謝明惠， 陳浩梁， 衣建坤， 李克斌， 張 杰， 蘇衛(wèi)華*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；

2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，合肥 230031）

銅綠麗金龜對(duì)植物源揮發(fā)物的觸角電位和行為反應(yīng)

謝明惠1，2， 陳浩梁2， 衣建坤1， 李克斌1， 張 杰1， 蘇衛(wèi)華2*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；

2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，合肥 230031）

為篩選適宜的銅綠麗金龜植物源引誘劑，利用觸角電位（EAG）和Y形嗅覺儀技術(shù)，測(cè)定了銅綠麗金龜雌、雄蟲對(duì)20種植物源揮發(fā)物的電生理和行為反應(yīng)。結(jié)果表明：在10μg/μL濃度下，銅綠麗金龜對(duì)甲基庚烯酮、順-3-己烯乙酸酯、壬醛、1-辛烯-3-醇、芳樟醇和反-2-己烯醇具有較強(qiáng)的觸角電位反應(yīng)，且呈雌蟲大于雄蟲的趨勢(shì)。Y形嗅覺儀行為測(cè)定中，雌蟲對(duì)多數(shù)揮發(fā)物的敏感度高于雄蟲。其中反-2-己烯醇、順-3-己烯乙酸酯、甲基庚烯酮和1-辛烯-3-醇對(duì)銅綠麗金龜雌蟲的吸引作用顯著高于對(duì)照；而雄蟲僅對(duì)順-3-己烯乙酸酯有顯著的趨向選擇。本研究為開發(fā)有效的銅綠麗金龜田間引誘劑用于生態(tài)治理提供依據(jù)。

銅綠麗金龜； 植物源揮發(fā)物； Y型嗅覺儀； 觸角電位技術(shù)； 行為反應(yīng)

銅綠麗金龜（Anomala corpulentaMotschulsky）屬鞘翅目，麗金龜科，是我國地下害蟲的優(yōu)勢(shì)種之一［1］。成蟲取食榆樹、楊樹、柳樹、葡萄、月季等花木的葉片，危害林果木生長；幼蟲俗稱蠐螬，為害農(nóng)作物根、莖部，造成不同程度的減產(chǎn)［2-4］。蠐螬長期生活在土壤中，隱蔽性強(qiáng)且分布廣，防治難度較大，在實(shí)際生產(chǎn)中，主要依賴化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行防治，但容易產(chǎn)生食品和環(huán)境安全性問題。因此，采用“幼蟲為害，防治成蟲”是防治此類地下害蟲的有效手段之一［1］。

植物揮發(fā)性物質(zhì)在昆蟲對(duì)寄主植物的定向定位、取食、產(chǎn)卵等行為活動(dòng)中起著重要的作用，這也是昆蟲在長期進(jìn)化中對(duì)環(huán)境逐漸適應(yīng)的結(jié)果［5-6］。例如：十字花科植物釋放的揮發(fā)物芥子油對(duì)小菜蛾（Plutella xylostellaLinnaeus）取食、產(chǎn)卵有引誘作用［7-8］；鞘翅目中為害松樹的天牛科、小蠹科及郭公甲科的甲蟲對(duì)松針中單萜成分α-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、莰烯和蒈烯有趨向性［9］；許多葉甲科昆蟲利用寄主植物的揮發(fā)物作為嗅覺信號(hào)，協(xié)同其他信號(hào)搜尋和定位寄主［10］。昆蟲利用植物氣味的化學(xué)指紋圖譜進(jìn)行特異性識(shí)別，是搜尋寄主植物的重要信號(hào)。

國內(nèi)外有關(guān)金龜子類引誘劑的相關(guān)研究也有報(bào)道。Imai等發(fā)現(xiàn)寄主植物薔薇（Rosaspp.）花中主要揮發(fā)物成分2-苯乙酯對(duì)黃綠單爪鰓金龜（Hoplia communisWaterhouse）的引誘作用最強(qiáng)［11］。歐洲庭園麗金龜（Phyllopertha horticolaLinnaeus）對(duì)花的揮發(fā)物成分順-3-己烯醇、丁子香酚、香葉醇和鄰氨基苯甲酸甲酯敏感［12］。藥用蒲公英（Taraxacum officinaleWeber）揮發(fā)物中的順-3-己烯乙酸酯、苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇、苯乙腈、苯甲酸芐酯對(duì)扁綠異麗金龜（Anomala octiescostataBurmeister）具有明顯引誘作用，與性誘劑結(jié)合使用可提高對(duì)雄蟲的誘捕量［13］。丙酸苯乙酯+丁子香酚+香葉醇（3∶7∶3）中加入性信息素japonilure［（R，Z）-5-（1-decenyl）dihydro-2（3H）-furanone］，這種復(fù)合物對(duì)日本麗金龜（Popillia japonicaNewman）的引誘作用明顯提高，已用來田間監(jiān)測(cè)并商業(yè)化出售［14］。李為爭等發(fā)現(xiàn)銅綠麗金龜成蟲對(duì)蓖麻表現(xiàn)出明顯的趨性，但是這種趨向的目的并不是取食，之后對(duì)蓖麻源引誘劑進(jìn)行了配方篩選和田間效果評(píng)價(jià)［15-16］。本研究參考相關(guān)研究，選取已有文獻(xiàn)報(bào)道的寄主揮發(fā)物成分和對(duì)金龜甲類有引誘作用的化合物，通過觸角電位及行為分析，篩選出有效化合物，為開發(fā)田間引誘劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試?yán)ハx

供試銅綠麗金龜雌、雄成蟲于2012年6月采自合肥市肥西縣董崗鄉(xiāng)，采集后將其分別飼養(yǎng)于塑料盒內(nèi)（60 cm×50 cm×40 cm）中，盒頂罩紗網(wǎng)，盒底鋪約20 cm厚的潮濕細(xì)土（過20目篩），土壤含水量為18%～20%，飼喂新鮮楓楊樹葉，在室內(nèi)條件下（25℃）飼養(yǎng)。每次試驗(yàn)選擇健康成蟲進(jìn)行觸角電位和行為測(cè)試。

1.1.2 供試藥劑及其配制

氣味化合物標(biāo)準(zhǔn)品信息如表1，以色譜級(jí)正己烷為溶劑，將表中氣味物質(zhì)配制為10μg/μL的正己烷溶液，待用。

表1 供試化合物的名稱、CAS號(hào)、純度及來源Table 1 Sources，purity，CASand names of test compounds

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 觸角電位測(cè)定

觸角處理方法參照鄧思思等［17］的方法略加改動(dòng)，使用PRG-2型金屬電極替代玻璃電極連接銅綠麗金龜?shù)挠|角。取健康活潑的銅綠麗金龜成蟲，用小鑷子捏住觸角基部至鰓片張開，快速拔下觸角，用刀片切除基部2～3 mm后，利用導(dǎo)電膠粘于電極上。

所用昆蟲觸角電位圖儀（Syntech）由刺激氣體控制裝置CS-55、顯微操作臺(tái)MP-15、雙通道USB接口采集控制器IDAC-2和顯示輸出裝置組成。測(cè)定時(shí)取待測(cè)溶液10μL均勻滴加于濾紙條（4 mm× 50 mm），縱向?qū)φ酆蠓湃脒M(jìn)樣管中。每個(gè)樣品雌、雄蟲各測(cè)試6個(gè)觸角，每個(gè)觸角測(cè)試3次，試驗(yàn)以反-2-己烯醛的EAG反應(yīng)值作為參照，以正己烷溶液作為對(duì)照。持續(xù)氣流和刺激氣流均為500 mL/min，刺激時(shí)間為0.5 s，兩次刺激間隔時(shí)間不少于1 min。

1.2.2 嗅覺反應(yīng)測(cè)定

選取EAG反應(yīng)相對(duì)值較大的10種化合物進(jìn)行Y形嗅覺儀測(cè)定。自制Y形嗅覺儀內(nèi)徑4 cm，主臂長40 cm，兩側(cè)臂長均為30 cm，兩者夾角為60°。載氣由大氣采樣儀泵入，流量設(shè)為500 mL/min，空氣經(jīng)過活性炭過濾和空氣加濕后進(jìn)入Y形管，各部件之間用硅膠管連接。Y形管兩臂分別與放有樣品（10μg/μL）和對(duì)照正己烷濾紙條的樣品瓶連接。試驗(yàn)測(cè)定在室溫25℃左右，金龜子活動(dòng)期20：00以后進(jìn)行。整個(gè)試驗(yàn)保持黑暗環(huán)境，并使用紅色光源觀察以避免光對(duì)金龜子活動(dòng)的干擾。將銅綠麗金龜成蟲放在主臂入口，使其頭部朝向兩側(cè)臂，觀察成蟲的選擇反應(yīng)。若金龜子在5 min內(nèi)沿主臂進(jìn)入任一側(cè)臂內(nèi)超過5 cm，并停留30 s以上，則視為有選擇；若停留在主臂則視為無反應(yīng)。每種揮發(fā)物測(cè)試10頭成蟲，重復(fù)6次。每一次測(cè)試完后交換左右臂位置，測(cè)試完2頭更換濾紙條，測(cè)試完一組更換Y形管。Y形管及時(shí)用丙酮和蒸餾水沖洗，并烘干。

1.3 數(shù)據(jù)處理

供試化合物的觸角電位反應(yīng)相對(duì)值參照，具體如下：

式中：Sr為刺激樣品的觸角電位反應(yīng)的相對(duì)值；Sc為刺激樣品的觸角電位反應(yīng)值；CKm為刺激樣品測(cè)定前后正己烷對(duì)觸角電位反應(yīng)值的平均值；Rm為測(cè)定刺激樣品觸角電位前后參照的標(biāo)準(zhǔn)化合物觸角電位的平均值。

所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析均利用SPSS 17.0進(jìn)行處理。EAG反應(yīng)的相對(duì)值采用Duncan’s多重比較法進(jìn)行差異顯著性比較，雌、雄成蟲對(duì)同一化合物的EAG反應(yīng)差異檢驗(yàn)用t測(cè)驗(yàn)；銅綠麗金龜在嗅覺反應(yīng)中對(duì)測(cè)試氣體及空白對(duì)照間的選擇性差異分析采用卡方檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 銅綠麗金龜對(duì)揮發(fā)物的EAG反應(yīng)

銅綠麗金龜對(duì)供試揮發(fā)物的EAG反應(yīng)相對(duì)值及顯著性分析見表2。從總的測(cè)定結(jié)果來看，引起銅綠麗金龜EAG反應(yīng)相對(duì)值較大的揮發(fā)物依次為：甲基庚烯酮（213.62%）、順-3-己烯乙酸酯（210.21%）、壬醛（179.75%）、1-辛烯-3-醇（164.12%）、芳樟醇（162.07%）和反-2-己烯醇（153.78%）。表中EAG反應(yīng)相對(duì)值低于100%表示該揮發(fā)物的EAG反應(yīng)值低于參照化合物反-2-己烯醛。銅綠麗金龜對(duì)α-蒎烯的EAG反應(yīng)值最小，反應(yīng)相對(duì)值僅為9.72%，與對(duì)照正己烷相當(dāng)。

表2 銅綠麗金龜對(duì)揮發(fā)物的EAG反應(yīng)相對(duì)值1）Table 2 Relative EAG values ofAnomala corpulentato volatiles

續(xù)表2 Table 2（Continued）

通過銅綠麗金龜雌、雄成蟲對(duì)各氣味物質(zhì)EAG數(shù)據(jù)的對(duì)比可以看出，銅綠麗金龜雌蟲對(duì)大部分供試氣味物質(zhì)的EAG反應(yīng)相對(duì)值略高于雄蟲。如圖1所示，在試驗(yàn)測(cè)定的20種揮發(fā)物中，銅綠麗金龜雌、雄蟲對(duì)14種揮發(fā)物的EAG反應(yīng)相對(duì)值存在顯著性差異，其中雌蟲對(duì)11種揮發(fā)物的EAG反應(yīng)相對(duì)值大于雄蟲。雌蟲對(duì)反-2-己烯醇、芳樟醇、甲基庚烯酮的反應(yīng)相對(duì)值較大，均在200%以上；而引起雄蟲反應(yīng)相對(duì)值較大的揮發(fā)物依次為順-3-己酰乙酸酯、甲基庚烯酮、1-辛烯-3-醇。從圖中可以看出，反-2-己烯醇、芳樟醇、2-乙基己醇在雌、雄蟲間的差異較為顯著，其雌、雄蟲的EAG反應(yīng)相對(duì)值比值約為18∶1、11∶1、3∶1。

2.2 銅綠麗金龜對(duì)揮發(fā)物的選擇反應(yīng)測(cè)定

綜合比較銅綠麗金龜雌、雄蟲對(duì)10種揮發(fā)物的選擇反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)雌蟲對(duì)多數(shù)揮發(fā)物的敏感度高于雄蟲。從圖中可以看出，反-2-己烯醇、順-3-己酰乙酸酯對(duì)銅綠麗金龜雌蟲的吸引作用高于對(duì)照，且差異極顯著；甲基庚烯酮、1-辛烯-3-醇對(duì)雌蟲也有顯著的吸引作用，但雌蟲對(duì)辛醛、庚醛的趨向性顯著低于對(duì)照；而雄蟲僅對(duì)順-3-己酰乙酸酯有顯著的趨向選擇，對(duì)其他9種揮發(fā)物沒有顯著的趨向選擇性。

圖1 銅綠麗金龜雌、雄蟲對(duì)揮發(fā)物的EAG反應(yīng)相對(duì)值Fig.1 Relative EAG values ofAnomala corpulentato volatiles

3 討論

植物揮發(fā)物中含有數(shù)十種甚至上百種的化學(xué)物質(zhì)，然而這其中只有一小部分關(guān)鍵化合物對(duì)昆蟲的行為起決定性作用［18］。鄧思思等研究發(fā)現(xiàn)華北大黑鰓金龜對(duì)順-2-己烯醇、反-2-己烯醇、順-3-己烯乙酸酯、辛醛和苯乙醇有較強(qiáng)的電位反應(yīng)［17］。蘋毛麗金龜對(duì)順-3-己烯醇、香葉醇、茴香腦和丁子香酚有明確的EAG反應(yīng)和行為反應(yīng)［19］，而本研究中銅綠麗金龜對(duì)甲基庚烯酮、順-3-己烯乙酸酯、壬醛、1-辛烯-3-醇、芳樟醇和反-2-己烯醇具有較強(qiáng)的觸角電位反應(yīng)，對(duì)試驗(yàn)中其他揮發(fā)物反應(yīng)一般，但對(duì)α-蒎烯的反應(yīng)和華北大黑鰓金龜一致，都為最小值，僅與對(duì)照相當(dāng)。這說明不同金龜子對(duì)氣味的選擇性有相似點(diǎn)，但也存在種間差異。

圖2 銅綠麗金龜對(duì)10種氣味物質(zhì)的行為反應(yīng)Fig.2 Behavioral responses ofAnomala corpulentato ten plant volatiles

不同性別的昆蟲在尋找寄主、繁殖后代等行為中所起的作用不同，反映出雌、雄成蟲的觸角感受器可能存在與性別有關(guān)的數(shù)量、分布上的差異或存在嗅覺生理方面的差異，導(dǎo)致其對(duì)氣體的敏感性存在性別差異［20-21］。銅綠麗金龜成蟲觸角感受器的超微結(jié)構(gòu)觀察也顯示，雌雄間感受器種類無明顯差別，但在分布和數(shù)量上有差異［22］。本研究中，銅綠麗金龜雌蟲對(duì)大多數(shù)植物源揮發(fā)物的敏感度高于雄蟲，這與前人的研究結(jié)果一致［17，23］。陳展冊(cè)等人發(fā)現(xiàn)綠盲蝽雌蟲對(duì)植物揮發(fā)物更敏感，而雄蟲對(duì)性信息素類似物比雌蟲更敏感［24］。這可能與雌蟲在繁殖后代過程中需要大量取食補(bǔ)充營養(yǎng)，以及尋找合適的產(chǎn)卵地有關(guān)。

反-2-己烯醇是常見的“綠葉氣體”，也是植物揮發(fā)物的常見組分，對(duì)多種昆蟲均有較強(qiáng)的引誘作用［17，24-25］。嗅覺行為測(cè)定中，反-2-己烯醇對(duì)銅綠麗金龜雌蟲也有明顯的吸引作用，但對(duì)雄蟲的引誘作用不顯著，這可能與雌、雄蟲的取食特性相關(guān)。Dickens認(rèn)為最常見的綠葉氣味物質(zhì)1-己醇、反-2-己烯醇、順-3-己烯醇及其衍生物對(duì)昆蟲信息素具有廣泛的增效作用［26］。因而，進(jìn)一步研究信息素和植物源引誘劑互作可以提高防治的綜合效果［13］。順-3-己烯乙酸酯對(duì)華北大黑鰓金龜也有較強(qiáng)的引誘作用［17］，茶尺蠖絨繭蜂對(duì)其也有較強(qiáng)的EAG反應(yīng)［27］。在本試驗(yàn)中，順-3-己烯乙酸酯對(duì)銅綠麗金龜雌、雄蟲均有較顯著的室內(nèi)引誘效果，但還需要進(jìn)一步的田間試驗(yàn)驗(yàn)證。銅綠麗金龜對(duì)蓖麻中含有的芳樟醇、α-松油醇未見明顯的趨向行為［28］。

植物源揮發(fā)物和性信息素在銅綠麗金龜成蟲尋找寄主、求偶、產(chǎn)卵過程中具有綜合作用［29］。性別差異、是否交配、營養(yǎng)需求度等都決定昆蟲對(duì)氣味的趨向行為。雄蟲通過感受雌蟲釋放的性信息素對(duì)雌蟲進(jìn)行定位并搜索尋找，以期獲得優(yōu)先交配權(quán)；雌蟲繁衍后代的使命使其對(duì)植物揮發(fā)物較為敏感［24］。試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，銅綠麗金龜雌蟲在產(chǎn)卵期對(duì)氣味敏感度增加，晚上活動(dòng)期比雄蟲活躍。本試驗(yàn)篩選出對(duì)銅綠麗金龜成蟲具有引誘作用的揮發(fā)物，為開發(fā)田間引誘劑提供理論依據(jù)，但是銅綠麗金龜成蟲在交配、產(chǎn)卵前后對(duì)氣味的趨向選擇性、引誘劑的田間實(shí)際應(yīng)用、引誘劑與性信息素互作關(guān)系等方面有待進(jìn)一步的研究。

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Electroantennographic and behavioral responses ofAnomala corpulentato plant volatiles

Xie Minghui1，2， Chen Haoliang2， Yi Jiankun1， Li Kebin1， Zhang Jie1， Su Weihua2
（1.State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests，Institute of Plant Protection，Chinese
Academy of Agricultural Sciences，Beijing100193，China；2.Institute of Plant Protection and
Agro-products Safety，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei230031，China）

To find possible attractants，20 kinds of plant volatiles were chosen for electroantennogram test and Y-tube olfactometer bioassays using both female and maleAnomala corpulenta.The results showed that methyl heptenone，cis-3-hexenyl acetate，nonanal，1-octene-3-alcohol，linalool andtrans-2-hexenol elicited significant EAG responses at the concentration of 10μg/μL；furthermore，the response of females was stronger than that of males.The Y-tube olfactometer bioassays indicated that females were more sensitive to most volatiles than males. Compared with the control，females were attracted bytrans-2-hexenol，cis-3-hexenyl acetate，6-methyl 5-hepten-2-one and 1-octene-3-alcohol，but males were only attracted bycis-3-hexenyl acetate.This study could provide a theoretical basis for developing attractants ofA.corpulentafor ecological management.

Anomala corpulenta； plant volatile； Y-tube olfactometer； electroantennogram； behavioral response

Q 965

A

10.3969/j.issn.0529 1542.2015.01.006

2014 01 27

2014 03 13

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201003025）；植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金課題（SKL2012IP07）；安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（11C1106）；安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長青年創(chuàng)新基金面上項(xiàng)目（14B1150）

*通信作者 E-mail：suwh850@163.com