段秀影，趙云龍*，王嘉婧，張巖會(huì)，鄭榮欣，姚博文

（吉林省通化師范學(xué)院 通化市 134000）

近年來，全世界對(duì)農(nóng)業(yè)害螨的關(guān)注度逐漸增加，為找到新的安全、有效、合理控制農(nóng)業(yè)害螨的途徑，螨類對(duì)寄主的選擇性研究逐漸受到人們的重視。

昆蟲的個(gè)體較小，而且由于特殊的生活習(xí)性，聽覺和視覺系統(tǒng)相對(duì)退化，但嗅覺系統(tǒng)尤其發(fā)達(dá)。昆蟲的嗅覺具有專一、靈敏的識(shí)別功能，是昆蟲與外部環(huán)境進(jìn)行信息交流的主要手段[1]，也在其生命活動(dòng)中起著重要的作用。昆蟲的觸覺感官具有很多感受器，可以感受到環(huán)境中植物釋放的特異性化學(xué)氣味分子，氣味分子運(yùn)載的信息在感覺神經(jīng)元中轉(zhuǎn)換成電生理信號(hào)，經(jīng)過一系列神經(jīng)傳遞過程傳遞至高級(jí)中樞進(jìn)行信息處理[2]，然后由傳出神經(jīng)將信號(hào)傳到對(duì)應(yīng)的效應(yīng)器中從而支配昆蟲進(jìn)行各種活動(dòng)，如尋找食物及配偶、搜尋產(chǎn)卵場所和躲避外界環(huán)境傷害等行為[3]。

朱砂葉螨又名紅葉螨，屬蛛形綱葉螨科，為害多種蔬菜，通過口針吸取植物葉片細(xì)胞中的營養(yǎng)物質(zhì)，使被害部位逐漸失綠、枯死，嚴(yán)重為害植物的正常發(fā)育，對(duì)蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)造成嚴(yán)重的影響[4]。朱砂葉螨為了完成對(duì)營養(yǎng)的需求，借助寄主植物所揮發(fā)的化學(xué)物質(zhì)來尋找寄主[5]。本實(shí)驗(yàn)選擇6種蔬菜，通過提取蔬菜揮發(fā)性物質(zhì)，研究朱砂葉螨對(duì)不同寄主蔬菜提取物的選擇性，同時(shí)測定揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)螨體內(nèi)谷胱甘肽-S 轉(zhuǎn)移酶活力和谷氨酸濃度的影響，了解朱砂葉螨對(duì)不同寄主植物的偏好程度，對(duì)合理安排農(nóng)作物、設(shè)立有效保護(hù)的農(nóng)事措施具有參考意義。

1 材料與方法

1.1 供試植物與昆蟲

6種蔬菜寄主：黃瓜（Cucumis sativus），“中農(nóng)106 號(hào)”；生菜（Lactuca sativa），“中農(nóng)綠亨新大利”；白菜（Brassica pekinensis），“中農(nóng)新3 號(hào)”；豌豆（Pisum sativum），“碧豐”品種；蔥（Allium fistulosum），“中農(nóng)明星3 號(hào)”品種；茄子（Sola?num melongena）“園雜16 號(hào)”品種。在蔬菜發(fā)芽到葉片的出現(xiàn)期間沒有使用任何的化學(xué)藥劑，得到的是植物自然生長狀態(tài)下的葉片。

朱砂葉螨：初始蟲源采集于通化師范學(xué)院溫室棚里蕓豆葉片上，經(jīng)鑒定后，在光照培養(yǎng)箱內(nèi)（溫度26±2 ℃，相對(duì)濕度37±2%，光周期16 L∶8 D）進(jìn)行隔離培養(yǎng)，繁殖十幾代形成穩(wěn)定的種群。隨機(jī)選取健康、活動(dòng)能力強(qiáng)、大小一致的成蟲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2 寄主蔬菜提取液的制備

分別取6種蔬菜的新鮮葉片，先用蒸餾水將葉片洗干凈，自然風(fēng)干后將葉片粉碎，按照葉片質(zhì)量（g）∶95%酒精（mL）=1∶5 的比例加入95%酒精，浸泡24 h，過濾后重復(fù)2 次，將3 次得到的濾液合并，濾液經(jīng)過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后得到寄主植物的提取液，按照提取液（mL）∶蒸餾水（mL）=1∶10 的比例加入10 倍蒸餾水，得到稀釋后的6種蔬菜提取液，保存于-4℃的冰箱內(nèi)冷藏備用。

1.3 朱砂葉螨對(duì)寄主植物選擇性測定

利用自制昆蟲嗅覺儀進(jìn)行測試，如圖1 所示，實(shí)驗(yàn)溫度26 ℃，相對(duì)濕度50%，氣體流速80 mL/min。取培養(yǎng)皿中已饑餓30 min的100頭健康成螨放在昆蟲放置口附近，觀察并記錄60 min 時(shí)成螨的行為反應(yīng)，反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)如下：當(dāng)供試的朱砂葉螨爬至每種氣味源的區(qū)域內(nèi)，即朱砂葉螨對(duì)該氣味源做出了選擇，若該螨蟲在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有做出較明確的選擇，則視為該螨蟲無反應(yīng)，結(jié)束這組供試螨蟲的觀察，更換1 次氣味源，并用無水酒精清洗容器，重復(fù)3 次。實(shí)驗(yàn)的時(shí)間安排在09:00—17:00，記錄好每組供試的朱砂葉螨做出明確選擇的數(shù)量。

選擇反應(yīng)率（%）=（做出選擇的成蟲頭數(shù)/測試總頭數(shù)）×100

圖1 嗅覺儀裝置（A：自制昆蟲嗅覺儀 B：氣體流量計(jì) C：空氣泵）

1.4 上清液的制備

隨機(jī)選取健康、活動(dòng)能力強(qiáng)、大小一致的100頭成螨，采集1片新鮮的蕓豆葉片，用純凈水沖洗葉片，清除葉片上的害蟲，蕓豆葉片背面朝上置于培養(yǎng)皿中的濕潤海綿上，將葉片邊緣以濾紙覆蓋，防止成螨爬離葉片。將100頭朱砂葉螨放在培養(yǎng)皿中饑餓處理1h，再另取1 個(gè)規(guī)格相同的培養(yǎng)皿，將濾紙粘在培養(yǎng)皿上，用小噴壺均勻噴上實(shí)驗(yàn)所需的植物提取液，將培養(yǎng)皿口對(duì)口放置，防止朱砂葉螨接觸到濾紙，以饑餓1h 的朱砂葉螨嗅1h后取樣，加入200 mL冷的生理鹽水在冰盒上用玻璃研磨棒研磨，再加400 mL 生理鹽水沖洗研磨棒。在4℃4000 r/min 下離心15 min，取離心上清液。

1.5 谷胱甘肽-S 轉(zhuǎn)移酶（GSH-ST）和谷氨酸（GLu）活性的測定

根據(jù)考馬斯亮藍(lán)G-250 法測得待測樣本蛋白濃度。谷胱甘肽-S 轉(zhuǎn)移酶（GSH-ST）和谷氨酸（GLu）活力測定采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)試劑盒。

2 數(shù)據(jù)分析

所有的數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 2.0 進(jìn)行分析，采用單因素方差中的Duncan法來檢驗(yàn)差異顯著性。

3 結(jié)果與分析

3.1 朱砂葉螨對(duì)不同寄主植物的選擇性

在自制昆蟲嗅覺儀測試中，朱砂葉螨對(duì)供試揮發(fā)性物質(zhì)做選擇時(shí)，須肢和第一對(duì)足相互觸動(dòng)，逆著氣體流動(dòng)的方向做試探性的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的過程中略有停頓，并不斷的用須肢和第一對(duì)足相互敲打，對(duì)不同的氣味源做出明確的選擇。測試結(jié)果表明，朱砂葉螨對(duì)白菜提取物的選擇率最大，其次是蔥提取物，對(duì)黃瓜、豌豆、生菜、茄子提取物的選擇率差異不大。

圖2 朱砂葉螨對(duì)不同植物提取物氣味源的選擇率（處理60min）

3.2 谷胱甘肽-S轉(zhuǎn)移酶（GSH-ST）活力的變化

從圖3 可以看出，白菜揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)螨體內(nèi)GSH-ST活力的影響最明顯，其次是蔥、黃瓜、豌豆、生菜和茄子，但白菜和蔥、黃瓜和豌豆差異均不顯著，茄子對(duì)其活力影響最低。

圖3 植物提取物對(duì)朱砂葉螨體內(nèi)GSH-ST的影響

3.3 谷氨酸（GLu）濃度的變化

從圖4可以看出，白菜揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)螨體內(nèi)谷氨酸濃度的影響最明顯，其次是蔥、黃瓜、豌豆、生菜和茄子，蔥和黃瓜、生菜和茄子對(duì)其螨體內(nèi)谷氨酸濃度的變化差異均不顯著。

圖4 植物提取物對(duì)朱砂葉螨體內(nèi)GLu濃度的影響

4 討論

從上述選擇率結(jié)果來看，雖然朱砂葉螨寄主廣泛，但對(duì)不同的寄主植物卻表現(xiàn)出不同的選擇性。朱砂葉螨在尋找寄主植物的過程中，嗅覺是產(chǎn)生取食行為的重要基礎(chǔ)，其嗅覺系統(tǒng)是一個(gè)高度專一、極其靈敏的化學(xué)檢測器，可以辨別每種寄主植物揮發(fā)的氣味[6]。這一結(jié)果與馬俐等[7]、李莉等[8]實(shí)驗(yàn)該螨對(duì)豌豆的喜愛程度大于茄子部分一致。王少麗等[9]的研究表明朱砂葉螨最喜食菜豆，其次是茄子、黃瓜，與本研究的部分結(jié)果一致，不同的是本實(shí)驗(yàn)朱砂葉螨對(duì)黃瓜的喜愛程度大于茄子。推測是實(shí)驗(yàn)方法的不同導(dǎo)致的差異，王少麗采用的方法是朱砂葉螨對(duì)不同植物葉片的選擇，而本實(shí)驗(yàn)采用的是朱砂葉螨對(duì)植物葉片提取液氣味的選擇，可能與提供植物濃度不同導(dǎo)致的，還有可能是供試時(shí)間長短導(dǎo)致的差異。

GST-SH是生物細(xì)胞信號(hào)通路和生物合成方面重要的物質(zhì)，被認(rèn)為是對(duì)毒性的內(nèi)源和異生代謝物的適應(yīng)[10]。昆蟲對(duì)寄主植物中代謝物的適應(yīng)能力越強(qiáng)，其體內(nèi)GST-SH活性的變化就越強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在朱砂葉螨6種植物寄主中，白菜氣味源對(duì)GST-SH活性影響最強(qiáng)，茄子氣味源對(duì)其影響最弱。這與安志蘭等[11]研究所得的4個(gè)寄主種群誘導(dǎo)B型煙粉虱體內(nèi)GST-SH活性的強(qiáng)弱來反應(yīng)種群對(duì)寄主植物的適應(yīng)性結(jié)論類似，與張彥廣等[12]研究所得的楊樹次生代謝物質(zhì)對(duì)光肩星天牛GST-SH活性的強(qiáng)弱有影響這一結(jié)論一致。在供試的6種寄主植物中，酶活性測定結(jié)果與朱砂葉螨對(duì)寄主植物氣味源的選擇率結(jié)果是一致的，反應(yīng)了朱砂葉螨體內(nèi)GST-SH活力的變化與對(duì)不同植物的取食偏好程度成正比，同時(shí)也表明不同的植物對(duì)朱砂葉螨有程度不一的引誘作用，導(dǎo)致體內(nèi)GST-SH活性出現(xiàn)差異。

GLu 參與生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過程，是許多化學(xué)反應(yīng)的重要物質(zhì)，谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中一種至關(guān)重要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，其作用是通過興奮性氨基酸受體而實(shí)現(xiàn)的，介導(dǎo)快速興奮性突觸傳遞過程[13]。當(dāng)朱砂葉螨嗅到各種植物的氣味時(shí)，這些獨(dú)特的氣味分子運(yùn)載的信息經(jīng)過一系列神經(jīng)傳遞過程傳遞至高級(jí)中樞進(jìn)行信息處理[14]，并轉(zhuǎn)讓中樞神經(jīng)判定是否為寄主植物。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在朱砂葉螨6種植物寄主種群中，白菜氣味源對(duì)GLu 濃度影響最高，茄子氣味源對(duì)其影響最低。這種變化與郭延紅等[15]和柳卓等[16]研究表明低濃度的谷氨酸維持神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能，高濃度的GLu 誘發(fā)神經(jīng)精神性疾病的結(jié)果類似。本實(shí)驗(yàn)中GLu 測定結(jié)果與朱砂葉螨對(duì)各氣味喜愛程度結(jié)果是一致的，反映了朱砂葉螨體內(nèi)GLu 活力的變化與對(duì)不同植物的取食偏好程度成正比。以上的結(jié)果也說明不同植物的氣味對(duì)朱砂葉螨體內(nèi)GLu濃度的影響存在差異。

朱砂葉螨對(duì)不同蔬菜氣味選擇性存在差異，這是不同的蔬菜產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)朱砂葉螨的引誘效果存在差異導(dǎo)致的。研究朱砂葉螨對(duì)不同種類蔬菜的選擇性具有重要的作用，為今后田間蔬菜有效治理農(nóng)業(yè)害螨提供科學(xué)依據(jù)，為建立有效保護(hù)的農(nóng)事措施提供參考。