珠江三角洲小菜蛾区域性引诱剂的研制及诱集效应研究

2016-12-27戴建青陈大嵩叶静文徐齐云李志刚安新城韩诗畴

环境昆虫学报 2016年6期

关键词：引诱剂诱剂小菜蛾

戴建青，陈大嵩，叶静文，吕欣，徐齐云，李志刚，李军，安新城，韩诗畴

(广东省生物资源应用研究所,广东省动物保护与资源利用重点实验室,广东省野生动物保护与利用公共实验室,广州 510260)

珠江三角洲小菜蛾区域性引诱剂的研制及诱集效应研究

戴建青*，陈大嵩，叶静文，吕欣，徐齐云，李志刚，李军，安新城，韩诗畴*

(广东省生物资源应用研究所,广东省动物保护与资源利用重点实验室,广东省野生动物保护与利用公共实验室,广州 510260)

小菜蛾；性信息素；区域性引诱剂；生态控制

小菜蛾PlutellaxylostellaL.属鳞翅目菜蛾科,是十字花科蔬菜的重要害虫,也是抗药性最为严重的蔬菜害虫之一(Talekar and Shelton, 1993)。该虫主要取食危害甘蓝Brassicaoleraceavar.capitata、花椰菜B.oleraceavar.botrytis、菜薹B.parachinensis等十字花科蔬菜，全世界每年因小菜蛾产生的损失和防治费用保守估计高达40-50亿美元(Zaluckietal., 2012)。小菜蛾在我国南方沿海地区危害尤为严重，严重影响十字花科蔬菜的产量和品质，造成的产量损失可高达30%以上(马春森等，2010)。近年来，小菜蛾对常规化学农药抗性增加，危害程度加重，给我国蔬菜产业构成严重威胁(赵怀玲和尤明生，2001)。因此，迫切需要发展新型安全高效的害虫防治技术来实现对该害虫的生态控制。

昆虫信息素技术具有经济有效、不污染环境、保护天敌、对环境和食品安全无抗性问题等优点，可以减少化学农药的施药次数和用量，降低农药残留量，保护生态环境和农产品的安全生产(杜家纬，2001)。然而，在我国不同地区推广使用小菜蛾引诱剂时，发现同种性诱剂采用相同使用技术，在不同蔬菜种植地区的诱蛾效果存在明显差异。同时，不同公司生产的小菜性诱剂产品在几个蔬菜种植地区的田间应用效果也存在明显差异(谢圣华等，2010；李振宇等，2011)。这些都严重影响了小菜蛾性诱剂在我国各蔬菜种植地区的广泛使用。因此，区域性小菜蛾引诱剂相关的基础和应用研究工作的开展尤为迫切需要。为了研发适用于珠三角地区的小菜蛾性引诱剂，提高昆虫性诱剂的田间诱捕效果，本文开展区域针对性小菜蛾引诱剂研制及田间诱集效应比较研究。

1 材料和方法

1.1 供试试剂

小菜蛾性信息素(Z)-11-hexadecenal ((Z)-11-16: Ald)，(Z)-11-hexadecenyl acetate ((Z)-11-16: Ac) 和 (Z)-11-hexadecenol ((Z)-11-16: OH)，均购于日本Shin-Etsu 化学公司。以上化合物经GC检测其纯度均在98%以上。正己烷，二氯甲烷等试剂购自广东省粤科生物有限公司。

1.2 诱芯和诱捕器

实验使用的诱芯为本实验室加工的硅橡胶塞，诱芯形状为钟形，颜色为红色，诱芯载体长度为15±2 mm，最大断面直径10±1 mm，每只诱芯净重720±20 mg，容积约200 μL。使用前配制诱芯。根据试验要求，将性信息素组分配制成一定浓度的二氯甲烷溶液，然后定量加入于硅橡胶塞的凹形杯内，待二氯甲烷彻底挥发后，装入塑料袋置于冰箱内，低温保存备用。

诱捕器采用黄色塑料盆 (D=20 cm，h=10 cm)，盆中放置约8 cm的清水，并加少许洗衣粉，在盆的上部用细铁丝固定诱芯，诱芯位于盆的中央且距离水面2-3 cm。

1.3 实验设计与方法

1.3.1 小菜蛾触角电位(EAG)测定

触角电位：触角电位仪为Syntech公司生产。CS205刺激控制器的工作条件为直流电，增益200。电极通过信号放大器在计算机上显示，Syntech公司提供操作专用软件。

试验参照Xu等(2006)的方法。实验首先用重蒸正己烷配制所需溶液，实验中所用的合成性信息素样品浓度为20 ng/μL，-20℃ 贮存备用。将巴斯德滴管清洗干净后在约200℃烘箱中烘烤2-3 h备用，以2-3日龄小菜蛾雄蛾为试虫，用眼科虹膜剪将其触角自基部剪下，再用手术刀切除触角末端2-3节，参考电极接入触角基部，记录电极套住端部，横搭在PR205(Gain10X)电极上的触角用SpectraR360导电胶连接。用微量移液器抽取5 μL的待测性信息素样品滴加到长方形滤纸片上(面积30 mm×5 mm)，放置20 s左右待溶剂正己烷挥发后，放入巴斯德管内，再把巴斯德滴管一端插入直径约12 mm，长约17 cm的钢管上一直径约3 mm小孔内。钢管内通有的连续气流速度约4 mL/s，刺激管一端有软管相连，软管内气流速度也保持4 mL/s。通过刺激控制仪控制软管中以持续0.5 s的间隔气流流出，脚踏板控制气流产生，间隔气流将巴斯德滴管内待测信息素样品吹出，通过巴斯德滴管尖端进入钢管内，两股混合气流吹送到钢管末端相距约1-2 cm 处的昆虫触角，引起触角产生电生理反应。两次刺激触角的间隔时间超过60 s以保证小菜蛾触角敏感性恢复。试验中共测试6根触角，每信息素样品平行刺激3次，空白对照为重蒸正己烷溶液。

1.3.2 小菜蛾合成性信息素引诱剂田间诱集效应研究

田间诱集试验1在广东省从化市十字花科蔬菜菜心BrassicacampestrisL.田进行。所有的田间试验均在小菜蛾成虫发生的高峰期进行。小菜蛾性诱剂诱芯放置于水盆诱捕器中央距离水面2-3 cm，诱捕器放置高于蔬菜顶部约20 cm。试验设计A，B，C，D，E，F，G，H共8个处理(如表1所示)，其中处理A，B，C，D，E为本试验设置待测定性诱剂配方，处理F，处理G为有文献报道的引诱剂配比(Koshihara and Yamada, 1980；Chisholmetal., 1983；刘询等，1985；邓建宇等，2007)，H为空白对照，每个处理在田间设置6个重复，诱盆在田间随机放置，且每盆相距约20 m。对于每种不同的处理每隔2 d调查一次，统计诱蛾数，并将诱捕到的小菜蛾成虫从水盆中捞出清理。同时更换诱盆的位置以减小位置对诱蛾效果的影响，并及时向诱盆中添加水以保持诱芯与水面的距离。施肥、除草剂使用等均按蔬菜园艺场常规操作。

田间诱捕试验2在广东省番禺区十字花科蔬菜菜心和小白菜BrassicarapaL. 田进行。试验设计B，C，D，F，G，H共6个处理(如表1所示)，每个处理在田间设置5个重复。其他的方法同田间诱蛾试验1，每隔2 d调查一次，统计田间诱蛾数。

表1 小菜蛾性诱剂配方中各信息素的组份比例及其含量

Table 1 Formulation design of chemicals on DBM sex pheromone in lures

试验组Treatments性信息素组份(μg)Sexpheromones顺⁃11⁃十六碳烯醛(Z)⁃11⁃hexadecenal顺⁃11⁃十六碳烯乙酸酯(Z)⁃11⁃hexadecenylacetate顺⁃11⁃十六碳烯醇(Z)⁃11⁃hexadecenolA901001B703001C505001D307001E109001F50500G70301H000

1.4 数据分析

实验数据差异是否显著采用单因素方差分析方法，试验中小菜蛾的EAG反应值(平均值±标准误，n=6)用重蒸正己烷引起的EAG反应作为空白对照，各信息素测定样品的EAG反应采用Duncan氏多重比较检测差异显著性(P<0.05)。小菜蛾田间诱蛾数(平均值±标准误，n=6)不同处理之间进行Duncan氏多重比较(P<0.05)。所有数据均由SPSS 13.0 Windows 数据包处理。

2 结果与分析

2.1 小菜蛾对几种合成性信息素组分的触角电位反应

触角电生理测试结果表明：试验中小菜蛾合成性信息素3组分顺-11-十六碳烯醛，顺-11-十六碳烯醇乙酸酯和顺-11-十六碳烯醇均能引起小菜蛾雄蛾触角产生电生理反应，EAG反应绝对值分别为0.089±0.009 mV，0.101±0.010 mV和0.081±0.008 mV，其中以顺-11-十六碳烯醇乙酸酯引起的EAG反应较大，但小菜蛾性信息素三组分间的EAG反应值未达到显著差异(P>0.05)(见图1)。

图1 小菜蛾对3种合成性信息素组分的EAG反应Fig.1 Electroantennogram (EAG) responses of DBM elicited by 3 sex pheromones compounds注：ALD, 顺-11-十六碳烯醛；AC, 顺-11-十六碳烯乙酸酯；OH, 顺-11-十六碳烯醇。标有不同字母表示差异显著(邓肯氏新复极差检测，P<0.05)。Note：ALD, (Z)-11-hexadecenal; AC, (Z)-11-hexadecenyl acetate; OH, (Z)-11-hexadecenol.Means followed by the different letters in the same range are significantly different (Duncan, P<0.05)

2.2 不同小菜蛾信息素引诱剂田间诱蛾效应比较

图2 几种小菜蛾性信息素引诱剂的田间诱蛾效果比较Fig.2 Mean catches moth per trap of DMA baited with sex pheromones in cruciferous fields注：标有不同字母表示差异显著(邓肯氏新复极差检测，P<0.05)。下图同。Note：Means followed by the different letters in the same range are significantly different (Duncan, P<0.05).The same below.

2.3 几种小菜蛾性信息素引诱剂配方的田间诱蛾效应比较

图3 几种小菜蛾性信息素引诱剂的田间诱蛾效果比较Fig.3 Mean catches moth per trap of DMA baited with sex pheromones in cruciferous fields

3 结论与讨论

昆虫性信息素测报和防治技术在农林害虫的治理中的应用已是一项成熟且应用较广的先进技术，也是害虫综合治理的重要组成部分。自从上世纪七十年代小菜蛾性信息素成分被分离鉴定以来(Tamakiet al., 1977)，许多国家开展了小菜蛾性信息素的基础与应用研究，包括利用小菜蛾性诱剂进行害虫预测预报(刘珣等，1985；Mttuset al., 1997)，大量诱捕法等害虫控制技术的应用等(ReddyandUrs, 1997；ReddyandGuerrero, 2000)。但昆虫引诱剂在整个害虫防治中所占的比例还较小，许多人对该项技术的应用前景持谨慎看法。许多公司和单位研制出的引诱剂商业化产品，在实际生产应用中发现防效不稳定和不同地区应用效果存在差异，影响了昆虫引诱剂的推广使用。

此外，小菜蛾信息素引诱剂的田间诱蛾效果受到各种因子的影响，包括温湿度等环境条件，性信息素组分比例、纯度和用量、诱捕器的种类和放置高度、虫口基数和作物种植情况都会对使用效果产生影响(戴建青等，2010)。近年来，信息素生物合成和调节的最新研究成果也被应用于生产中，如利用昆虫组织或细胞培养物来生产高立体异构体纯度的信息素；或是将分离后的基因移植到微生物和植物中，在适当的条件下产生高纯度的信息素(Dinget al., 2016)。总之，制定昆虫引诱剂生产和使用规范标准，依据昆虫生物学特性，借鉴最新先进科技成果，结合我国农业的实际情况，开发质高效好、使用方便的引诱剂产品，来促进信息素技术的更大规模推广应用以及在害虫综合治理中发挥更大的作用。

References)

ChisholmMD,SteckWF,UnderhillEW, et al.FieldtrappingofdiamondbackmothPlutella xylostellausinganimprovedfourcomponentsSexattractantblend[J]. Journal of Chemical Ecology, 1983, 9: 113-118.

ChisholmMD,UnderhillEW,SteckWF.Fieldtrappingofthediamondbackmoth(Lepideptera:Plutellidae)usingsyntheticsexattractants[J]. Environmental Entomology, 1979, 8: 516-518.

DaiJQ,HanSC,DuJW.Researchadvancesinthediamondbackmothsemiochemicalsanditsapplications[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2010, 31(7): 1218-1226. [戴建青，韩诗畴，杜家纬. 小菜蛾化学信息素研究进展及应用概况[J]. 热带作物学报，2010, 31(7): 1218-1226]

DengJY,JiangYP,WangZG, et al.FieldbehavioralresponsesofmalediamondbackmothPlutella xylostellatodifferentcomponentsratiosanddosagesofsyntheticsexattractantinChina[J]. Journal of Zhejiang University, 2007, 33 (5): 514-518. [邓建宇，蒋耀培，汪祖国等.小菜蛾雄蛾对不同组分、比例和剂量的人工合成引诱剂的田间反应(英文)[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版)，2007，33 (5): 514-518]

DingBJ,LagerI,BansalS, et al.TheyeastATF1Acetyltransferaseefficientlyacetylatesinsectpheromonealcohols:ImplicationsforthebiologicalproductionofmothPheromones[J]. Lipids，2016, 51: 1-7.

DUJW.Plant-insectchemicalcommunicationanditsbehaviorcontrol[J]. Plant Physiology Journal, 2001，27(3): 193-200. [杜家纬. 植物—昆虫间的化学通讯及其行为控制[J]. 植物生理学报，2001，27(3): 193-200]

KoshiharaT,YamadaH.AttractantactivityofthefemalesexpheromoneofdiamondbackmothPlutella xylostella (L.)andanalogue[J]. Japanese Journal of Applied Entomology and Zoology, 1980, 24: 6-12.

KoshiharaT,YamadaH,TamakiY, et al.Fieldattractivnessofthesyntheticsexpheromoneofthediamondbackmoth, Plutella xylostella (L.) [J]. Applied Entomology and Zoology, 1978, 13(2): 138-141.

LiZY,ChenAD,ZhangJM, et al.Studyontrappingeffectsofdifferentkindsofsexpheromonetodiamondbackmoth[J]. Chinese Journal of Applied Entomology, 2011，48(2): 324-327. [李振宇，谌爱东，章金明等. 不同性诱剂诱芯对小菜蛾引诱效果研究[J]. 应用昆虫学报，2011, 48(2): 324-327]

LiuX,ZhangZN,KongJ.Fieldattractantactivityofthesyntheticsexpheromoneofdiamondbackmoth, Plutella xylostella [J]. Acta Ecologica Sinica, 1985，5(3): 249-256. [刘珣，张钟宁，孔杰. 小菜蛾合成性信息素田间诱蛾活性[J]. 生态学报，1985，5(3): 249-256]

MaCS,MaG,YangHP.Overwinteringofthediamondbackmoth, Plutella xylostellaintemperatecountries[J]. Acta Ecologica Sinic, 2010, 30(13): 3628-3636. [马春森，马罡，杨和平. 小菜蛾在温带地区越冬研究进展[J]. 生态学报，2010, 30(13): 3628-3636]

MttusE,NmmV,WilliamsIH, et al.OptimizationofpheromonedispensersfordiamondbackmothPlutella xylostella [J]. Journal of Chemical Ecology, 1997, 23: 2145-2159

ReddyGVP,GuerreroA.Pheromone-basedintegratedpestmanagementtocontrolthediamondbackmothPlutella xylostellaincabbagefields[J]. Pest Management Science, 2000, 56: 882-888

ReddyGVP,UrsKCD.MasstrappingofdiamondbackmothPlutella xylostellaincabbagefieldsusingsyntheticsexpheromone[J]. International Pest Control, 1997, 39: 125-126

TalekarNS,SheltonAM.Biology,ecology,andmanagementofthediamondbackmoth[J]. Annual Review of Entomology, 1993, 38: 275-301.

TamakiY,KawasakiK,YamadaH, et al. Z-11-hexadecenalandZ-11-hexadecenylacteact:Sexpheromonecomponentsofthediamondbackmoth(Lepideptera:Plutellidae) [J]. Applied Entomology and Zoology, 1977, 12: 208-210.

WangSL,ShengCF,QiaoCL.GeneticvariabilityofPlutella xylostella (Lepidoptera:Plutellidae)populationfromdifferentgeographies[J]. Acta Ecologica Sinica, 2002, 22(10): 1718-1723. [王少丽，盛承发，乔传令. 不同地理种群小菜蛾的遗传多样性分析[J]. 生态学报，2002，22(10): 1718-1723]

XieSH,LiangYP,LinZF, et al.Comparisonexperimentofdifferentsexpheromonetrapsofdiamondbackmoth, Plutella xylotessaL. [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2010, 26(23): 299-301. [谢圣华，梁延坡，林珠凤等. 不同小菜蛾性诱剂诱芯品种比较试验[J]. 中国农学通报，2010, 26(23): 299-301]

XuHY,LiGQ,LiuML, et al.Ovipositiondeterrentsinlarvalfrassofthecottonbollworm, Helicoverpa armigera (Lepidoptera:Noctuidae):Chemicalidentificationandelectroantennographyanalysis[J]. Journal of Insect Physiology, 2006, 52: 320-326.

YangCY,LeeS,ChoiKS, et al.SexpheromoneproductionandresponseinKoreanpopulationsofthediamondbackmoth, Plutella xylostella[J]. Entomologia Experimentalis et Applicata 2007, 124: 293-298.

ZaluckiMP,ShabbirA,SilvaR, et al.Estimatingtheeconomiccostofoneoftheworld’smajorinsectpests, Plutella xylostella (Lepidoptera:Plutellidae):Justhowlongisapieceofstring? [J]. Journal of Economic Entomology, 2012, 105(4):1115-1129.

ZhaoHL,YouMS.Advancementinresearchontheinsecticideresistanceofdiamondbackmoth, Plutella xylostella (L.)anditsmanagement[J]. Entomological Journal of East China, 2001, 10(1): 82-88. [赵怀玲，尤民生. 小菜蛾抗药性及其治理对策的研究进展[J]. 华东昆虫学报，2001, 10(1): 82-88]

ZhuX,YangJQ,WuQJ, et al.GeneticdiversityofdifferentgeographicalpopulationsofPlutella xylostella (Lepidoptera:Plutellidae)fromChinabasedonISSRanalysis[J]. Acta Entomologica Sinica, 2012, 55(8): 981-987. [朱勋，杨家强，吴青君,等. 小菜蛾不同地理种群遗传多样性的ISSR标记研究[J]. 昆虫学报，2012, 55(8): 981-987]

Development of regional attractants for diamondback moth,Plutellaxylostella(Lepidoptera: Plutellidae) based on sex pheromones and its application in Pearl River Delta

DAI Jian-Qing*, CHEN Da-Song, YE Jing-Wen, LV Xin, XU Qi-Yun, LI Zhi-Gang, LI Jun, AN Xin-Cheng, HAN Shi-Chou*

(Guangdong Key Laboratory of Animal Conservation and Resource Utilization, Guangdong Public Laboratory of Wild Animal Conservation and Utilization, Guangdong Institute of Applied Biological Resources, Guangzhou 510260, China)