寄主水果11种挥发性成分对斑翅果蝇的引诱效果

蔡普默， 仪传冬， 季清娥， 张琪文， 林 嘉， 王 波，杨建全， 宋东宝， 陈家骅

(1.联合国(中国)实蝇防控研究中心，福建 福州350002；2.福建农林大学植物保护学院益虫研究所，福建福州350002；3.闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室，福建 福州350002；4.生物农药与化学生物学教育部重点实验室，福建福州350002；5.武夷学院茶与食品学院园艺系，福建武夷山354300)

斑翅果蝇[Drosophila suzukii(Matsumura)]，又名铃木氏果蝇或樱桃果蝇，英文名为spotted wing drosophila(SWD)，属双翅目(Diptera)果蝇科(Drsophilidae)果蝇属(Drosophila)[1].斑翅果蝇雌虫具有坚硬的锯齿状产卵器，能将卵产于成熟或者即将成熟的水果内，孵化后的幼虫在果内钻蛀取食，被蛀食的果实会出现未熟先黄、脱落和腐烂的症状，严重影响果实的产量和质量[2].斑翅果蝇能危害18个科60多种经济水果，如蓝莓、草莓、树莓、樱桃、桃、葡萄、柿子等，还能取食种植在水果周边的观赏性浆果、野生水果等非经济作物[3].目前，我国北至黑龙江、吉林和辽宁，南至广东、福建等多个省份和地区都有该害虫的分布[4-6].对于该害虫的防治主要依赖化学农药，以物理和农业防治为辅，但因该害虫卵、幼虫及蛹长期隐藏于果实内部，且成虫飞行能力强，使得化学防治效果欠佳[7-8]；同时，化学农药的滥用易造成害虫抗药性、“3R”等一系列问题[9].因此，研发一种绿色且高效的斑翅果蝇防治技术势在必行.

利用植物源引诱剂和性信息素等气味源控制大规模空间活动的成虫可实现对害虫种群的可持续控制，且二者均具有微量高效和环境友好等优点[10].国内外用于诱捕斑翅果蝇的引诱剂主要有苹果酒醋[11]、糖醋酒液[12]、酵母和糖水混合物[13-14]等食物引诱剂，目前尚无植物源挥发性成分合成引诱剂的报道.研究表明，寄主植物果实及其挥发性物质对斑翅果蝇具有良好的引诱作用[15-17].因此，本试验选取对斑翅果蝇具有强烈触角电位反应的8种寄主水果挥发物和3种其嗜好寄主的共性挥发物为研究对象，测试这些挥发物对斑翅果蝇的室内引诱效果，以期为斑翅果蝇植物源引诱剂的开发奠定基础.

1 材料与方法

1.1 供试虫源

供试的斑翅果蝇于2015年由云南农业大学引进，隔离饲养于养虫室内，已建立相对稳定的种群.成虫饲养于玻璃罐(1 800 mL)中，内供有100 g苹果肉和100 g人工饲料.盛有果蝇的玻璃罐置于温度(25±1)℃、相对湿度(70±5)%、光周期14L∶10D的养虫室内饲养.试验所用的斑翅果蝇为羽化3～7 d的成虫.为增强果蝇在气味选择试验中的灵敏性，在试验前将其饥饿处理4 h，期间只提供水[17].

1.2 试剂的选择和配制方法

1.2.1 试剂的选择 作者前期通过GC-MS鉴定斑翅果蝇较为嗜好的寄主水果(蓝莓、草莓和樱桃)的挥发物成分，发现这3种水果共同拥有的挥发物有己醇、反式-2-己烯-1-醇、乙酸异戊酯和芳樟醇.另外，斑翅果蝇嗜好的寄主挥发物中，己醛、2-庚酮、反式-2-己烯醛、芳樟醇[17]、乙酸乙酯、水杨酸甲酯、己酸和α-紫罗兰酮[18]能引起斑翅果蝇成虫显著的触角电位反应.因此，本研究选取这11种寄主水果挥发物为研究对象(表1)，测试其对斑翅果蝇的室内引诱效果.

表1 供试药剂的信息Table 1 Information of tested chemicals

1.2.2 梯度溶液的配制 乙醇和乙酸是引诱斑翅果蝇最基本的2种物质[11].Huang et al[19]和Cai et al[20]建议当乙醇和乙酸混合液用于引诱斑翅果蝇时，乙酸的含量最好为1.5%～2.0%.因此，本研究将75%乙醇和36%乙酸溶液以30∶1的比例进行混合作为溶剂，11种挥发物作为溶质分别溶于乙醇和乙酸混合液中，配成体积分数为1/5、1/50、1/500、1/5 000、1/50 000的溶液，在漩涡震荡器上充分混合，现配现用.以未添加任何挥发物的乙醇和乙酸混合液作为对照.

1.2.3 正交试验设计 根据试验结果，选取己醛、2-庚酮、反式-2-己烯醛和芳樟醇4个影响因素，0、1/500和1/5 000 3个浓度水平，设计L9(34)的正交试验，方案见表2.按正交试验方案将挥发物溶于乙醇和乙酸混合液中，在漩涡混合器上充分混合，现配现用.

1.3 试验仪器和装置

六臂嗅觉仪(图1)：在Gu et al[21]的基础上进行稍微改进，各部件由硅胶管连接，观察室由无气味、全透明的有机玻璃制作，每个臂都由流量计、附有活性炭的空气过滤瓶、加有蒸馏水的空气加湿瓶和空气泵组成，单臂流速控制为200 mL·min-1.

白色网纱笼：笼子长、宽和高均为30 cm，由有机塑料板覆盖4个面，另外2个侧面为100目尼龙网纱，笼子中央留有长约20 cm、直径约10 cm的圆形白色操作袖口.

表2 L9(34)正交试验的方案Table 2 Plan of the orthogonal experiment

诱集瓶：取若干个250 mL的三角锥形瓶，用封口膜(PM996)将瓶口密封，并在封口膜中央开一个孔洞，将蓝色枪头尾部剪去1/3部分，插入孔洞中，瓶内的混合物气味可通过蓝色枪头孔洞散发出去，果蝇也能通过蓝色枪头进入瓶内.

图1 六臂嗅觉仪Fig.1 Diagram of six-arm olfactometer

1.4 试验方法

1.4.1 斑翅果蝇对不同挥发物行为反应的测定 利用六臂嗅觉仪测试斑翅果蝇对不同浓度挥发物的行为反应.分别用移液枪量取50 μL不同浓度的溶液于自制诱芯中，后将诱芯随机放入六臂连接的味源瓶内。打开空气泵，预先抽气5 min，后将50头斑翅果蝇成虫置于观察室内，雌雄比例1∶1，观察、记录30 min内在选择区停留30 s以上或者进入味源瓶的果蝇数量和雌雄性别。所有供试成虫只使用一次，每日测定时间为8：00—18：00.试验在温度(25±1)℃、湿度(65±5)%、光照度1 000 lx及室内宽敞、无异味的条件下进行.每完成一组试验，用蒸馏水擦拭活动区，用75%酒精擦拭味源瓶，并更换新的溶液.每种试剂重复5次.

1.4.2 9组混合物对斑翅果蝇的室内引诱效果测定 试验在温度(25±1)℃、湿度(65±5)%、光照度1 000 lx及室内宽敞、无异味的条件下进行.每个白色网纱测试笼顶部放置一块湿润的棉花，作为斑翅果蝇的水源；底部中央放置一个自制诱集瓶，内装有200 μL待测混合物.每个笼子放入50头成虫，雌雄比例为1∶1.测试时间为8：00—14：00，统计诱集瓶中的果蝇总数和雌雄性别.每个处理重复3次.

1.5 数据处理与分析

采用SPSS 17.0和WPS 2016软件处理数据.为提高数据的正态性和同方差性，在进行方差分析前，将所有做出反应的虫数进行对数转换，而表格中呈现的是未转换的原始数据[22].采用单因子方差分析法对试验数据进行分析，用Tukey′s HSD进行多重比较.

2 结果与分析

2.1 斑翅果蝇对不同浓度挥发物的行为反应

由表3可知，各浓度的乙酸乙酯、水杨酸甲酯、己酸、α-紫罗兰酮、己醇、反式-2-己烯-1-醇和乙酸异戊酯添加至乙醇和乙酸混合液中，对引诱斑翅果蝇没有显著的增效作用；然而，添加不同浓度的己醛、2-庚酮、反式-2-己烯醛和芳樟醇具有一定的增效作用，增效浓度分别为1/500～1/50 000、1/5～1/5 000、1/500～1/5 000和1/500～1/50 000.另外，除了1/5 000反式-2-己烯-1-醇外，11种挥发物对斑翅果蝇的引诱效果不存在显著的性别差异，即这11种挥发物对斑翅果蝇雌虫和雄虫的引诱力相当.

2.2 9组混合物对斑翅果蝇的室内引诱效果

表3 不同浓度的挥发物对斑翅果蝇雌雄成虫的引诱效果1)Table 3 Attractiveness of different concentrations of volatile to D.suzukii females and males

表4 L9(34)正交试验的直观分析表Table 4 Intuitive analysis of the orthogonal experiment

表5 9组混合物对斑翅果蝇的室内引诱效果1)Table 5 Attractiveness of 9 volatile mixtures to D.suzukii in the laboratory

3 讨论

植物挥发性成分在调控植食性昆虫的许多行为(如对寄主植物的定向行为、对产卵场所的选择、取食行为等)上起着重要作用[23].斑翅果蝇寄主植物的挥发物中势必有一种或几种关键物质对该害虫的寄主定位起着关键性作用[15].本试验结果表明，供试的11种挥发性物质分别添加到一定比例的乙醇和乙酸混合液中，对斑翅果蝇的引诱作用不同，其中只有2-庚酮、己醛、反式-2-己烯醛和芳樟醇具有一定的增效作用.据报道，乙酸乙酯不仅是斑翅果蝇寄主植物的挥发物，还是能引起该害虫强烈触角电位反应的物质之一；但是，Cha et al[11]发现，将乙酸乙酯添加至乙醇和乙酸混合液中会对斑翅果蝇产生趋避作用.本研究也发现，乙酸乙酯对乙酸和乙醇混合液引诱斑翅果蝇没有明显增效作用.另外，乙酸异戊酯不仅存在于斑翅果蝇嗜好的寄主如覆盆子、樱桃、草莓、蓝莓和黑莓中[24]，还存在于斑翅果蝇成虫和幼虫中肠优势酵母菌的挥发物中，同时能引起斑翅果蝇成虫触角强烈的电位反应[25].Revadi et al[24]证实10 μg乙酸异戊酯与一定比例的乙酸和乙醇混合对斑翅果蝇雌虫具有明显的引诱作用，但如果剂量过大就会产生趋避作用[11].本研究中，乙酸异戊酯对乙酸和乙醇混合液并没有增效作用，可能是由于乙酸异戊酯的浓度与前人的研究[24]不一致或使用的乙醇和乙酸混合液的比例不一致等.

正交试验结果表明，己醛、2-庚酮、反式-2-己烯醛、芳樟醇添加到一定比例的乙醇和乙酸混合液中，对斑翅果蝇的引诱具有一定的增效作用，可能是由于自然界中果蝇通常是通过感受若干种复杂的混合气味组成的“化学指纹图谱”而发生相应的行为反应[26].近年来，在挥发性植物源引诱剂的筛选和混配方面涌现了一些新思路，如“超级混配法”(super-blending)[27]和“气味环渡理论”[28].“超级混配法”是指将对多食性害虫具有引诱作用的几种寄主植物共同拥有的挥发性成分混合，为了避免蜜源背景气味的干扰，混配比例不能与其在任何特定引诱性植物中的自然含量相似[29].本研究就是利用“超级混配法”的原理，将斑翅果蝇几种嗜好寄主植物共有的挥发性成分与乙醇和乙酸进行混配，筛选出对乙醇和乙酸混合液引诱斑翅果蝇具有良好增效作用的单一挥发性物质及其混合物.然而，若将此引诱剂投入生产中使用还需要开展许多工作，如探索其在田间的引诱效果和对斑翅果蝇引诱的特异性，以及该挥发性成分混合物与乙醇和乙酸的最佳比例等.