柑桔潜叶蛾性信息素组分的鉴定
2013-08-24陈丽萍
陈丽萍,杨 力
(1.漳州市农业检验监测中心,福建 漳州 363000;2.漳州市英格尔农业科技有限公司,福建 漳州 363000)
柑桔潜叶蛾又称为“鬼画符”、“绘图虫”,属鳞翅目、桔潜叶蛾科,是华南柑桔的一种重要害虫,主要危害:柑橘、金橘、柠檬、二月兰、构橘、四季橘等花木。目前防治柑桔潜叶蛾比较有效的方法还是采用药剂防治,但长期使用化学药剂会造成柑桔潜叶蛾抗药性增强、果实农残、污染环境、破坏自然生态系统平衡等众多问题。
信息素是生物体之间起化学通讯作用的化合物的统称,是昆虫交流的化学分子语言,包括性信息素、聚集信息素、追踪信息素、告警信息素、疏散信息素、利它素、利己素、协同素。利用昆虫性信息素进行虫情监控与害虫防治具有灵敏度高、安全无毒、专化性强、对天敌及有益生物安全、不污染环境等诸多优点,具有巨大的经济效益和生态效益。
由于昆虫信息素具有高效、无毒、没有污染、不伤益虫等优点,国内外对昆虫信息素的研究与应用都很重视。经过几十年的发展我国的昆虫信息素的研究水平已经进入到了一个新的阶段,同时腺体提取、空气固相微量提取法(SPME),气相色谱一质谱联用分析(GC—MS)技术,风洞技术室内测试,触角电位(EAG)技术等一系列技术的应用也为信息素的研究提供便利。本文对柑桔潜叶蛾性信息素的提取鉴定进行了综述。
1 材料与方法
1.1 材料
(1)供试虫源。柑桔潜叶蛾于2012年6月初采自漳州市长泰县五四农场。采集回的柑桔潜叶蛾老熟幼虫饲养于养虫笼(10cm×10cm×10cm)中,养虫笼底部铺一层细的沙壤土。饲养条件:养虫室光周期 L:D=12:12,光期于 6:00 开始至 18:00结束,温度26℃,相对湿度65%~75%。安置40W的荧光灯4盏用于夜间观察。以寄主植物柑桔树鲜叶为饲养材料饲喂至幼虫化蛹,羽化后饲喂15%的蜂蜜水和纯水。成虫羽化后0~24h被视作1日龄。
(2) 仪器和试剂主要仪器。有气相色谱—质谱联用仪(HP6890N-HP5975B)、气相色谱仪GC-2010(带 FID检测器)、自制风洞。试剂:正己烷(色谱纯)。
1.2 柑桔潜叶蛾性信息素腺体成分的提取
将处理过的单个未交配雌蛾先冷冻麻醉,然后尾端朝前翅膀反折装入一根内径2.5mm,长50mm的细玻管,玻管末端有一个0.6mm的小孔。用吸球将虫体吸到玻管末端,再用一根细棒推顶一团松软的小棉球对虫体轻柔地施加压力,使产卵器和性信息素腺体穿出小孔 (虫体其它部分被隔离在玻管内)。当囊状的腺体外翻突起时,停止施加压力,立即将玻管插入收集器的横交管,以40ul/min的净化氮气流吹腺体表面10min,腺体释放的性信息素被吸附于松紧适度的清洁的玻璃棉上,收集结束后小心取出的雌蛾仍是活的。然后立即在玻璃棉上滴加10mg饱和十六碳醋酸酯做内标,再用总量为40μL的重蒸正己烷分4次淋洗收集器内壁和玻璃棉,这些淋洗液被收集在一个内径5mm、长20mm的尖底玻管中,在氮气流下浓缩至约5μL,注射到气相色谱仪中进行分析。以上收集操作在室温25℃下进行。
1.3 气相色谱—质谱联用(GC-MS)分析
(1)GC-MS分析采用 HP6890N—HP5975B气质联用仪。GC-MS条件:气谱以99.999%氦气作为载气,流速1mL/min,进样口温度220℃,无分流进样,升温程序为 50℃(2min) 2℃/min 90℃ 10℃/minl60℃ 20℃/min220℃(2min)。质谱采用CI电离方式,扫描范围40~300 m/z,扫描频率5次/秒。
(2)气相色谱分析。GC条件:进样口温度230℃,检测器温度300℃,载气为高纯氮气,流速2.0mL/min,色谱柱为DB-1701毛细管柱(30m×0.32mm×0.25μm),氢气流速35.0 mL/min,空气流速 120.0mL/min.。
性信息素组分分析采用提取物与标准化合物在GC上的保留时间相比较,根据提取物在质谱仪检测得到的质谱图与质谱谱库中的标准谱图相比较,最终确定柑桔潜叶蛾的性信息素组分。
1.4 风洞实验
(1)风洞装置。风洞定向飞行试验均在本实验室自制的大型风洞内进行。风洞实验室温度控制在25±1℃,相对湿度控制在65%~75%。
(2)风洞测试。柑桔潜叶蛾性信息素化合物以及雌蛾性信息素腺体粗提物提取液的定向行为测定,均采用袖口式硅橡胶头作为性信息素载体,试验前先将性信息素组分按合适的剂量制成诱芯,并将雌蛾腺体提取液装入袖口式硅橡胶制成诱芯,放入风洞内。待测昆虫针插在袖口式硅橡胶头诱芯支架上,每个诱芯只使用1次。求偶雌蛾关在自制的10cm×10cm×10cm的小养虫笼中,置于风洞中。
(3)雄蛾定向行为测试。取处于2日龄暗期的雄蛾,暗期开始前,先将待测雄蛾单头置于2.5cm×10cm的玻璃试管内,塞上棉花,在测试前0.5-1h之前转移到风洞所在的房间,使之适应测试环境。试验开始时,分别将雌蛾、腺体提取物的硅橡胶诱芯和合成信息素硅橡胶诱芯放在风洞的上风口,几分钟后,将雄蛾放在下风口,在下风口的适当位置,放一个支架,将玻璃管水平放在支架上,使雄蛾的位置正好与气味源在一水平上。去掉玻璃管的棉花,让雄蛾自由运动,每头雄蛾只使用1次。本实验取雄蛾行为反应明确且易观察的环节作为雄蛾对诱芯产生行为反应的判定标准。即按起飞、定向飞行、飞行至风洞1/2距离以上、接近诱芯(10 cm以内)及降落到气味源上的昆虫数量等步骤记录,每个处理一般重复3次,每次重复至少测试10头雄蛾。
2 结果与分析
(1)信息素组分GC-MS鉴定结果。根据提取物在质谱仪检测得到的质谱图与质谱谱库中的标准谱图相比较,对柑桔潜叶蛾提取物和合成标准化合物进行GC-MS分析,柑桔潜叶蛾提取物全扫描总离子质谱图(图 1)中有1个峰(1号峰)的质谱图与标准谱库中Z7Z11-16ALD 的质谱图(图2)基本一致,其特征离子比例和保留时间也基本一致,所以推断为Z7Z11-16ALD。
图1 柑桔潜叶蛾腺体提取物总离子质谱图
图2 (Z,Z)-7,11-十六碳二烯醛质谱图
(2)信息素组分鉴定 GC分析。通过GC分析,结果表明柑桔潜叶蛾腺体提取物的主要成分与(Z,Z)-7,11-十六碳二烯醛的保留时间(14.315 min)一致( 图 3、4),在柑桔潜叶蛾腺体提取液中加入(Z,Z)-7,11-十六碳二烯醛标准化合物,可使对应组份的所得峰面积成比例增加,没有出现其他的峰。从而证实处于召唤状态下的柑桔潜叶蛾雌蛾性信息素腺体活性成分为Z7Z11-16ALD。
图3 柑桔潜叶蛾提取物气相色谱图
图4 标准化合物(Z,Z)-7,11-十六碳二烯醛气相色谱图
(3)雄蛾在风洞中对求偶雌蛾、腺体提取物和合成性信息素的行为反应。结果表明,雄蛾的在风洞中对求偶雌蛾、腺体提取物和合成信息素诱芯的行为均有反应,能使绝大部分雄蛾产生起飞、定向、飞至风洞2/3距离以上,接近诱芯及降落至气味源的完整行为过程。在选择性测试中,雄蛾降落在求偶雌虫、腺体提取物和的个体比例没有显著差异。说明以上的柑桔潜叶蛾性信息素分析是准确有效的组分。
3 结语
本试验通过单个雌蛾腺体微量分析技术,鉴定出柑桔潜叶蛾(中国种群)雌蛾腺体内含有1种主要且具有生物活性的组分为(Z,Z)-7,11-十六碳二烯醛。
风洞试验结果显示,人工合成的柑桔潜叶蛾性信息素诱芯、雌蛾和腺体提取物的诱蛾效果没有差异。可以应用于柑桔潜叶蛾的预测预报和大量的诱捕防治,人工合成的柑桔潜叶蛾性信息素诱芯的最佳剂量、载体类型,是否增加抗氧化剂、光稳定剂等需要进一步的试验研究。