3 种迷迭香挥发物组分对桃蚜及桃蚜茧蜂的趋性影响

蔡婷婷 王雨芊 高永茜 杨跃仙

（1. 云南林业职业技术学院，云南 昆明 650224；2. 云南省林业高级技工学校，云南 昆明 650200）

近年来随着化学生态学的发展，多营养层次尤其是植物、植食性昆虫及其天敌之间的相互关系的研究已成为化学生态学最活跃的研究领域之一。在自然条件下，植物会通过树脂、气孔等方式向周围环境释放挥发物，这些植物挥发物释放到大气中后，会在植物间、植物与昆虫间进行传递[1-3]，捕食者(植食性昆虫及其天敌)可利用其来进行定位、捕食、交配、聚集[1]，可见植物挥发物在调控植物-植食性害虫-害虫天敌三级营养关系中起着非常关键性的角色[4]。 因此，有学者认为，通过调节植物挥发性信息化合物来增强对害虫的控制作用可以减少化学农药的使用，对减少“3R”问题具有重要的应用前景[5-8]。

桃蚜（Myzus persicae），又称烟蚜，属半翅目（Hemiptera）蚜总科（Aphidoidea），是多食性害虫，在蚜总科已知4 000 余种桃蚜中是最重要的一类世界范围的害虫[9]，能危害50 多科352 种植物。桃蚜通过刺吸植物汁液，传播60%的植物病毒病，其分泌物易生霉菌，引发烟霉病[10]，带来严重经济损失。桃蚜茧蜂（Diaeretiella rapae）属于膜翅目（Hymenoptera）蚜茧蜂科（Aphidiidae），是桃蚜的优势寄生蜂[11]，全世界分布广泛，林间种群数大，是蚜虫的有效天敌，对蚜虫有一定的自然控制力。

迷迭香(Rosmarinus officinalis)别名艾菊，为唇形科（Lamiaceae）迷迭香属多年生常绿亚灌木，原产于地中海沿岸地区，1981 年由中国科学院植物研究所北京植物园引入我国，在云南、贵州、广西、海南和新疆等地都有大面积栽种[12]。迷迭香气味芳香、浓郁、清凉，不被蚜虫危害，这种现象可能与迷迭香在自然条件下释放的挥发物有关，而这种挥发物组分对蚜虫可能具有驱避作用，尤其一些萜类化合物是调节植物、植食性害虫及害虫天敌相互关系的生物活性物质。如松树挥发物中的α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯对天牛、象甲等有引诱作用[13]，Degenhardt 等[14]报道单萜或倍半萜对天敌昆虫有引诱作用。蚜虫小，繁殖快，周期短，蚜虫的控制目前最主要还是施用化学农药防治，虽然有效但易引发“3R”问题，可以考虑利用植物挥发性信息化合物来调控其生态行为[15]。本研究从化学生态学角度研究迷迭香植株挥发物对蚜虫及其天敌蚜茧蜂的趋性影响，挑选了迷迭香挥发物的3 种主要萜类化合物标准品，测定其对桃蚜及其天敌桃蚜茧蜂的趋性行为选择的影响，以期通过害虫的生态防治减少农药的使用，为维护生态平衡提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料及试剂

1）虫源：将野外捕获的桃蚜成虫养殖于温室（温度(25 ± 5) ℃；相对湿度 （RH） 为45%～75%；L∶D=14∶10）养虫笼（50 cm × 50 cm × 50 cm）内的烟草苗上，养虫笼用双层防虫网笼罩防止桃蚜被寄生蜂寄生。挑选健康有翅、大小一致的成虫供试。

将野外捕获的桃蚜茧蜂饲养于养有桃蚜的养虫笼（50 cm × 50 cm × 50 cm）内，让其在桃蚜幼虫上产卵、发育、繁殖。挑选健康大小一致的成虫供试。

2）供试溶剂：无水乙醇和正己烷均为分析纯（AR），购买于上海试四赫维化工有限公司，2 次重蒸后备用；2 次重蒸馏水。

3）供试植物挥发物标准品：共3 种，分别为β-月桂烯、α-蒎烯、β-石竹烯，均购买于Sigma-Aldrich 公司，含量均为97%。

1.2 主要仪器及设备

Y 型嗅觉仪、玻璃转子流量计（LZB-4 型，江阴市科达仪表厂）、电子分析天平（AL-104型，梅特勒-托利多仪器有限公司），超声波清洗器（SK8210LHC 型，上海科导超声仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 3 种迷迭香挥发物组分对有翅桃蚜及桃蚜茧蜂的嗅觉反应气味源设置

分别对3 种挥发物组分标准品设置3 个不同的剂量。以重蒸正已烷为溶剂，各挥发物组分浓度设置为0.1、0.5、1 mg/mL，各取10 μL，即得各挥发物有效剂量分别为1、5、10 μg。

气味源设置如下：1 μg 组分标样vs. 正己烷溶剂对照；5 μg 组分标样vs. 正己烷溶剂对照；10 μg 组分标样vs. 正己烷溶剂对照。

1.3.2 3 种迷迭香挥发物组分对有翅桃蚜及桃蚜茧蜂的趋性选择行为生测

采用“Y”型嗅觉仪法，具体方法参照娄永根[16]的方法并经过简单改进（见图1），“Y”管两臂与味源瓶（直径22 cm，高20 cm）相连，味源瓶内放不同气味源（1 个瓶内放有含挥发物组分的滤纸，另1 个瓶内放有含同量对照正己烷的滤纸），当桃蚜爬至超过Y 管臂的5 cm 处，记录该虫对该臂的气味源作出选择，并记下选择时间。若该虫引入后10 min 不作出选择，则视为无反应。1 个处理测定桃蚜50 头，每个处理设置5 次重复。每做完10 头即换两臂位置，每完成1 个处理，即清洗玻璃器皿。桃蚜茧蜂的生测方法同桃蚜。

图1 “Y”型嗅觉仪示意图Fig. 1 Schematic figure of Y-Tube olfactometer for bioassays

1.4 数据分析

采用SPSS 17.0 统计软件进行数据分析，结合Student-Newman-Keuls 检验进行单向ANOVA分析，比较不同处理数据间的差异显著性和离散度。

2 结果与分析

2.1 3 种迷迭香植株挥发物与有翅桃蚜的嗅觉反应

有翅桃蚜对3 种迷迭香植株挥发物的趋性选择行为数量见图2、3、4。分析结果表明：在设定的剂量范围内，β-石竹烯对有翅桃蚜趋向选择无生物活性，10 μg 的β-月桂烯能显著地引诱有翅桃蚜（P ＜0.05），而10 μg 的α-蒎烯能显著地驱避有翅桃蚜（P ＜0.05）。

选择时间结果表明（图5、6、7）：有翅桃蚜显著地趋向5 μg 的α-蒎烯（P＜ 0.05），但随着α-蒎烯剂量增大至10 μg，有翅桃蚜趋向α-蒎烯挥发物极显著地慢于对照正己烷挥发物（P＜0.01），有翅桃蚜趋向其他剂量的3 种标准品挥发物和对照正己烷挥发物的选择时间差异均不显著。

图2 有翅桃蚜趋向不同剂量β-月桂烯数量Fig. 2 Number of M. persicae preferring to different dose volatiles from β-Myrcene

图3 有翅桃蚜趋向不同剂量α-蒎烯的数量Fig. 3 Number of M. persicae preferring to different dose volatiles from α-Pinene

图4 有翅桃蚜趋向不同剂量β-石竹烯的数量Fig. 4 Number of M. persicae preferring to different dose volatiles from β-Caryophyllene

图5 有翅桃蚜趋向不同剂量β-月桂烯时间Fig. 5 The mean time (min) of individual M. persicae moved toward β-Myrcene

图6 有翅桃蚜趋向不同剂量α-蒎烯的时间Fig. 6 The mean time (min) of individual M. persicae moved toward α-Pinene

图7 有翅桃蚜趋向不同剂量β-石竹烯的时间Fig. 7 The mean time(min) of individual M. persicae moved toward β-Caryophyllene

2.2 3 种迷迭香挥发物组分与桃蚜茧蜂的嗅觉反应

3 种迷迭香挥发物对桃蚜茧蜂的趋性行为选择数量见图8、9、10。分析结果表明：3 种迷迭香挥发物组分在设定的剂量范围内对桃蚜茧蜂的趋性选择行为都产生了不同程度的影响，且起作用的剂量不尽相同，5 μg 的β-月桂烯能显著地引诱桃蚜茧蜂（P＜ 0.05），5 μg 的α-蒎烯却能显著地驱避桃蚜茧蜂（P＜ 0.05），5 μg 的β-石竹烯对桃蚜茧蜂的趋性无活性。10 μg 的β-月桂烯能显著地引诱桃蚜茧蜂（P＜ 0.05），而10 μg 的α-蒎烯对其有极显著地驱避作用（P＜ 0.01），10 μg的β-石竹烯能显著地引诱桃蚜茧蜂（P＜ 0.05）。

桃蚜茧蜂选择时间（图11、12、13）表明：桃蚜茧蜂趋向10 μg 的β-月桂烯显著地快于对照正己烷（P＜ 0.05），趋向其他不同剂量的3 种迷迭香挥发物组分和对照正己烷的选择时间均差异不显著。

图8 桃蚜茧蜂趋向不同剂量β-月桂烯数量Fig. 8 Number of D. rapae preferring to Different volatiles from β-Myrcene

图9 桃蚜茧蜂趋向不同剂量α-蒎烯数量Fig. 9 Number of D. rapae preferring to Different volatiles from α-Pinene

图10 桃蚜茧蜂趋向不同剂量β-石竹烯数量Fig. 10 Number of D. rapae preferring to different volatiles from β-Caryophyllene

图11 桃蚜茧蜂趋向不同剂量β-月桂烯时间Fig. 11 The mean time(min) of individual D. rapae moved toward β-Myrcene

图12 桃蚜茧蜂趋向不同剂量α-蒎烯时间Fig. 12 The mean time(min) of individual D. rapae moved toward α-Pinene

图13 桃蚜茧蜂趋向不同剂量β-石竹烯时间Fig. 13 The mean time (min) of individual D. rapae moved toward β-Caryophyllene

3 结论与讨论

利用植物挥发物来间接控制虫害是化学生态学最活跃的研究领域之一，尤其是一些萜类化合物（主要是单萜或倍半萜）是调节植物、植食性害虫及害虫天敌相互关系的生物活性物质[14]，故本研究选用了迷迭香植株挥发物主要成分的3 种萜类化合物（β-月桂烯、α-蒎烯、β-石竹烯），采用“Y”型嗅觉仪法，测定了其对桃蚜和桃蚜茧蜂的趋性选择行为的影响。研究结果表明：在设定的剂量范围内，剂量达到10 μg，β-月桂烯表现为显著地引诱桃蚜（P＜ 0.05），α-蒎烯表现为显著地驱避桃蚜（P＜ 0.05），β-石竹烯对桃蚜的趋性选择无影响。张振等[17]报道，β-月桂烯能引诱青杨脊虎天牛，α-蒎烯和β-月桂烯对天牛科、象甲科及郭公甲科的昆虫有引诱作用；吕建华等[18]报道α-蒎烯对杂拟谷盗（Tribolium confusum）成虫有明显的驱避作用。这些与本研究结果说明同一种植物挥发物对不同昆虫的作用不同，不同种的昆虫可以利用相同的植物挥发物。从桃蚜的选择时间上，桃蚜更易识别5 μg 的α-蒎烯挥发物，随着α-蒎烯的剂量增加，桃蚜对其气味的选择时间显著慢于对照。

3 种萜类化合物（β-月桂烯、α-蒎烯、β-石竹烯）对桃蚜的天敌桃蚜茧蜂的趋性也都产生了影响，在设定的剂量范围内，β-月桂烯和β-石竹烯表现为显著地引诱桃蚜茧蜂（P＜ 0.05），α-蒎烯表现为显著地驱避桃蚜茧蜂（P＜ 0.05）。Rasmann 等[19]报道β-月桂烯对草食动物的天敌有引诱作用，Yan 等[20]报道β-石竹烯对害虫天敌有引诱作用，Sasso 等[21]发现一定量的β-石竹烯对蚜茧蜂有引诱作用，这与本研究结果相一致。从桃蚜茧蜂选择时间上，桃蚜茧蜂选择10 μg 的β-月桂烯挥发物的时间显著快于对照正己烷，说明桃蚜茧蜂对β-月桂烯挥发物更敏感。

同一种挥发物组分对蚜虫及蚜茧蜂的生物活性影响可以相同，β-月桂烯能引诱蚜虫也能引诱蚜茧蜂，α-蒎烯能驱避蚜虫也能驱避蚜茧蜂，但起作用的剂量不尽相同，如5 μg 的β-月桂烯对有翅桃蚜的趋性无影响，但是能显著的引诱桃蚜茧蜂，5 μg 的α-蒎烯对桃蚜的趋性无影响，却能显著驱避桃蚜茧蜂，10 μg 的β-石竹烯对桃蚜的趋性无影响，却能显著引诱桃蚜茧蜂，10 μg 的β-月桂烯能显著地引诱有翅桃蚜，也能显著地引诱其天敌桃蚜茧蜂。

植物的挥发物一般由多种组分按一定的比例组成，多种引诱化合物或多种驱避化合物混配有协同增效作用[22]，将本研究驱避效果或引诱效果较好的单一组分进行二元或多元混配能否提高对桃蚜的驱避作用，能否提高对桃蚜茧蜂的引诱作用还有待进一步研究。有研究报道，植物的挥发物与性信息素混配有增效作用[23]，将本研究中测定的驱避效果或引诱效果较好的单一组分与性信息素混配应用是否对其他害虫也有生物活性有待进一步探索。