针叶挥发物及营养物对楚雄腮扁叶蜂产卵选择的影响

刘 凌，闫大琦，毛云玲，祁荣频，胡光辉，闫争亮

(1.云南省林业科学院，云南昆明650204;2.华中农业大学植物科学技术学院，湖北武汉430070)

植食性昆虫对寄主植物的选择性是指它对寄主植物的种类、取食和产卵部位等均有一定的偏好性，包括取食选择性和产卵选择性[1].一般认为，亲代雌成虫的产卵选择必须有利于后代个体的存活和生长发育，即所谓“优选—效能”理论(Preference-performance)[2].寄主植物的营养、选择压力、天敌因素、植物气味等均能成为植食性昆虫对寄主植物选择的影响因素[3].昆虫产卵基质能够释放较高浓度的挥发物，雌虫通过嗅觉感受这些挥发物来定向产卵基质[4-7].当接触产卵基质后，雌虫则依靠各种触觉和化学感受器识别基质表面的非挥发性的接触信息化合物(主要是营养物及其衍生物，如氨基酸及其衍生物、水溶性糖等)，决定是否产卵[8-10].

氨基酸是昆虫生长必需的营养物质.研究发现，杨树木质部氨基酸相对含量越高越有利于青杨脊虎天牛(Xylotrechus rusticus)幼虫的生长发育[11];杨树游离氨基酸组成和含量与青杨天牛危害呈一定的相关性[12].野外诱集松墨天牛(Monodchamus alternatus)数量最多的黑松松枝中的氨基酸总量明显高于马尾松和湿地松[13].

楚雄腮扁叶蜂(Cephalica chuxiongnica Xiao)隶属于膜翅目(Hymenoptera)扁叶蜂科(Pamphiliidae)腮扁叶蜂属(Cephalica)，仅在中国滇中和滇东北地区有分布，是一类重要的害虫[14].该虫主要危害松科(Pinaceae)植物，以幼虫取食松树叶片，不仅因取食吐丝形成的灰白色幕巢影响观瞻，而且会造成树木畸形、生长缓慢;同时，楚雄腮扁叶蜂为害后造成树势衰弱，易引发小蠹虫等次期性害虫的侵害，严重时导致寄主死亡.野外调查发现，寄主植物云南松(Pinus yunnanensis Franch)、华山松(Pinus armandii Franch)和云南油杉(Keteleeria evelyniana Mast)中，云南松被害较重，云南油杉被害较轻，且在云南松上聚集产卵的雌蜂数最多.因此，本文测试楚雄腮扁叶蜂产卵雌蜂对针叶挥发物、带卵针叶挥发物和产卵雌蜂的趋向反应，调查其在云南松、云南油杉上的产卵雌蜂数，分析2种针叶中的氨基酸种类和含量，试图从化学生态学角度分析影响楚雄腮扁叶蜂产卵寄主选择的因素.

1 材料与方法

1.1 供试虫源

试虫采集于云南省楚雄州禄丰县和平村.在有虫巢的云南松树冠下方挖开10-20 cm土层，单头收集刚羽化但未交尾的楚雄腮扁叶蜂成虫，带回室内.将雌、雄虫分别放入养虫笼(40 cm×40 cm×40 cm)内，喂以10%蔗糖水，备用。养虫室温度为20-27℃，相对湿度(60±10)%.

1.2 林间调查

调查地点:经纬度 E102°12'、N25°12'，海拔 1820 m，年平均气温16.2 ℃，年降雨量 930 mm，寄主植物为云南松、云南油杉.

于2012年9月(楚雄腮扁叶蜂的产卵盛期)进行调查.共选择2块样地，在第1块样地随机抽查云南松、云南油杉各15株，在第2块样地随机选择云南松、云南油杉各14株.调查时，统计每株树上的带虫枝数及每个枝梢的产卵雌蜂数.

1.3 寄主针叶和卵粗提物的提取

采用同时蒸馏法(SDE)[3]提取针叶挥发油.将新鲜的带卵和无卵云南松针叶剪下后，迅速放入磨口玻璃瓶中密封，将玻璃瓶放入加有医用冰袋的保温瓶中.带回实验室后，用医用小刀将针叶剪为2 mm×2 mm的碎屑，各称取350 g放入同时蒸馏萃取装置中，以正己烷为萃取液.同时蒸馏萃取5 h后，旋转蒸发仪除去大部分正己烷，将剩余萃取溶液(30 mL)用无水硫酸钠干燥.将所得提取液放入冰箱中(-10℃)保存，备用.

1.4 楚雄腮扁叶蜂的趋向试验

利用“Y”形嗅觉仪法[4]测试楚雄腮扁叶蜂的趋向反应.在一个球形管内放入滴有10 μL正己烷的滤纸条(2.0 cm×0.5 cm)作为对照，另一个球形管内放入滴有10 μL粗提物正己烷溶液的滤纸条作为气味源.将10头试虫放入“Y”型嗅觉仪主管入口处，用黑色聚乙烯膜覆盖整个嗅觉仪，以免由于趋光性而影响试验结果.启动真空泵，调节“Y”型嗅觉仪的主管内气流流量为100 L·h-1.5 min后检查试虫趋向行为，如果试虫进入作为气味源的支管或梨形干燥管，记为正趋向;试虫进入作为对照的支管或梨形干燥管，记为负趋向;如果试虫停留在“Y”型管适应臂中则记为无选择.用正趋向试虫数占试虫总数的百分比表示被测试样品的活性(趋向率).试验设5个重复.

测试试虫对针叶和卵的混合粗提物趋性时，以针叶粗提物为对照;测试试虫对产卵雌蜂的趋性时，将5头抱卵雌蜂作为气味源.

1.5 氨基酸测定

氨基酸测定按照GB/T 5009.124-2003《食品中氨基酸的测定》.

2 结果与分析

2.1 云南松和云南油杉上产卵雌蜂数的比较

林间调查表明，楚雄腮扁叶蜂雌蜂在云南松上的产卵数显著多于云南油杉(P＜0.01).2块样地中，楚雄腮扁叶蜂在云南松松梢上的平均产卵雌蜂数分别为(12.8±7.7)、(14.7±11.7)头·梢-1，而在云南油杉树梢上的平均产卵雌蜂数分别为(2.9 ±1.7)、(4.9 ±3.4)头·梢-1.

2.2 楚雄腮扁叶蜂对寄主挥发物的趋向反应

楚雄腮扁叶蜂抱卵雌蜂对针叶粗提物、卵和松针的混合粗提物及产卵雌蜂都表现出明显的趋向反应(表1).松针粗提物与卵和松针混合粗提物相比，抱卵雌蜂更愿意选择后者，二者趋向率分别为(14.0±20.7)%和(70 ±15.8)%.抱卵雌蜂对产卵雌蜂的趋向率达(60.0 ±14.1)%，与空白对照差异显著(P ＜0.05).

表1 楚雄腮扁叶蜂抱卵雌蜂对不同气味源的趋向反应(平均值±标准差)1)Table 1 Taxis responses of female C.chuxiongnica to different odor sources(mean±SD)

楚雄腮扁叶蜂雄蜂对云南松针叶粗提物表现出趋向反应，趋向率为(56.0±11.4)%，与空白对照差异显著(P＜0.05);但对卵和松针混合粗提物及产卵雌蜂未表现出明显的趋向反应(表2).

表2 楚雄腮扁叶蜂雄蜂对不同气味源的趋向反应(平均值±标准差)1)Table 2 Taxis responses of male C.chuxiongnica to different odor sources(mean±SD)

2.3 云南松、云南油杉针叶的氨基酸含量

从2种针叶内共检测出17种氨基酸.其中，以谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸和亮氨酸含量较高.与云南油杉相比，云南松中各种氨基酸含量和氨基酸总含量都较高(表3).

表3 云南松、云南油杉针叶氨基酸组成和占干重的百分含量Table 3 The composition and contents of amino acid in dry needles of P.yunnanensis and K.evelyniana

3 结论与讨论

寄主挥发物是植食性害虫寻找适宜寄主的主要化学信号.如欧洲赤松叶蜂(Diprion pini)抱卵雌蜂偏好选择欧洲赤松(Pinus sylvestris)、欧洲黑松(Pinus nigra)为产卵寄主;β-蒎烯、柠檬烯和月桂烯是欧洲赤松叶蜂抱卵雌蜂决定产卵寄主的主要依据[15].此外，欧洲新松叶蜂(Neodiprion sertifer)幼虫偏好取食欧洲赤松和欧洲黑松，对意大利五针松(Pinus pinea)则为害很少，其抱卵雌蜂也不选择在意大利五针松上产卵;意大利五针松针叶挥发物含较高比例的柠檬烯，而欧洲赤松针叶挥发物则含较高比例的月桂烯;较高浓度的柠檬烯对欧洲新松叶蜂具有驱避作用，但较低浓度时则具有引诱作用[16].本研究表明，楚雄腮扁叶蜂抱卵雌蜂对云南松针叶粗提物、云南松针叶和新卵的混合粗提物、楚雄腮扁叶蜂抱卵雌蜂都表现明显的趋向反应，说明这些物质对待产卵的楚雄腮扁叶蜂雌蜂具有一定的引诱作用.云南松针叶及新卵的混合粗提物对楚雄腮扁叶蜂雌蜂的引诱作用大于云南松针叶粗提物，说明初产新卵的挥发物也具有引诱作用.

楚雄腮扁叶蜂雄蜂只对松针粗提物表现趋向反应，而对针叶和卵的混合粗提物及产卵雌蜂未表现趋向反应.这可能是因为其在寻找交尾对象时，除了依靠雌蜂释放的性信息素外，松树针叶挥发物也起着一定作用.本研究还发现，与云南油杉相比，云南松针叶中氨基酸含量较高.因此，楚雄腮扁叶蜂嗜食云南松，而对云南油杉危害较轻，且降落于云南松上产卵的楚雄腮扁叶蜂远远多于云南油杉.

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