柑橘大实蝇成虫对9种植物提取物的嗅觉反应

龚碧涯　刘慧　向敏　刘娟　肖伏莲　杨水芝　戴长庚　欧阳文鹏　贺荣华

摘要 为明确对柑橘大实蝇具有引诱或拒避作用的植物精油或挥发物，通过Y形嗅觉仪分别测定柑橘大实蝇雌、雄成虫对橘子精油、橙叶精油、橙花精油、柠檬桉精油、薄荷素精油、栀子花精油、D-柠檬烯、芳樟醇和月桂烯的选择率。结果表明，柑橘大实蝇雄虫倾向于选择橘子精油、橙花精油、D-柠檬烯、柠檬桉精油、栀子花精油，雌虫倾向于选择芳樟醇和柠檬桉精油。柠檬桉精油对柑橘大实蝇雌虫和雄虫均有显著的引诱作用，雌虫对柠檬桉精油的选择率为52.38%，雄虫的选择率也达到了50%。本研究为开发对柑橘大实蝇雌、雄成虫均具有引诱作用的引诱剂提供了一定的理论参考。

关键词 柑橘大实蝇; 嗅觉行为; 植物精油; 植物挥发物

中图分类号： S 436.661.29

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019288

Olfactory responses of Bactrocera minax （Enderlein） to nine plant extracts

GONG Biya1， LIU Hui1， XIANG Min1， LIU Juan1， XIAO Fulian1*，

YANG Shuizhi1， DAI Changgeng2， OUYANG Wenpeng3， HE Ronghua3

（1. Hunan Research Institute of Horticulture， Monitoring Experimental Station for Fruit Trees in Central China， Ministry of

Agriculture and Rural Affairs， Changsha 410125， China; 2. Guizhou Institute of Plant Protection， Guiyang 550006， China;

3. Ningyuan County Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Yongzhou City， Hunan Province， Yongzhou 425600， China）

Abstract

In order to identify the plant essential oils or volatiles with attractive or repellent activities， the selection rate of Bactrocera minax for citrus oil， petitgrain oil， neroli， citriodora oil， peppermint oil， gardenia oil， D-limonene， linalool and myrcene were tested by using Y-tube olfactometer. The results showed that the male of B.minax preferred to select the citrus oil， neroli， D-limonene， citriodora oil and gardenia oil， while the female of B.minax preferred to select linalool and citriodora oil. The female and male of B.minax could be attracted by citriodora oil， with a selection rate of 52.38% and 50.0%， respectively. Therefore， the citriodora oil may be developed as the attractant from plants for trapping the male and female of B.minax.

Key words

Bactrocera minax; olfactory behavior; plant essential oils; plant volatiles

柑橘大實蝇Bactrocera minax （Enderlein），属双翅目，芒角亚目，实蝇科，果实蝇属，大实蝇亚属，是主要分布于我国的柑橘类重要害虫，常对柑橘造成毁灭性的危害[1]。柑橘大实蝇1年发生1代，主要以成虫产卵于幼果，卵孵化成幼虫蛀食柑橘果实为害[2]，幼虫出果后在土壤中化蛹，卵、幼虫、蛹期阶段均较隐蔽而不利于防治，成虫诱杀因高效、操作方便和绿色环保而成为防控柑橘大实蝇的关键技术之一[3]。

植食性昆虫能够利用寄主植物的挥发物搜寻食物、配偶或适宜的产卵场所[4]，而非寄主植物的挥发性物质对植食性昆虫的行为也有一定程度的影响，如菊花Chrysanthemum×morifolium提取物可抑制小菜蛾Plutella xylostella 对寄主的趋性[5]。植物提取物是从芳香植物中分离提取出的有特征香气的一类植物次生代谢物质，包括多成分组成的具挥发性的植物精油或单一成分的挥发性气味物质[6-7]。某些具挥发性的植物提取物对有的昆虫来说是信息化学物质，是由单一成分或特定的成分以严格的浓度比例组成的化学指纹图[8]，可利用其对害虫的拒食、驱避和引诱活性，进行害虫的行为控制。柑橘不同部位的挥发性物质成分不同[9]，已有研究表明，柑橘大实蝇雌虫对柑橘果皮挥发物壬醛、柠檬醛、柠檬烯和芳樟醇具有较强的正向选择[10]，关于柑橘的叶片、花对柑橘大实蝇成虫的引诱作用则未有报道。非寄主植物精油柠檬桉精油、薄荷素精油通常被报道为害虫的驱避剂[8， 11-13]，栀子Gardenia jasminoides Ellis的花期则与柑橘大实蝇的成虫羽化期一致，花香味浓郁[14-15]，这些提取物对柑橘大实蝇成虫的行为是否产生影响以及产生怎样的影响，是值得研究的问题。本研究通过Y形嗅觉仪测定柑橘大实蝇雌、雄成虫对橘子精油、橙叶精油、橙花精油、柠檬桉精油、薄荷素精油、栀子花精油、D-柠檬烯、芳樟醇和月桂烯的嗅觉行为反应，试图寻找具有引诱或拒避作用的植物精油或挥发物，为柑橘大实蝇成虫引诱剂或拒避剂的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

柑橘大实蝇采自湖南省永顺县富坪村，寄主为‘纽荷尔脐橙，于10月初收集虫果，将其置于10 cm左右厚的细沙上供其化蛹，在室外网室自然羽化后，转移至室内网笼内，用1%的蜂蜜水对柑橘大实蝇成虫进行群体饲养备用。

1.2 供试材料

橘子精油（citrus oil）、橙叶精油（petitgrain oil）和橙花精油（neroli）均由吉安市华天宝中草药生物制品厂生产，购自阿里巴巴网，标准含量均为99%，分别采用柑橘成熟的全果实冷榨、春天剪枝收集的酸橙Citrus×aurantium L.树叶和细梗经水蒸气蒸馏、苦橙的鲜花经水蒸气蒸馏而得;D-柠檬烯（D-limonene）和芳樟醇（linalool）均由江西省赣南天然香料油有限公司生产，购自阿里巴巴网，标准含量为90%，分別为橘子精油和芳樟油（linaloe wood oil）分馏而得;月桂烯（myrcene）由江西省吉水县赣旭香料油厂生产，购自阿里巴巴网，标准含量为80%，由β-蒎烯裂解而得;柠檬桉精油（citriodora oil）、薄荷素精油（peppermint oil）和栀子花精油（gardenia oil）均从淘宝网粤渝精油批发商城购得。

1.3 处理设置

以液体石蜡作为空白对照，分成3组，每组成对设置6个不同组合。第1组：橘子精油、橙叶精油、橙花精油、液体石蜡;第2组： D-柠檬烯、芳樟醇、月桂烯、液体石蜡;第3组：柠檬桉精油、薄荷素精油、栀子花精油、液体石蜡。供测样品均用液体石蜡配成10%的稀释液备用。

1.4 嗅觉行为测定

Y形嗅觉仪由“Y”形无色透明玻璃管制成，基部管长9.5 cm，两臂长均为20.0 cm，内径4 cm，两臂夹角75°，Y形管两臂分别通过聚四氟乙烯软管，依次与流量计、样品瓶、加湿瓶、活性炭瓶和大气采样器的出气口相连，气流由大气采样器抽入，两臂的气流流速均设定为0.5 L/min。Y形管置于暗箱内，暗箱内顶部装有40 W日光灯，位于Y形管正上方与基部管平行，以确保两臂的光线基本一致，具体连接方法见图1[16]。

将仪器连好后，分别在两臂的样品瓶中放入待测样品，并将饥饿8～10 h的单头柑橘大实蝇成虫释放入Y形管基部管入口，当虫体爬至1/2处开始计时。每头虫观测5 min，当虫体爬至某臂超过3管结合部3 cm处并保持10 s以上或达到出口者，就记该虫对该臂气味源做出选择，记录选择的时间，超过5 min仍不做出选择则结束观察，记不反应。每测定5头，更换一新的洁净Y形管，用过的Y形管用去污粉清洗干净，再用95%乙醇清洗并晾干备用。每测定10头调换味源方位1次，每对样品分别测试20～40头柑橘大实蝇雌成虫和雄成虫。根据以下公式计算选择率。

A臂的选择率=选择A臂的成虫数测试总成虫数×100%;

B臂的选择率=选择B臂的成虫数测试总成虫数×100%。

1.5 数据分析

数据分析使用SPSS 19.0软件卡方检验柑橘大实蝇雌、雄成虫在两个处理气味源间是否呈假设 H0为50%∶50%的理论分布，计算卡方值及相应的显著性水平，对不选择不作分析。

2 结果与分析

2.1 柑橘大实蝇成虫对不同柑橘精油的行为反应

从图2可以看出，与空白对照相比，柑橘大实蝇雌虫对橙叶精油的选择率最高，且高于空白对照（未达到显著水平，P>0.05）;对橙花精油次之，也高于空白对照（未达到显著水平，P>0.05）;对橘子精油的选择率较低，与对空白对照的选择率基本相当（P=0.439）。将橙叶精油、橙花精油分别与橘子精油比较，柑橘大实蝇雌虫对橙叶精油和橙花精油的选择率均显著高于橘子精油（P<0.05或P<0.01），且选择率均超过了40%;将橙叶精油与橙花精油比较，柑橘大实蝇雌虫对两种精油的趋向选择率基本相当（P=0.670）。

与空白对照相比，柑橘大实蝇雄虫对橘子精油的选择率最高，达到了51.28%，极显著高于空白对照（P<0.01）;对橙花精油的选择率次之，也极显著高于空白对照（P<0.01），但选择率偏低;对橙叶精油选择率低于对空白对照的选择率（未达到显著水平，P>0.05）。将橘子精油与橙叶精油比较，柑橘大实蝇雄虫极显著选择橘子精油（P<0.01）;将橘子精油与橙花精油比较，柑橘大实蝇雄虫对橘子精油的选择率高于橙花精油（未达到显著水平，P>0.05）;橙花精油与橙叶精油比较，柑橘大实蝇雄虫对两者的选择率基本相当（P=0.239）。

2.2 柑橘大实蝇成虫对主要柑橘挥发物的行为反应

由图3可以看出，与空白对照相比，柑橘大实蝇雌虫对芳樟醇的选择率最高，达到了41.66%，极显著高于空白对照（P<0.01）;柑橘大实蝇雌虫对D-柠檬烯和月桂烯的选择率均较低，且与空白对照相比，选择率均基本相当（P=0.808和P=0.827）。将芳樟醇与D-柠檬烯比较，柑橘大实蝇雌虫趋向选择芳樟醇，选择率达到了48.15%，但未达到显著水平（P>0.05）;柑橘大实蝇雌虫对月桂烯与芳樟醇、月桂烯与D-柠檬烯的选择率均基本相当（P=0.670和P=0.705）。

与空白对照相比，柑橘大实蝇雄虫对D-柠檬烯的选择率最高，达到了44%，显著高于空白对照（P<0.05），但对月桂烯和芳樟醇的选择率反而低于空白对照。将D-柠檬烯与芳樟醇比较，柑橘大实蝇雄虫对D-柠檬烯的选择率达到了65.12%，极显著高于芳樟醇（P<0.01）;将D-柠檬烯与月桂烯比较，柑橘大实蝇雄虫对D-柠檬烯的选择率也达到了41.94%，显著高于对月桂烯的选择率;柑橘大实蝇雄虫对月桂烯和芳樟醇的选择率基本相当（P=0.715）。

2.3 柑橘大实蝇成虫对非寄主精油的行为反应

由图4可以看出，与空白对照相比，柑橘大实蝇雌虫对柠檬桉精油的选择率达到了52.38%，显著高于空白对照（P<0.05）;对栀子花精油和薄荷精油的选择率则与空白对照相当（P=0.827和P=0.593）。将柠檬桉精油分别与薄荷精油、栀子花精油比较，柑橘大实蝇雌虫对柠檬桉精油的选择率均显著高于薄荷精油和栀子花精油，且选择率均超过了40%;柑橘大实蝇雌虫对栀子花精油和薄荷精油的选择率基本相当（P=0.593）。

与空白对照相比，柑橘大实蝇雄虫对柠檬桉精油的选择率也高达50.0%，极显著高于空白对照（P<0.01）;对栀子花精油的选择率也高达39.47%，也显著高于空白对照（P<0.05）;对薄荷精油的选择率则与空白对照相当（P=0.637）。将柠檬桉精油与薄荷精油比较，柑橘大实蝇雄虫对柠檬桉精油的选择率达到了52.63%，极显著高于薄荷精油（P<0.01）;将柠檬桉精油与栀子花精油比较，柑橘大实蝇雄虫对柠檬桉精油的选择率也达到了39.47%，高于栀子花精油（未达到显著水平，P>0.05）;柑橘大实蝇雄虫对栀子花精油和薄荷精油的选择率无显著差异（P=0.637）。

3 讨论

植物与昆虫在进化中存在协同机制[7]，寄主植物挥发物在植食性昆虫的寄主定向过程中起着重要作用[17-19]。杜田华等[20]测定了柑橘大实蝇成虫对板栗挥发物的行为反应，发现柑橘大实蝇雌、雄成虫之间嗅觉行为反应总趋势相似，柑橘大实蝇雌、雄成虫对柠檬烯均有较强的选择性。Liu等[10]也通过行为测定发现柑橘大实蝇雌虫对柠檬烯和芳樟醇都具有较强的正向选择。本研究发现柑橘大实蝇成虫对寄主植物的嗅觉行为与性别有关，不管是与空白对照比较还是交互比较，柑橘大实蝇雄虫对橘子精油和D-柠檬烯的趋向选择率最高，柑橘大实蝇雌虫则对橙叶精油和芳樟醇的趋向选择率最高，柑橘雌虫和雄虫对橙花精油均有一定的选择，但选择率偏低。已有研究报道，橘子精油的主要成分为柠檬烯，含量达90%以上，橙叶精油的主要成分为桧烯和芳樟醇[9]，在本研究中柑橘大实蝇雄虫对橘子精油和D-柠檬烯的趋向选择一致，雌虫对橙叶精油和芳樟醇的趋向选择一致，说明柑橘大实蝇成虫对橘子精油和橙叶精油的选择差异与其挥发物的含量有关。柑橘雌虫和雄虫对橙花精油均有一定的选择，这也与橙花精油的主要成分为芳樟醇、柠檬烯[9]有关，这两种挥发物成分分别能吸引雌虫和雄虫。在本試验中未分析橙叶精油中主要成分桧烯对柑橘大实蝇成虫趋向选择的影响，这将在下一步进行试验研究。

非寄主植物精油可以破坏寄主植物气味的各组分浓度比例，使植食性害虫无法识别寄主甚至躲避寄主[21]，本研究测定了对害虫有驱避作用[11-13]的植物精油，发现柠檬桉精油对柑橘大实蝇雌、雄成虫不仅不具备驱避作用，反而对雌虫和雄虫均有引诱作用，是本研究中发现的唯一对雌、雄成虫均有很强引诱作用的植物提取物，柑橘大实蝇雌虫对柠檬桉精油的选择率达到了52.38%，雄虫的选择率也达到了50%，可以作为一种同时引诱柑橘大实蝇雌、雄虫的引诱剂，用于柑橘大实蝇成虫防控。此外，柠檬桉精油是复杂的混合物，可能某个或某些物质组合对引诱柑橘大实蝇成虫有关键作用，通过对柠檬桉精油成分的分离与鉴定，明确引诱柑橘大实蝇成虫的关键活性物质，可以进一步开发出对柑橘大实蝇雌、雄成虫均可引诱的高效引诱剂。

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（责任编辑：王 音）