梨小食心虫性信息素载体筛选与应用优化

孔维娜，王怡，牛国飞，郭永福，赵飞，马瑞燕，范仁俊*

(1.山西省农业科学院 植物保护研究所/农业有害生物综合治理山西省重点实验室，山西 太原 030031；2.山西农业大学 农学院，山西 太谷 030801)

梨小食心虫Grapholitamolesta(Busck)，属鳞翅目(Lepidoptera)、卷蛾科(Tortricidae)，是世界范围内蔷薇科果树的主要害虫[1]。其为害具有钻蛀性和隐蔽性[2，3]，喷施农药无法达到较好的防治效果，加之食品安全、农药残留和环境污染等问题的日益凸显，开发对环境友好的绿色防控手段受到研究者的普遍关注[4～6]。其中，性信息素在害虫预测预报和防治中应用广泛，对梨小食心虫起到了较好的防治效果[7～11]。利用性信息素防控害虫时，需要其成分在害虫的发生期内可以稳定持续的释放，以保证性信息素持久的生物活性。

然而，一些因素会对昆虫性信息的持效期和稳定性产生影响，造成持效期短、稳定性差的问题。这些因素分为化学因素和物理因素。影响较大的，如，在紫外光和热的作用下会对含有双键的性信息素组分产生异构化；光化学和热的作用导致的氧化分解；载体，植物，土壤等对性信息素组分的吸收和解吸；以及pH值改变造成组分的水解和金属离子导致的聚合等等[12]。

不同材质的载体对梨小食心虫性信息素组分的吸收和解吸能力可能存在差异，从而影响性信息素使用过程中的稳定性和持效性。梨小食心虫性信息素的主要活性成分为顺-8-十二碳烯醇醋酸酯，是一种不饱和的长链酯，在空气中容易受到氧化失去双键，使性信息素组分的活性丧失。选择适宜的释放载体以及添加剂，一方面有保护性信息素免受环境氧化降解的能力，同时载体和添加剂本身不会对性信息素的释放产生影响。橡胶塞和聚乙烯材质的塑料制品是目前常用的固体型性信息素释放载体[13～15]，聚乙烯离心管价格低廉，在经济成本方面适宜工业化生产和推广使用。此外，在配置的诱芯中加入抗氧化剂，有利于抑制或者延缓有机化合物在空气中氧化。

本文对比了2种释放载体橡胶塞和聚乙烯离心管对梨小食心虫性信息素引诱效果的影响，并在此基础上进行了抗氧化的应用优化试验，以期从稳定释放和增加持效期2个方面提高性信息素交配干扰技术在防治梨小食心虫中的使用效果，尝试提出一种适用于性信息素交配干扰防治梨小食心虫的新剂型。

1　材料与方法

1.1　试验材料

自制梨小食心虫性信息素(顺-8-十二碳烯醇醋酸酯：反-8-十二碳烯醇醋酸酯：顺-8-十二碳烯醇：十二碳-1-醇=100∶6.8∶19.1∶5.4)，溶剂为正己烷，纯度99%。

250 μL橡胶塞，购于北京格瑞碧源科技有限公司。白色，直径1 cm，高2 cm。将200 μg自制梨小食心虫性信息素滴加入橡胶塞凹槽，静置待液体渗入橡胶塞后使用。

1.5 mL的聚乙烯塑料离心管。将200 μg自制梨小食心虫性信息素滴加入离心管后，用封口膜将管口密封，使用前用圆规在离心管管盖上扎孔。

市售性诱芯(以下简称PHD)，购于北京中捷四方生物科技股份有限公司，内含200 μg人工合成的梨小食心虫雌虫性信息素。

抗氧化剂BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)，购于成都格雷西亚化学技术有限公司，纯度99%。

1.2　试验地选择

选择山西省中部的太谷县(37°18＇N，112°29＇E，海拔824 m)西山底村桃园。主栽品种为大久保，平均树龄6 a，平均株行距2.5 m×5 m。按照当地果农习惯进行剪枝和喷洒杀虫剂、杀菌剂和除草剂。

1.3　试验方法

1.3.1不同载体比较

设置以离心管为载体的性信息素诱芯、以橡胶塞为载体的性信息素诱芯和不放置诱芯的空白水盆对照3种处理，均使用水盆诱捕器，为防止相互干扰，每个诱捕器之间间距30 m，诱捕器悬挂于桃树树冠距地面1.5 m处；橡胶塞和离心管均悬挂距水面≤1 cm处。各处理均重复4次，共12个诱捕器，完全随机悬挂于桃园(面积为3 600 m2)。试验于2012年8月6日至8月19日进行，试验期内，每天上午07:00 ～10:00统计各诱捕器诱蛾量，清除虫体和杂物并加水。

1.3.2离心管载体应用优化

将1 g抗氧化剂BHT加入127 mL乙醇中(乙醇密度为0.789 g · mL-1，100 g乙醇的体积为127 mL)，配置成1%的BHT溶液，其浓度为7.9 g · L-1。分别将2.5、5.1、7.6和10.1 μL(即抗氧化剂BHT质量约为20、40、60和80 μg)的BHT溶液加入含有200 μg性信息素的离心管中，配置成含抗氧化剂浓度分别为10%、20%、30%、40%的溶液。设置如下处理：

Ph：自制性信息素；Ph+B10：自制性信息素+10%抗氧化剂BHT；Ph+B20：自制性信息素+20%抗氧化剂BHT；Ph+B30：自制性信息素+30%抗氧化剂BHT；Ph+B40：自制性信息素+40%抗氧化剂BHT；PHD：市售的性诱芯；CK：无诱芯空白对照。其中，使用自制性信息素的处理，载体均为离心管。

各处理均使用水盆诱捕器，为防止相互干扰，每个诱捕器之间间距30 m，水盆诱捕器悬挂于桃树树冠距地面1.5 m处；离心管悬挂于距水面≤1 cm处。各处理均重复4次，共28个诱捕器，完全随机悬挂于桃园(面积为6 300 m2)。试验于2013年6月28日至9月16日进行。试验期内，每隔3 d于上午07:00～10:00统计诱蛾量，清除虫体和杂物并加水。

1.4　统计分析

利用Excel2016和SPSS19.0统计软件处理数据。首先利用Shapiro-Wilk test检测所有数据是否符合正态分布。对不符合正态分布的数据(2种载体和不同浓度抗氧化剂对诱蛾量的影响原始数据)，进行平方根转换[16]。之后进行方差分析，用Duncana进行多重比较检测。

2　结果与分析

2.1　不同载体比较试验

使用不同载体的性信息素诱捕器均能有效诱集梨小食心虫雄性成虫，差异不显著(F=0.283 2; df=2, 11;P=0.581；图1)。以离心管为载体的处理平均诱蛾总量(27.0±7.9)头·诱捕器-1，小于橡胶塞处理的(36.3±16.1)头·诱捕器-1。日诱蛾总量的动态图中我们可以看到，以离心管为载体的处理诱蛾量在8月10日之前高于橡胶塞，但8月10日之后低于橡胶塞，持效期较短(图2)。

图1　不同性信息素载体对梨小食心虫诱蛾量的影响Fig.1　Effects of different release carriers of sex pheromone on mean catches of adult Grapholita molesta.注:不同字母表示差异显著(P<0.05)。Note：Different letters show significant difference at the 0.05 level.

图2　2012年山西太谷不同性信息素载体对梨小食心虫日诱蛾总量的影响Fig.2　Dynamic of adult Grapholita molesta effected by different release carriers of sex pheromone.

2.2　应用优化试验

在以离心管为载体的性信息素中添加不同浓度的抗氧化剂后增加了梨小食心虫的诱蛾效果(F=4.854, df=6, 27,P=0.003；图3)，但田间添加抗氧化剂与未添加抗氧化剂之间差异不显著。其中含有40%抗氧化剂的性信息素的总诱蛾量最大，且与PHD的诱蛾量差异不显著。约为单独性信息素Ph的3.8倍。

图3　在性信息素中添加不同浓度的抗氧化剂(BHT)后田间引诱雄蛾效果的比较Fig.3　Effects of different concentration of sex pheromone antioxidant on mean catches of male Grapholita molesta.　　注:不同字母表示差异显著(P<0.05)　　Note：Different letters show significant difference at the 0.05 level.

由图4可知，单独性信息素Ph诱捕器只在7月6日之前诱蛾效果较好，此后诱蛾量持续处于较低水平。含有抗氧化剂的性信息素诱捕器在8月27日之前，单日平均诱蛾量均低于使用市售性诱芯的处理。但8月27日之后含有抗氧化剂的性信息素诱捕器的诱蛾量持续高于市售性诱芯处理。整体而言，添加抗氧化剂的性信息素诱捕器诱蛾效果后期表现较好，含有30%和40%抗氧化剂的性信息素诱蛾量持效性优于20%和10%。因此，延长引诱梨小食心虫持效期的抗氧化剂的最佳浓度范围为30%至40%。

3　讨论与结论

对比2种性信息素载体发现，以橡胶塞为载体的性信息素诱捕器总诱集量及持效期均优于以离心管为载体的性信息素诱捕器。离心管载体的挥发性强于橡胶塞载体，使用前期诱蛾效果较好，但同时性信息素直接与空气接触，易受空气氧化，造成持效期下降，影响使用后期的诱蛾效果。以离心管为载体的性信息素在实际应用中需要提高其抗氧化性。

在离心管载体性信息素诱捕器应用优化试验中，添加抗氧化剂后，离心管为载体的性信息素诱捕器对梨小食心虫的总诱捕量有所提高，并在使用后期逐渐超过使用市售性诱芯的诱捕器。试验所采用的抗氧化剂BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)具有较强的抗氧化性、耐热性、稳定性及价格低廉的特点，在应用效果和经济成本方面，适宜在性信息素产品的工业化生产加工中使用。筛选出的抗氧化剂最佳浓度范围可以帮助下一步继续优化性信息素的田间应用，提高防治效果。市售梨小食心虫诱芯2.5元/个。离心管为载体，同时添加抗氧化剂的自制诱芯，其成本约为0.05元·个-1(单个诱芯具体成本：离心管0.04元，性信息素0.006元，抗氧化剂BHT 0.172 8×10-4元)。离心管作为载体同时添加抗氧化剂的诱芯，在保证了防治效果的同时，有效的降低了性信息素使用的成本。同时，由于适当的延长了持效期，在一定程度上也可减少更换性信息素的次数，节约人力。但是，在性信息素诱芯中添加抗氧化剂，前期会对性信息素的释放产生抑制作用，抗氧化剂对性信息素诱芯的提效作用主要体现在使用后期。因此，在抗氧化剂的实际应用中，建议适当增加性信息素的使用量，以保证前期的使用效果。

图4　加入抗氧化剂(BHT)后性信息素田间持效期的比较Fig.4　Effects of different concentration of antioxidant on holding period of sex pheromone.

此外，梨小食心虫性信息素在使用过程中持效期短和稳定性差的问题，在一定程度上是由于载体的吸收和解吸以及空气的氧化作用，但任然受到其他因素的影响，需要下一步继续进行优化研究。对性信息素在使用过程中的稳定性和持效性进行优化，有利于保证性信息素持续的生物活性，提高性信息素交配干扰技术在防治梨小食心虫中的使用效果。