朱砂叶螨对6种蔬菜的选择性研究

段秀影，赵云龙*，王嘉婧，张岩会，郑荣欣，姚博文

（吉林省通化师范学院 通化市 134000）

近年来，全世界对农业害螨的关注度逐渐增加，为找到新的安全、有效、合理控制农业害螨的途径，螨类对寄主的选择性研究逐渐受到人们的重视。

昆虫的个体较小，而且由于特殊的生活习性，听觉和视觉系统相对退化，但嗅觉系统尤其发达。昆虫的嗅觉具有专一、灵敏的识别功能，是昆虫与外部环境进行信息交流的主要手段[1]，也在其生命活动中起着重要的作用。昆虫的触觉感官具有很多感受器，可以感受到环境中植物释放的特异性化学气味分子，气味分子运载的信息在感觉神经元中转换成电生理信号，经过一系列神经传递过程传递至高级中枢进行信息处理[2]，然后由传出神经将信号传到对应的效应器中从而支配昆虫进行各种活动，如寻找食物及配偶、搜寻产卵场所和躲避外界环境伤害等行为[3]。

朱砂叶螨又名红叶螨，属蛛形纲叶螨科，为害多种蔬菜，通过口针吸取植物叶片细胞中的营养物质，使被害部位逐渐失绿、枯死，严重为害植物的正常发育，对蔬菜的产量和品质造成严重的影响[4]。朱砂叶螨为了完成对营养的需求，借助寄主植物所挥发的化学物质来寻找寄主[5]。本实验选择6种蔬菜，通过提取蔬菜挥发性物质，研究朱砂叶螨对不同寄主蔬菜提取物的选择性，同时测定挥发性物质对螨体内谷胱甘肽-S 转移酶活力和谷氨酸浓度的影响，了解朱砂叶螨对不同寄主植物的偏好程度，对合理安排农作物、设立有效保护的农事措施具有参考意义。

1 材料与方法

1.1 供试植物与昆虫

6种蔬菜寄主：黄瓜（Cucumis sativus），“中农106 号”；生菜（Lactuca sativa），“中农绿亨新大利”；白菜（Brassica pekinensis），“中农新3 号”；豌豆（Pisum sativum），“碧丰”品种；葱（Allium fistulosum），“中农明星3 号”品种；茄子（Sola⁃num melongena）“园杂16 号”品种。在蔬菜发芽到叶片的出现期间没有使用任何的化学药剂，得到的是植物自然生长状态下的叶片。

朱砂叶螨：初始虫源采集于通化师范学院温室棚里芸豆叶片上，经鉴定后，在光照培养箱内（温度26±2 ℃，相对湿度37±2%，光周期16 L∶8 D）进行隔离培养，繁殖十几代形成稳定的种群。随机选取健康、活动能力强、大小一致的成虫进行实验。

1.2 寄主蔬菜提取液的制备

分别取6种蔬菜的新鲜叶片，先用蒸馏水将叶片洗干净，自然风干后将叶片粉碎，按照叶片质量（g）∶95%酒精（mL）=1∶5 的比例加入95%酒精，浸泡24 h，过滤后重复2 次，将3 次得到的滤液合并，滤液经过旋转蒸发仪浓缩后得到寄主植物的提取液，按照提取液（mL）∶蒸馏水（mL）=1∶10 的比例加入10 倍蒸馏水，得到稀释后的6种蔬菜提取液，保存于-4℃的冰箱内冷藏备用。

1.3 朱砂叶螨对寄主植物选择性测定

利用自制昆虫嗅觉仪进行测试，如图1 所示，实验温度26 ℃，相对湿度50%，气体流速80 mL/min。取培养皿中已饥饿30 min的100头健康成螨放在昆虫放置口附近，观察并记录60 min 时成螨的行为反应，反应的标准如下：当供试的朱砂叶螨爬至每种气味源的区域内，即朱砂叶螨对该气味源做出了选择，若该螨虫在规定的时间内没有做出较明确的选择，则视为该螨虫无反应，结束这组供试螨虫的观察，更换1 次气味源，并用无水酒精清洗容器，重复3 次。实验的时间安排在09:00—17:00，记录好每组供试的朱砂叶螨做出明确选择的数量。

选择反应率（%）=（做出选择的成虫头数/测试总头数）×100

图1 嗅觉仪装置（A：自制昆虫嗅觉仪 B：气体流量计 C：空气泵）

1.4 上清液的制备

随机选取健康、活动能力强、大小一致的100头成螨，采集1片新鲜的芸豆叶片，用纯净水冲洗叶片，清除叶片上的害虫，芸豆叶片背面朝上置于培养皿中的湿润海绵上，将叶片边缘以滤纸覆盖，防止成螨爬离叶片。将100头朱砂叶螨放在培养皿中饥饿处理1h，再另取1 个规格相同的培养皿，将滤纸粘在培养皿上，用小喷壶均匀喷上实验所需的植物提取液，将培养皿口对口放置，防止朱砂叶螨接触到滤纸，以饥饿1h 的朱砂叶螨嗅1h后取样，加入200 mL冷的生理盐水在冰盒上用玻璃研磨棒研磨，再加400 mL 生理盐水冲洗研磨棒。在4℃4000 r/min 下离心15 min，取离心上清液。

1.5 谷胱甘肽-S 转移酶（GSH-ST）和谷氨酸（GLu）活性的测定

根据考马斯亮蓝G-250 法测得待测样本蛋白浓度。谷胱甘肽-S 转移酶（GSH-ST）和谷氨酸（GLu）活力测定采用南京建成生物工程研究所生产试剂盒。

2 数据分析

所有的数据用平均值±标准差表示，统计分析采用SPSS 2.0 进行分析，采用单因素方差中的Duncan法来检验差异显著性。

3 结果与分析

3.1 朱砂叶螨对不同寄主植物的选择性

在自制昆虫嗅觉仪测试中，朱砂叶螨对供试挥发性物质做选择时，须肢和第一对足相互触动，逆着气体流动的方向做试探性的运动，运动的过程中略有停顿，并不断的用须肢和第一对足相互敲打，对不同的气味源做出明确的选择。测试结果表明，朱砂叶螨对白菜提取物的选择率最大，其次是葱提取物，对黄瓜、豌豆、生菜、茄子提取物的选择率差异不大。

图2 朱砂叶螨对不同植物提取物气味源的选择率（处理60min）

3.2 谷胱甘肽-S转移酶（GSH-ST）活力的变化

从图3 可以看出，白菜挥发性物质对螨体内GSH-ST活力的影响最明显，其次是葱、黄瓜、豌豆、生菜和茄子，但白菜和葱、黄瓜和豌豆差异均不显著，茄子对其活力影响最低。

图3 植物提取物对朱砂叶螨体内GSH-ST的影响

3.3 谷氨酸（GLu）浓度的变化

从图4可以看出，白菜挥发性物质对螨体内谷氨酸浓度的影响最明显，其次是葱、黄瓜、豌豆、生菜和茄子，葱和黄瓜、生菜和茄子对其螨体内谷氨酸浓度的变化差异均不显著。

图4 植物提取物对朱砂叶螨体内GLu浓度的影响

4 讨论

从上述选择率结果来看，虽然朱砂叶螨寄主广泛，但对不同的寄主植物却表现出不同的选择性。朱砂叶螨在寻找寄主植物的过程中，嗅觉是产生取食行为的重要基础，其嗅觉系统是一个高度专一、极其灵敏的化学检测器，可以辨别每种寄主植物挥发的气味[6]。这一结果与马俐等[7]、李莉等[8]实验该螨对豌豆的喜爱程度大于茄子部分一致。王少丽等[9]的研究表明朱砂叶螨最喜食菜豆，其次是茄子、黄瓜，与本研究的部分结果一致，不同的是本实验朱砂叶螨对黄瓜的喜爱程度大于茄子。推测是实验方法的不同导致的差异，王少丽采用的方法是朱砂叶螨对不同植物叶片的选择，而本实验采用的是朱砂叶螨对植物叶片提取液气味的选择，可能与提供植物浓度不同导致的，还有可能是供试时间长短导致的差异。

GST-SH是生物细胞信号通路和生物合成方面重要的物质，被认为是对毒性的内源和异生代谢物的适应[10]。昆虫对寄主植物中代谢物的适应能力越强，其体内GST-SH活性的变化就越强。本实验结果表明，在朱砂叶螨6种植物寄主中，白菜气味源对GST-SH活性影响最强，茄子气味源对其影响最弱。这与安志兰等[11]研究所得的4个寄主种群诱导B型烟粉虱体内GST-SH活性的强弱来反应种群对寄主植物的适应性结论类似，与张彦广等[12]研究所得的杨树次生代谢物质对光肩星天牛GST-SH活性的强弱有影响这一结论一致。在供试的6种寄主植物中，酶活性测定结果与朱砂叶螨对寄主植物气味源的选择率结果是一致的，反应了朱砂叶螨体内GST-SH活力的变化与对不同植物的取食偏好程度成正比，同时也表明不同的植物对朱砂叶螨有程度不一的引诱作用，导致体内GST-SH活性出现差异。

GLu 参与生物体内的蛋白质代谢过程，是许多化学反应的重要物质，谷氨酸是中枢神经系统中一种至关重要的兴奋性神经递质，其作用是通过兴奋性氨基酸受体而实现的，介导快速兴奋性突触传递过程[13]。当朱砂叶螨嗅到各种植物的气味时，这些独特的气味分子运载的信息经过一系列神经传递过程传递至高级中枢进行信息处理[14]，并转让中枢神经判定是否为寄主植物。本实验结果表明，在朱砂叶螨6种植物寄主种群中，白菜气味源对GLu 浓度影响最高，茄子气味源对其影响最低。这种变化与郭延红等[15]和柳卓等[16]研究表明低浓度的谷氨酸维持神经系统的正常功能，高浓度的GLu 诱发神经精神性疾病的结果类似。本实验中GLu 测定结果与朱砂叶螨对各气味喜爱程度结果是一致的，反映了朱砂叶螨体内GLu 活力的变化与对不同植物的取食偏好程度成正比。以上的结果也说明不同植物的气味对朱砂叶螨体内GLu浓度的影响存在差异。

朱砂叶螨对不同蔬菜气味选择性存在差异，这是不同的蔬菜产生的挥发性物质对朱砂叶螨的引诱效果存在差异导致的。研究朱砂叶螨对不同种类蔬菜的选择性具有重要的作用，为今后田间蔬菜有效治理农业害螨提供科学依据，为建立有效保护的农事措施提供参考。