MS分析了6种蔬菜健康植株的挥发物成分。在此基础上，本文选择了4类共11种单体化合物，利用“Y”型嗅觉仪测定卷蛾分索赤眼蜂对这11种单体化合物不同浓度的嗅觉行为反应，以明确这些挥发性化合物对卷蛾分索赤眼蜂寻找寄主行为的影响，从而为实际上应用信息化学物质提高寄生蜂的控害潜能提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试化合物

化合物的名称、纯度和来源见表1。用正己烷(国药集团化学试剂有限公司)将化合物稀释成不同的浓度，即高浓度为10%，中浓度为1%，低浓度为0.1%，以正己烷作对照。

表1 用于测定卷蛾分索赤眼蜂行为反应的化合物Table 1 Compounds tested for behavioral responses of T.bactrae

1.2 供试蜂种

卷蛾分索赤眼蜂 Trichogrammatoidea bactrae Nagaraja由华南农业大学害虫生物防治实验室提供，在人工气候箱 (25±1℃，RH70% ～80%，14L∶10D)中用米蛾卵为寄主进行繁殖。试验用蜂为羽化后时间24～48 h内，已经交配的雌蜂，试验前对雌蜂喂以25%的蜂蜜水补充营养。

1.3 嗅觉行为测定

“Y”型嗅觉仪用玻璃制成，臂长20 cm，内径2 cm，两臂夹角为90°，柄长20 cm，接口均为标准24号磨口。嗅觉仪置于观察箱 (40×40×30 cm)内，在其正上方40 cm处悬一40 W的日光灯。每侧臂均用硅胶管与气味源或对照、流量计、加湿器、活性炭相连。管柄接真空泵，调整流量计将两臂气流控制在200 mL/min。生测时间安排在8∶00～17∶00，整个装置在一个密闭不透光的房间里进行，以排除不均匀光线对试虫行为的影响，室温25±1℃，相对湿度75% ±5%。

生测时，首先将处理样品和对照溶剂 (正己烷)各100 μL分别滴于2张滤纸片 (1×4 cm)上，分别置于两臂的放样瓶内作为气味源。用小指形管 (1×5 cm)将单头雌蜂引入嗅觉仪的管柄内，当雌蜂处于管柄长1/2处开始计时。然后记录10 min内雌蜂进入各管臂1/2处的总时间和次数 (停留10 s以上记作一次)。如蜂引入后10 min仍不作出选择，则记为不反应。预实验已表明，与空白相比，寄生蜂对正己烷无选择差异。每测定5头蜂后重新滴加100 μL溶剂，同时调换嗅觉仪的方位，以消除管臂方位对雌蜂行为可能产生的影响。每测定完10头蜂更换嗅觉仪，每个处理测定40头蜂。每天测定完成用无水乙醇擦拭生测装置，并用洗涤剂彻底清洗，160℃烘干，以消除不同处理间残留物质的影响。

1.4 统计分析

数据统计分析采用DPS统计软件处理。利用两组平均数t检验比较寄生蜂在两管臂中的进入时间和进入次数的差异。进入时间和进入次数数据均采用平均值±标准误 (Mean±SE)。

2 结果与分析

2.1 卷蛾分索赤眼蜂对3种烷烃类物质的行为反应

卷蛾分索赤眼蜂对3种烷烃类物质的行为反应的结果见表2。雌蜂进入两种直链烷烃十四烷和十五烷不同浓度管臂的时间和次数与对照相比均无显著差异 (P＞0.05)。而雌蜂对支链烷烃2，6，10，14－四甲基十五烷的不同浓度却有不同的反应。浓度为10%时，雌蜂进入处理管臂的时间和次数极显著低于对照 (P＜0.01);浓度为1%时，雌蜂进入处理管臂的时间和次数极显著高于对照 (P＜0.01);在0.1%浓度条件下，雌蜂在处理管臂的滞留时间显著高于对照 (P＜0.05)，进入次数上无显著差异 (P＞0.05)。结果表明，高浓度的2，6，10，14－四甲基十五烷对卷蛾分索赤眼蜂有显著的趋避作用，而中浓度和低浓度下对该蜂有显著的引诱作用，在烷烃类物质中存在吸引寄生蜂的化合物。

表2 卷蛾分索赤眼蜂对3种烷烃类物质的行为反应Table 2 Behavioral responses of T.bactrae to three alkanes

2.2 卷蛾分索赤眼蜂对3种醛类物质的行为反应

卷蛾分索赤眼蜂对3种醛类物质的行为反应的结果见表3。浓度为10%时，雌蜂进入正壬醛管臂的时间和次数以及进入十一醛处理管臂的时间均显著低于对照 (P＜0.05);浓度为0.1%时，雌蜂进入正辛醛管臂的时间和次数以及在十一醛管臂的滞留时间均显著高于对照 (P＜0.05);其它处理与对照相比无显著区别 (P＞0.05)。而且随着化合物浓度的降低，雌蜂进入处理管臂的时间和次数基本上都有增加的趋势。说明醛类物质在低浓度条件下对该蜂有一定的吸引作用。

表3 卷蛾分索赤眼蜂对3种醛类物质的行为反应Table 3 Behavioral responses of T.bactrae to three aldehydes

2.3 卷蛾分索赤眼蜂对3种酯类物质的行为反应

卷蛾分索赤眼蜂对3种酯类物质的行为反应的结果见表4。其中乙酸 (2－乙基己基)酯只有在浓度为1%时，雌蜂才有显著的反应，其在处理管臂的滞留时间显著高于对照 (P＜0.05)，进入次数极显著高于对照 (P＜0.01)。癸酸乙酯在1%和0.1%浓度条件下对雌蜂均有极显著的引诱作用，雌蜂进入处理管臂的时间和次数均极显著的高于对照 (P＜0.01)。2－苯基乙基硫代异氰酸酯浓度为10%和1%时，对雌蜂均有极显著的趋避效应，雌蜂进入处理管臂的时间和次数均极显著的低于对照 (P＜0.01);而在0.1%浓度条件下，该物质对雌蜂却有显著的引诱作用，雌蜂进入处理管臂的时间和次数显著高于对照 (P＜0.05)。结果表明，酯类物质对该蜂的行为影响较大，其中癸酸乙酯的引诱效果最好。

表4 卷蛾分索赤眼蜂对3种酯类物质的行为反应Table 4 Behavioral responses of T.bactrae to three esters

2.4 卷蛾分索赤眼蜂对2种烯烃类物质的行为反应

卷蛾分索赤眼蜂对2种烯烃类物质的行为反应的结果见表5。香桧烯对该蜂没有吸引作用，只在10%浓度条件下对该蜂有显著的趋避作用，该蜂在处理管臂的滞留时间极显著低于对照 (P＜0.01)，进入处理管臂的次数显著低于对照 (P＜0.05)。苯乙烯在10%浓度条件下对该蜂同样有显著的趋避作用 (P＜0.05)。而1%和0.1%的苯乙烯对该蜂表现出吸引力，该蜂进入1%苯乙烯管臂的时间和次数均显著高于对照 (P＜0.05)，在0.1%苯乙烯管臂的滞留时间显著高于对照 (P＜0.05)，进入次数无显著区别 (P＞0.05)。

表5 卷蛾分索赤眼蜂对2种烯烃类物质的行为反应Table 5 Behavioral responses of T.bactrae to two alkenes

3 结论与讨论

在寄生蜂寄主栖境定向过程中，与寄主植物有关的化学信息素主要在远距离即寄生蜂的栖境定位中起作用 (Vet and Dicke，1992)。由于寄主植物不断向周围环境空气中释放挥发性物质，因此寄生蜂在其寄主栖境搜索过程中，常常利用寄主植物完整植株释放的挥发物来定位寄主所在栖境 (Nordlund et al.，1988)，前面的试验已经证明6种十字花科蔬菜的健康植株对卷蛾分索赤眼蜂有显著的引诱作用，这在其它一些寄生蜂的行为试验中也得到证实。例如，螟长距茧蜂Macrocentrus linearis能够明显地被健康的玉米叶和棉花叶散发的气味所吸引 (邱鸿贵等，1989)，二化螟绒茧蜂Cotesia chilonis和螟蛉绒茧蜂Cotesia ruficrus能够被健康水稻苗的挥发物所吸引 (陈华才等，2002，2003)。此外，还有小菜蛾绒茧蜂Cotesia plutellae(Bogahawatte and Van Emden，1996)，中红侧沟茧蜂Microplitis mediator(Dong et al.，2000)，松毛虫赤眼蜂 Trichogramma dendrolimi(黄丽莉等，2006)等都可利用寄主植物的完整植株释放的挥发物对寄主潜在的栖境定位。表明在健康植株挥发物中存在着吸引寄生蜂的活性物质。

本研究结果表明，卷蛾分索赤眼蜂对健康寄主植物释放的不同挥发性物质表现出不同的行为反应。测试的11种化合物中，1%的2，6，10，14－四甲基十五烷、癸酸乙酯、乙酸 (2－乙基己基)酯、苯乙烯和0.1%的癸酸乙酯、正辛醛、2－苯基乙基硫代异氰酸酯对该蜂均有显著的引诱作用。10%的 2，6，10，14－四甲基十五烷、2－苯基乙基硫代异氰酸酯、正壬醛、香桧烯、苯乙烯和1%的2－苯基乙基硫代异氰酸酯对该蜂均有显著的趋避作用。其它处理对该蜂的行为反应无显著影响。综合分析，4类物质中酯类物质对卷蛾分索赤眼蜂行为的影响最大。在其它一些试验中也证明健康植株挥发物中存在着对天敌昆虫行为有影响的化合物。例如，正辛醇和香叶醇能显著的引诱门氏食蚜蝇Sphaerophoria menthastri和大草蛉 Chrysopa septempunctata(韩宝瑜和周成松，2004)，顺－3－己烯－1－醇、顺－3－己烯乙酸酯、1－辛烯－3－醇和辛醇引起蚕饰腹寄蝇Blepharipa zebina雌蝇较强的 EAG反应 (徐延熙等，2007)。顺－3－己烯乙酸酯、苯乙醇、苯甲醇和苯乙酮这4种信息物皆能引起茶尺蠖绒茧蜂Apanteles sp.较强烈的EAG反应 (黄毅等，2009)。

本研究还表明，同一种化合物在不同浓度下对卷蛾分索赤眼蜂的行为影响存在较大差异。例如，中浓度1%的2，6，10，14－四甲基十五烷、2－苯基乙基硫代异氰酸酯和低浓度0.1%的苯乙烯对该蜂有显著的吸引作用，而高浓度10%的2，6，10，14－四甲基十五烷、2－苯基乙基硫代异氰酸酯和苯乙烯对该蜂却有显著的趋避作用。水杨酸甲酯也有类似的现象，其在中等剂量10－3g/mL时对茶尺蠖绒茧蜂的引诱力最强，低剂量的引诱力稍弱，高剂量则产生了抑制效应 (黄毅等，2009)。说明寄生蜂对化合物的剂量反应存在着阈值，超过阈值才能引起显著的反应，但过高的剂量反而有趋避效应。这些化合物只有在中浓度或低浓度时才对寄生蜂有显著的引诱作用，这更有利于植物释放挥发物来吸引更远距离的寄生蜂，以起到保卫自身的作用。

植物挥发物是指一类源于植物的挥发性次生物质，主要包括烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、有机酸、含氮、硫化合物以及萜烯类化合物等(张峰等，2001;白树雄等，2001)。我们试验中所用到的化合物包括烃类、酯类、萜烯类、醛类，因而挥发性物质的选取比较有代表性，这为我们设计实验提供了前提，使实验结果更有科学性。植物挥发物是由许多种类的物质按不同比例组成的，本文只研究了11种单体化合物对寄生蜂的作用，而其它化合物及不同化合物之间的组合效果还需要做进一步的研究。本文中利用滤纸片作为化合物的挥发源，难以模拟自然状态下植物释放挥发物的模式，因此技术方法上还需要攻克很多难关。

对寄生蜂栖境定向行为的研究，无疑将帮助我们进一步改善对寄生蜂的利用。本研究中，卷蛾分索赤眼蜂对11种化合物的不同浓度表现出了不同程度的选择性，因此，在小菜蛾发生区，人为喷施对寄生蜂有引诱作用的信息化合物，以作为寄生蜂寄主栖境定向过程中的引诱物，势必会提高寄生蜂的控害水平。

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