3种金龟甲对寄主植物的行为反应研究

鞠 倩， 李 晓， 姜晓静， 赵志强， 姜玉兰， 曲明静*

(1.山东省花生研究所，青岛 266100；2. 青岛市农业行政执法支队，青岛 266000)

3种金龟甲对寄主植物的行为反应研究

鞠 倩1， 李 晓1， 姜晓静1， 赵志强1， 姜玉兰2， 曲明静1*

(1.山东省花生研究所，青岛 266100；2. 青岛市农业行政执法支队，青岛 266000)

选取不同寄主植物叶片对暗黑鳃金龟、铜绿丽金龟、大黑鳃金龟的雌雄虫进行室内嗅觉试验，结果表明不同植物叶片对上述几种金龟甲的引诱作用差异较显著。大黑鳃金龟雌虫对榆树的选择反应率和选择系数最高，分别为81%和0.61；雄虫对沟叶结缕草趋向较强，选择反应率和选择系数为93%和0.85。榆树对暗黑鳃金龟雌虫的引诱效果显著，其选择反应率和选择系数达到80%和0.59；雄虫对桑树有强趋性，选择反应率和选择系数分别高达87%和0.74。女贞对铜绿丽金龟雌雄虫均有好的引诱活性，雌虫选择反应率和选择系数达到79%和0.58，雄虫分别为72%和0.44。以上寄主植物对金龟甲诱集作用的研究不仅对现阶段农田防治金龟甲有重要指导意义，而且还可为金龟甲生防植物的选择及食诱剂的研制和开发提供知识储备。

金龟甲； 寄主植物； 嗅觉反应； 食诱剂

植物源挥发物和信息素是昆虫的重要信息物质，两者协同作用以调节昆虫的行为活动。用昆虫食诱剂防治害虫是近年发展起来的一种治虫新技术，具有高效、灵敏、无毒、选择性强、不伤天敌、不污染环境等优点，国内外对这种新技术的研究和开发都很重视[1]。金龟甲是鞘翅目金龟科(Scarabaeidae)的通称。其幼虫蛴螬常为害植物种子、幼苗及根茎，轻则缺苗断垄，重则毁种绝收，是我国地下害虫中种类最多、分布最广、为害最重的一大类群，也是国内外公认的较难防治的一类害虫[2]。日本丽金龟(Popilliajaponica)食诱剂的研究是目前金龟甲食诱剂研究最成功的例证。自1916年在美国新泽西州发现日本丽金龟后，人们就对日本丽金龟食诱剂进行了研究。通过多次变更优化，Ladd最终证实了丁酸苯乙酯+丁香酚+香叶醇3∶7∶3三元混合物对日本丽金龟具有高引诱活性，目前此混合物作为日本丽金龟的引诱剂已商品化[3-4]。有报道称蒲公英(Taraxacumofficinale)中的顺-3-丙烯醇乙酸酯、苯甲醛、苯乙醛、苄醇、苯乙醇、苯基乙腈、苯甲酸苯酯对扁绿丽金龟具有明显引诱作用，上述几种物质以4∶8∶14∶3∶5∶19∶11的比例混合后可提高诱捕量[5]。

我国已经记载的金龟甲种类有1 800余种，常见的约30种，分布较广、危害较重的主要有十余种，其中大黑鳃金龟(HolotrichiaoblitaFaldermann)、暗黑鳃金龟(H.parallelaMotschulsky)、铜绿丽金龟(AnomalacorpulentaMotschulsky)为金龟甲优势种[6]。这3种金龟甲遍及北方各地及至南方多个省和自治区，均为植食性昆虫，寄主范围很广，常为害多种农作物、林木和果树等，给农林生产造成巨大损失[7]。其中大黑鳃金龟常为害草坪、垂柳和榆树等，暗黑鳃金龟喜食榆树、桑树等林木的叶片，铜绿丽金龟一般在湿润的果林区盛发，喜食多种林木和作物的叶片，尤嗜食苹果叶片，重时食光叶片仅留叶柄。因此对以上3种金龟甲的防治具有重要的意义。本研究选取三大优势金龟甲常群集取食的林木或作物叶片，利用Y型嗅觉仪测定了3种金龟甲对寄主植物叶片提取物的嗅觉反应，旨在寻找对试虫有较强引诱活性的植物，为后续金龟甲生防植物及食诱剂的开发提供基础。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫及试验材料

试虫采自青岛莱西望城山东花生研究所试验基地，按雌雄分开放在有透气孔的周转箱内以新鲜榆树叶喂养，箱内土壤湿度为18%～20%，室内温度(27±1)℃。

试验用新鲜叶片均采自青岛莱西望城山东花生研究所实验基地及周边树林和果园，树叶用清水洗净备用。用于试虫引诱试验的植物有以下几种：垂柳、沟叶结缕草、榆树、国槐、毛白杨、梧桐、女贞、小叶黄杨、桑树、梨树、苹果树。

1.2 嗅觉反应

取新鲜试虫饥饿24 h后进行试验。将“Y”型嗅觉仪置于暗室，温度(27±1)℃，调节空气流量500 mL/min。寄主植物叶片用少许甲醇研磨成汁液，取10 μL浸湿滤纸条后放入嗅觉仪的一侧样品管臂内；另一侧臂为甲醇对照。每组接入活性强的金龟甲10头，8 min后检查记录两侧臂内试虫的数量(反应标准为金龟甲沿嗅觉仪主臂柄端爬行或者飞行到两臂交界处，并选择一臂进入超过5 cm，并停留1 min即确定为做出选择；若只停留在交接处而未做选择的昆虫则视为无反应)。丙酮冲洗嗅觉仪管道，样品组与对照组互换位置，设3次重复。试验结果按下式计算反应率、选择反应率和选择系数[8]。

反应率(%)=[ (味源管中虫数+ 对照管中虫数)/测试总虫数]×100;

选择反应率(%)=[味源管中虫数/(味源管中虫数+ 对照管中虫数) ]×100;

选择系数=(味源管中虫数-对照管中虫数)/(味源管中虫数+ 对照管中虫数)。

“Y”型嗅觉仪由以下几部分组成：ACO-006型电磁式空气压缩机(广东省日生集团有限公司生产)、活性炭空气净化装置、LZB-4型玻璃转子流量计(常州双环热工仪表有限公司生产)，250 mL特氏多孔滤瓶(内装水)、三通管、Y型嗅觉仪(两臂长12 cm，基管长20 cm，两臂夹角45°，管径3.5 cm)。

1.3 数据分析

使用SPSS15.0软件对数据进行计算分析，多重比较采用Duncan新复极差法。

2 结果

2.1 大黑鳃金龟对寄主植物的行为反应

本试验各试虫的反应率均在80%以上，且各处理间没有显著性差异，说明试虫健康，对嗅觉试验反应良好，试验结果可靠。从选择反应率来看，各寄主植物对暗黑鳃金龟雌雄虫的引诱效果较好，且各处理的选择系数都大于0，说明试虫对味源物质均有正趋性(表1)。

表1大黑鳃金龟对寄主植物的行为反应1)

Table1BehavioralresponsesofHolotrichiaoblitatohostplants

1) 表中数据为平均数±标准误。同列数据后不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在P<0.05水平差异显著。
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.

对大黑鳃金龟雌虫来说，榆树和沟叶结缕草对其引诱效果显著，两者的选择反应率和选择系数一致，分别为(81±17)%和0.61±0.35。雌虫对毛白杨叶片提取物表现出最低趋性，选择反应率和选择系数低至(52±3)%和0.04±0.06。雄虫则表现出与雌虫相似的寄主植物趋向性，即雄虫同样对沟叶结缕草提取物的趋向最强，选择反应率和选择系数分别为(93±7)%和0.85±0.13。与雌虫不同，雄虫对榆树趋性较低，但却对垂柳表现出高趋性，选择反应率和选择系数分别为(92±7)%和0.84±0.14(表1)。

2.2 暗黑鳃金龟对寄主植物的行为反应

本试验各试虫的反应率均在80%以上，且各处理间没有显著性差异，说明试虫健康，对嗅觉试验反应良好。从选择反应率来看，各寄主植物对暗黑鳃金龟雌雄虫的引诱效果较好，且各处理的选择系数都大于0，说明试虫对味源物质均有正趋性(表2)。

表2暗黑鳃金龟对寄主植物的行为反应1)

Table2BehavioralresponseofHolotrichiaparallelatohostplants

寄主植物Hostplant雌Female反应率/%Responserate选择反应率/%Selectiveresponserate选择系数Selectioncoefficient雄Male反应率/%Responserate选择反应率/%Selectiveresponserate选择系数Selectioncoefficient女贞Ligustrumlucidum(87±6)a(79±6)a(0．57±0．12)a(83±15)a(60±6)c(0．19±0．12)c小叶黄杨Buxussinica(80±10)a(61±11)b(0．23±0．21)b(83±58)a(68±2)b(0．36±0．06)b榆树Ulmuspumila(80±10)a(80±6)a(0．59±0．11)a(87±58)a(74±2)b(0．48±0．04)b国槐Sophorajaponica(83±6)a(48±9)b(0．15±0．18)b(87±12)a(46±7)d(0．08±0．14)d毛白杨Populustomentosa(83±6)a(80±8)a(0．60±0．15)a(80±12)a(67±4)bc(0．34±0．09)bc桑树Morusalba(87±6)a(54±3)b(0．07±0．06)b(80±96)a(87±1)a(0．74±0．02)a

1) 表中数据为平均数±标准误。同列数据后不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在P<0.05水平差异显著。
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.

对暗黑鳃金龟雌虫来说，榆树、毛白杨、女贞对其引诱效果显著，以榆树叶片提取物为例：选择反应率和选择系数分别达到(80±6)%和0.59±0.11。雄虫则表现出明显不同于雌虫的寄主植物趋向性。从选择反应率和反应系数来看，雄虫对桑树叶片提取物的有强趋性，选择反应率和选择系数分别高达(87±1)%和0.74±0.02(表2)。

2.3 铜绿丽金龟对寄主植物的行为反应

本试验各试虫的反应率均在80%以上，且各处理间没有显著性差异，说明试虫健康，对嗅觉试验反应良好。从选择反应率来看，各寄主植物对铜绿丽金龟雌雄虫的引诱效果较好，且各处理的选择系数都大于0，说明试虫对味源物质均有正趋性(表3)。

表3铜绿丽金龟对寄主植物的行为反应1)

Table3BehavioralresponseofAnomalacorpulentatohostplants

寄主植物Hostplant雌Female反应率/%Responserate选择反应率/%Selectiveresponserate选择系数Selectioncoefficient雄Male反应率/%Responserate选择反应率/%Selectiveresponserate选择系数Selectioncoefficient女贞Ligustrumlucidum(80±0)a (79±8)a(0．58±0．14)a(83±6)a(72±5)a(0．44±0．10)a小叶黄杨Buxussinica(83±58)a(64±2)c(0．28±0．05)c(87±6)a(54±3)b(0．07±0．06)ab榆树Ulmuspumila(83±58)a(68±6)b(0．36±0．13)b(83±6)a(56±7)ab(0．12±0．13)ab国槐Sophorajaponica(80±0)a (54±8)c(0．08±0．14)c(80±0)a(71±7)a (0．42±0．14)a梨树Pyrussorotina(87±58)a(54±3)c(0．07±0．06)c(80±0)a (58±14)ab(0．17±0．29)ab苹果树Maluspumila(87±58)a(73±6)ab(0．46±0．12)ab(83±6)a(44±10)b(0．11±0．19)b

1) 表中数据为平均数±标准误。同列数据后不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在P<0.05水平差异显著。
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.

对铜绿丽金龟雌虫来说，苹果树和女贞的叶片提取物对其的选择反应率和选择系数较高，引诱效果显著，其中对女贞叶片提取物的选择反应率和选择系数最高，达到(79±8)%和0.58±0.14。雌虫对国槐和梨树表现出最差趋性，两者的选择系数和选择反应率相当，其中对梨树的选择反应率和选择系数分别为(54±3)%和0.07±0.06。雄虫则表现出与雌虫相似的寄主植物趋向性。从选择反应率和选择系数来看，雄虫同样对女贞叶片提取物的趋向最强，选择反应率和选择系数分别为(72±5)%和0.44±0.10。但与雌虫不同，雄虫对国槐也表现出高趋性，选择反应率和选择系数分别为(71±7)%和0.42±0.14。铜绿丽金龟对苹果树叶片提取液的趋性最低，选择反应率和选择系数分别为(44±10)%和0.11±0.19(表3)。

3 讨论

金龟甲的寄主范围较广，食性复杂[10]，可以为害棉花、玉米、花生、麦类、蔬菜、果树、林木、草坪、花卉等多种作物。本研究选取试虫常群集为害的林木、花卉、草坪及作物叶片，利用Y型嗅觉仪开展3种金龟甲对寄主植物叶片提取物的行为反应研究。研究结果表明金龟甲对不同寄主植物的趋向反应存在明显差异，如沟叶结缕草对大黑鳃金龟的引诱效果最好，榆树与桑树对暗黑鳃金龟雌雄虫诱集最明显，女贞可更好地引诱铜绿丽金龟等，上述结果与田间观察的金龟子寄主植物偏好性基本一致。

探明寄主植物对金龟甲的诱集作用不仅对现阶段农田防治金龟甲成虫有重要指导意义，而且还可为行为调控剂的研制、生防植物的开发提供知识储备[9]。利用喜食的寄主植物引诱金龟甲成虫然后集中杀灭，是田间防治金龟甲的一种既简单又有效可行的方法。本文的研究结果为人们在生产实践中利用寄主植物防治金龟甲提供了指导，如：可在花生田周围栽种桑树、榆树、毛白杨等林木以大量诱集暗黑鳃金龟等。利用生防植物防治害虫是一种害虫防治新手段，对寄主植物诱集作用的探索也可为下一步金龟甲生防植物的选择奠定基础。同时，该研究可为植物引诱剂的开发提供一定的知识储备。总体来看，沟叶结缕草和女贞分别对大黑鳃金龟和铜绿丽金龟的雌雄虫有良好的诱集作用，因此，我们可以在后续试验中选择前两者作为研究对象，并对其成分进行分析，从而确定可以引诱相应试虫的有效成分。目前对大黑鳃金龟和铜绿丽金龟性诱剂组分的研究多有报道，但一直未有有效的引诱剂面世[11-12]。我们对大黑鳃金龟和铜绿丽金龟的有效寄主植物的发现可能会弥补上述两种试虫引诱剂的研究空白。虽然暗黑鳃金龟性诱剂在大田试验中取得了良好的诱虫效果[13]，但其对所引诱试虫性别有较大的局限性；而且由于暗黑鳃金龟的交配时间短暂(平均每次出土交配时间在0.5～1 h)，此特性极大地限制了性诱剂的使用时间，大大地减少了诱虫量。而食诱剂则可以克服暗黑鳃金龟性诱剂对试虫引诱效果的性别限制，同时增加诱剂的引诱时间。因此，我们通过寄主植物诱虫效果的研究，以期可以找到有效的食诱剂组分。研究发现暗黑鳃金龟雌雄虫对寄主植物的趋性大小是有差异的，雄虫对桑叶有较强的趋性，但雌虫的行为反应却与雄虫相反，即雌虫对榆树、毛白杨和女贞的叶片表现出显著高于桑叶的趋向性，我们推测这几种林木叶片中的某种或某几种化学组分与雌虫的产卵行为相关，此结果值得我们进一步进行深入研究。

以上结果为后续的金龟甲食诱剂研究提供了重要参考，但有研究报道称，植物挥发物质极易受到本身或外界多种因素的影响，例如植物的种类、品系、发育时期、虫害损伤与机械损伤等[12]。因此，有关寄主植物对暗黑鳃金龟引诱活性的研究还需进一步细化，从而寻找更多可对此类害虫起到引诱作用的有效因子。

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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

国家花生产业技术体系(CARS-14);青岛市公共领域科技支撑计划(11-2-3-27-nsh)；山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2010NY022)；农业科技成果转化资金项目(2013GB2C620547)

S 433.5

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

* 通信作者 E-mail: jjswlg@163.com