姜 策 ，孟 威，郭前爽，張素麗，王興亞，杜永均

（1.遼寧省綠色農(nóng)業(yè)技術(shù)中心，沈陽(yáng)110034；2.浙江大學(xué)農(nóng)藥與環(huán)境毒理研究所,杭州310058；3.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，沈陽(yáng)110161）

甜菜夜蛾[Spodoptera exigua(Hübner)]是世界性重要的遷飛害蟲[1]，在亞洲、美洲、歐洲、澳洲及非洲均有發(fā)生和為害的記錄[2]。該種害蟲亦是我國(guó)為害玉米、甜菜、花生、棉花、白菜、蘆筍、花菜、蔥、煙草等作物的重要雜食性害蟲[3]。近年來(lái)，甜菜夜蛾在各地為害逐年加重，其發(fā)生的范圍有往北擴(kuò)展的趨勢(shì)。

甜菜夜蛾的性信息素的鑒定研究最早始于1972 年[4]，其主要成分為順9 反12-十四碳二烯乙酸酯，但該成分與順9-十四碳烯乙酸酯的組合在田間沒有引誘活性。但加入順9 順12-十四碳二烯乙酸酯和順11-十四碳烯乙酸酯在田間可以誘到雄蛾[5]。真正的突破是1981 鑒定組分為順9 順12-十四碳二烯乙酸酯和順9-十四碳烯醇[6]，日本品系也證明其具有活性[7]，兩者的比例為70∶30 或90∶10。這樣的信息素混合物開發(fā)出的交配干擾技術(shù)在田間大蔥甜菜夜蛾的防控中應(yīng)用效果良好。卵、1 齡和2 齡的田間蟲口基數(shù)可以下降至6%和1%[8]，以及在溫室中試驗(yàn)效果也顯著[9]。又鑒定了第3 種組分順11-十六碳烯乙酸酯[10]。在此之后有大量的相關(guān)報(bào)道，包括嗅覺感覺及延后交配[11]，以及誘捕[12-13]和交配干擾技術(shù)[14]。我國(guó)甜菜夜蛾性信息素組分被鑒定為順9 順12-十四碳二烯乙酸酯和順9-十四碳烯醇9∶1 的混合物，并從實(shí)驗(yàn)室和田間證實(shí)了其引誘的有效性[15-16]，一些植物氣味還對(duì)性信息素的引誘具有增效作用[17]。甜菜夜蛾的性信息素還存在蟲源地和地理區(qū)系的差異[18]。

目前通常的甜菜夜蛾監(jiān)測(cè)采用殺蟲燈及雷達(dá)等方法，然而，該蟲是遠(yuǎn)距離遷飛性害蟲[19]，其蟲源地、日齡、交配等生理狀態(tài)比較復(fù)雜，這些監(jiān)測(cè)方法并不能判斷其生理狀態(tài)，遷飛性害蟲的卵巢發(fā)育與其遷飛狀態(tài)有關(guān)[20]。性誘監(jiān)測(cè)是一更科學(xué)、準(zhǔn)確、國(guó)際上通用的監(jiān)測(cè)方法[21]，并可以指出其誘捕到的靶標(biāo)害蟲的生理狀態(tài)和蟲源地。但雌蛾性信息素的釋放和卵巢發(fā)育之間的關(guān)系，及其晝夜節(jié)律機(jī)制和雄蛾的反應(yīng)，則還沒有詳細(xì)的相關(guān)文獻(xiàn)[22]。為此，本研究開展的甜菜夜蛾的卵巢發(fā)育、性信息素釋放、以及地理區(qū)系和嗅覺反應(yīng)晝夜節(jié)律之間的關(guān)系，為甜菜夜蛾的性誘測(cè)報(bào)和防控提供基本方案和數(shù)據(jù)分析方法。

1 材料與方法

1.1 材料

甜菜夜蛾購(gòu)買于河南省濟(jì)源白云實(shí)業(yè)有限公司，將蛹按雌雄分開放置在培養(yǎng)箱中，溫度為（25±1）℃，相對(duì)濕度為70%±5%，光周期為16L∶8D，17∶00 開始暗期。每日9∶00 收集新羽化出的甜菜夜蛾，放入養(yǎng)蟲籠中，并標(biāo)記羽化日期。將部分成蟲按雌雄比1∶1 放置在養(yǎng)蟲籠中，待觀察到交配時(shí)取出。每日16∶00 飼喂10%的葡萄糖水1次。

1.2 方法

1.2.1 精巢和卵巢解剖及精巢體積測(cè)定方法 解剖各日齡未交配的甜菜夜蛾雄蛾，比較不同日齡雄蛾精巢體積及交配后的精巢體積，解剖方法參照文獻(xiàn)。將甜菜夜蛾的腹部取下后，浸泡在75%酒精中去掉表皮，去除脂肪體后使生殖系統(tǒng)暴露出來(lái)。將精巢取出后，利用Motic 顯微鏡SMZ-168 和照相系統(tǒng)Moticam 2506(麥克奧迪，廈門)拍照，使用軟件Motic Plus Images 2.0測(cè)量雄性精巢的赤道半徑（a，b）及半徑c的長(zhǎng)度，根據(jù)橢球體積公式V=4πabc/3計(jì)算精巢體積。

取雌蛾將卵巢解剖出來(lái)，去除脂肪體后觀察卵巢管的顏色及卵的成熟情況，參照韓蘭芝等[23]方法確定卵巢等級(jí)：透明期(I)、卵黃沉積期(II)、成熟待產(chǎn)期(III)、產(chǎn)卵盛期(IV)和產(chǎn)卵末期(V)。

1.2.2 性信息素提取和鑒定、定量方法 每日提取單個(gè)未交配雌性甜菜夜蛾性信息素，在暗期6h，取出雌蛾輕輕擠壓腹部，暴露性腺后剪下性腺，用濾紙吸去水分后，放置在色譜瓶中，加入50μL正己烷，浸提1h后，將正己烷吸出，加入10μL十八烷（0.1mg?L-1）作為內(nèi)標(biāo)。重復(fù)6次，氮?dú)鉂饪s。取2日齡未交配雌蛾進(jìn)行性信息素釋放晝夜節(jié)律試驗(yàn)。

氣質(zhì)聯(lián)用儀采用安捷倫6890GC-5975MS并配有DB-FastFAME毛細(xì)管柱(60m×0.25mm×0.25μm)。程序升溫:60℃停留1min，然后每分鐘升溫10℃至180℃，之后每分鐘升溫3℃至210℃，之后每分鐘升溫10℃至250℃維持10 min。離子源溫度為230℃，能壓70eV，載氣為氦氣。通過(guò)軟件計(jì)算各個(gè)性信息素及內(nèi)標(biāo)的峰面積，根據(jù)性信息素峰面積與內(nèi)標(biāo)峰面積的比例計(jì)算性信息素的相對(duì)質(zhì)量。

1.2.3 田間誘蛾晝夜節(jié)律記錄方法 采用寧波紐康生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的新型害蟲自動(dòng)監(jiān)測(cè)工具“賽撲星”昆蟲性誘電子智能測(cè)報(bào)系統(tǒng)（SPT-N-02）監(jiān)測(cè)每日、每小時(shí)田間誘蛾動(dòng)態(tài)。性誘智能測(cè)報(bào)系統(tǒng)每隔1h發(fā)送1次數(shù)據(jù)。賽撲星性誘智能測(cè)報(bào)系統(tǒng)同時(shí)記錄了當(dāng)日每個(gè)小時(shí)誘捕器周圍的溫度和濕度。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置于江蘇省鹽城市大豐市大豐區(qū)綠生源農(nóng)場(chǎng)(120.35°E，33.16°N)和河北省唐山市豐南區(qū)大嶺子村(118.30°E，39.43°N)。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)結(jié)果采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行分析。多組比較采用One-way ANOVA 法，顯著性分析采用LSD 法，兩組平均數(shù)間顯著性差異比較采用Student 氏t 檢驗(yàn)法。利用Pearson 相關(guān)系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)性分析的顯著性用雙尾t檢驗(yàn)分析?；貧w分析采用線性回歸法。顯著性分析時(shí)p值大于0.05 表示差異不顯著，小于0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜菜夜蛾卵巢的發(fā)育

將單獨(dú)飼養(yǎng)雌性成蟲，每日解剖觀察其卵巢等級(jí)。1日齡雌性成蟲卵巢已經(jīng)發(fā)育至卵黃沉積期(II)，3日齡到達(dá)成熟待產(chǎn)期(III)，6日齡出現(xiàn)產(chǎn)卵盛期(IV)。至9日齡IV占比達(dá)到最高為66.7%。透明期(I)僅在5日齡時(shí)發(fā)現(xiàn)1只，產(chǎn)卵末期(V)未發(fā)現(xiàn)（表1）。

表1 不同日齡甜菜夜蛾雌蛾的卵巢發(fā)育Table 1 The ovarian development of the female beet ar‐myworm at different days

2.2 甜菜夜蛾性信息素主要成分的日齡變化

甜菜夜蛾性腺提取物中，主要成分為Z9-14:Ac,Z9E12-14:Ac 和Z11-16:Ac，其相對(duì)含量隨日齡增加而降低，9 日齡時(shí)相對(duì)含量為0。Z9-14:Ac 的含量隨日齡增加變化不明顯，各日齡間無(wú)顯著性差異。1 日齡甜菜夜蛾Z9E12-14:Ac 相對(duì)含量為（2.30±0.46）ng，7 日齡為（2.72±1.09）ng，顯著高于與其他齡期，9 日齡時(shí)相對(duì)含量為0。Z11-16:Ac 只在3，4 日齡時(shí)檢測(cè)到，4 日齡時(shí)含量達(dá)到最高，相對(duì)含量為（1.87±1.01）ng（圖1）。

圖1 不同日齡甜菜夜蛾雌蛾性信息素組成和含量Figure 1 Sex pheromone composition and contents of female Spodoptera exigua at different days

2.3 甜菜夜蛾性信息素主要成分的晝夜節(jié)律

甜菜夜蛾的各個(gè)性信息素組分，暗期都能檢測(cè)到。Z9-14:Ac、Z9E12-14:Ac 在暗期開始后釋放量逐步增加，在23∶00時(shí)達(dá)到最高。與之相比較，Z9-14:OH 在暗期開始時(shí)也可檢測(cè)到，在21∶00時(shí)含量最高，而后逐漸減少，1∶00時(shí)已檢測(cè)不到。Z11-16:Ac 在 23∶00 時(shí)出現(xiàn)。只在 23∶00 時(shí)出現(xiàn) 4 種主要成分同時(shí)存在。值得注意的是，19∶00 時(shí)各種成分都沒有檢測(cè)到，而17∶00反而檢測(cè)到性信息素組分。從相對(duì)含量來(lái)看，Z9-14:Ac 和Z11-16:Ac含量最高（圖2）。

圖2 甜菜夜蛾雌蛾性信息素主要成分釋放的晝夜節(jié)律Figure 2 The circadian rhythm of the main compo‐nents of sex pheromone released by the female beet armyworm moths

2.4 甜菜夜蛾雄蛾的精巢與日齡的關(guān)系

日齡對(duì)甜菜夜蛾雄性精巢體積有顯著性影響（p＜0.001），隨日齡的增加精巢體積呈逐步減少的趨勢(shì)，1日齡精巢體積為（2.29±0.30）mm3。2日齡精巢體積為（1.32±0.33）mm3。1 日齡與2 日齡間存在顯著性差異。6 日齡精巢體積為（2.29±0.30）mm3。10 日齡的精巢體積僅為（0.22±0.04）mm3。6 日齡至10 日齡精巢體積無(wú)顯著性差異。此外，精巢體積與雄蛾日齡之間存在極顯著線性相關(guān)性(R= -0.836,p＜0.001)，對(duì)精巢體積與日齡進(jìn)行線性回歸分析，得到回歸方程y=-0.185x+1.808 (R2=0.716,p＜0.001)。交配對(duì)精巢體積沒有影響（圖3）。

圖3 不同日齡（A）和交配前后（B）的甜菜夜蛾精巢體積變化Figure 3 The testis volume of beet armyworm at different ages (A) and before and after mating (B)

2.5 田間雄蛾對(duì)性信息素嗅覺反應(yīng)的晝夜節(jié)律

圖4 唐山和鹽城2個(gè)性誘智能測(cè)報(bào)系統(tǒng)的誘蛾量晝夜節(jié)律變化Figure 4 Circadian rhythm of hourly moth catches by pheromone trapping in the Smart Monitoring and Reporting Systems by pheromone trapping in Tangshan and Yancheng

對(duì)田間實(shí)時(shí)性誘智能測(cè)報(bào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析可知，甜菜夜蛾雄蛾對(duì)性信息素的反應(yīng)有顯著的晝夜節(jié)律（圖4），但不同季節(jié)和不同地域差異顯著。在河北唐山地區(qū)，7 月底至8 月上旬的一個(gè)誘蛾小峰階段，誘蛾時(shí)間段在19∶00～5∶00，高峰時(shí)間在3∶00～4∶00，而9～10月高峰時(shí)間在2∶00～3∶00。7～9月都只有1個(gè)誘蛾高峰。9月底至10 月下旬的時(shí)段，誘蛾時(shí)間段擴(kuò)大至16∶00～6∶00，其中有2 個(gè)峰（18∶00～19∶00 和2∶00～3∶00）。在江蘇鹽城地區(qū)，6 月上旬的1 個(gè)誘蛾階段，誘蛾時(shí)間段也在19∶00～5∶00，高峰時(shí)間在3∶00～4∶00，而9～10 月高峰時(shí)間在2∶00～3∶00。7～9月都只有1個(gè)誘蛾高峰。9月底至10月下旬的時(shí)段，誘蛾時(shí)間范圍擴(kuò)大至17∶00～6∶00，其中有2個(gè)峰即18∶00～19∶00和3∶00～4∶00，第1個(gè)小高峰并不明顯。相比唐山，鹽城點(diǎn)的誘蛾高峰期時(shí)間較短。

2.6 溫濕度與田間雄蛾對(duì)性信息素反應(yīng)的關(guān)系

溫濕度與性信息素的誘捕密切相關(guān)，二個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單一的溫度和濕度與誘蛾量之間沒有相關(guān)性，但溫度和濕度的組合與誘蛾量之間有顯著的正相關(guān)（圖5）。

圖5 誘蛾量與溫濕度之間的相關(guān)性（A.唐山；B. 鹽城）Figure 5 Correlation between moth catches by pheromone trapping and temperature as well as humidity(A. Tangshan; B. Yancheng)

3 討論與結(jié)論

昆蟲的求偶行為涉及雌蛾性信息素的釋放和雄蛾的嗅覺反應(yīng)。雌蛾的性信息素生物生物合成和釋放受諸多因素的影響。其中，日齡顯著影響雌蛾發(fā)育，特別是卵巢發(fā)育，性信息素釋放只有在性成熟、可以交配時(shí)釋放[24]。雄蛾通過(guò)影響昆蟲嗅覺基因表達(dá)，從而影響嗅覺反應(yīng)譜[25]，最終影響昆蟲的發(fā)情與交配行為。甜菜夜蛾成蛾在羽化后即可交配[2]，雌蛾在羽化后1 日齡就有較高的性信息素釋放，而且卵巢分級(jí)達(dá)到Ⅱ級(jí)。交配對(duì)甜菜夜蛾雌蛾性信息素各組分的滴度、比例及其在個(gè)體間的變異均無(wú)顯著的影響,因此交配不影響雌蛾在下一暗期的再次求偶和交配。本研究結(jié)果表明交配對(duì)雄蛾的精巢體積也沒有影響。

甜菜夜蛾的性信息素釋放也具有晝夜節(jié)律變化。雄蛾對(duì)性信息素的反應(yīng)也有晝夜節(jié)律，成蟲一天中的交配時(shí)間出現(xiàn)于23∶30 ～05∶30，交配高峰出現(xiàn)在01∶30～02∶30 和03∶00～04∶00[2]，而性信息素的釋放則早于交配時(shí)間，可以推測(cè)性信息素的釋放時(shí)間與求偶行為時(shí)間比較一致。順9 順12-十四碳二烯乙酸酯和順9-十四碳烯醇被認(rèn)為是我國(guó)甜菜夜蛾性信息素成分[26]，順9 順12-十四碳二烯乙酸酯和順9-十四碳烯醇的釋放時(shí)間很短，而且高峰期在時(shí)間上也不一致。從相對(duì)含量來(lái)看，Z9-14:Ac 和Z11-16:Ac 反而最高，這2 個(gè)組分在之前的報(bào)道中并沒有被鑒定出是我國(guó)甜菜夜蛾的性信息素組分之一[15]，其釋放時(shí)間與主成分也不同步，這可能是各種報(bào)道沒有完整鑒定全組分的一個(gè)原因。從實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)來(lái)比較，日齡與求偶的起始時(shí)間和晝夜節(jié)律有關(guān)系[26]。結(jié)合田間監(jiān)測(cè)的甜菜夜蛾性信息素誘捕晝夜節(jié)律數(shù)據(jù)，從雌雄兩者釋放和接收的時(shí)間段來(lái)比較，雄蛾接受性信息素氣味分子的嗅覺反應(yīng)時(shí)間范圍相對(duì)比較寬。人工合成的性信息素是通過(guò)緩釋材料誘芯釋放氣味分子在田間擴(kuò)散，因此，在田間誘芯是24h整天、不間斷釋放，并借助于氣流的擴(kuò)散、傳播，而田間自然雌蛾只有在晚上某一特定時(shí)間段釋放性信息素求偶，在時(shí)間和范圍上都有一定的局限性，因此，誘捕器在誘捕甜菜夜蛾雄蛾的時(shí)間段上具有競(jìng)爭(zhēng)上的優(yōu)勢(shì)。這也是性誘測(cè)報(bào)和防控效率高的原因之一。

環(huán)境溫度不僅影響自然雌蛾性信息素的生物合成和釋放[27]，還對(duì)誘捕器中誘芯的合成性信息素化合物的穩(wěn)定性和釋放速率產(chǎn)生影響，也就是與誘芯在田間的持效期密切相關(guān)，同時(shí)，也影響雄蛾的交配、飛行活性。每一種昆蟲都有其特定的適宜生存和活動(dòng)的溫度范圍，在適宜溫度環(huán)境下，昆蟲比較活躍，飛行范圍大，對(duì)性信息素的反應(yīng)也比較敏感。已有報(bào)道表明，15～25℃最有利于甜菜夜蛾性信息素的產(chǎn)生，而10℃低溫和35 ℃高溫則使性信息素產(chǎn)生受到明顯影響，其中以10℃低溫的影響更甚。10 ℃低溫處理不僅使各組分的滴度產(chǎn)生顯著改變，而且使二元性信息素組分的比例受到顯著影響。水與羽化后的蛾子關(guān)系密切，鱗翅目成蟲不一定需要補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，但需要水[28]，可以理解濕度在蛾子活動(dòng)中的重要性。本研究中田間環(huán)境溫度與性誘蛾量相關(guān)性并不顯著，但與溫度和濕度的組合關(guān)系顯著，說(shuō)明在一定適宜溫度范圍內(nèi)，高溫及高濕下的誘蛾量增加。

在傳統(tǒng)測(cè)報(bào)中，對(duì)于稻縱卷葉螟、粘蟲、甜菜夜蛾等遷飛性害蟲的監(jiān)測(cè)，需要通過(guò)解剖卵巢，觀察卵巢的發(fā)育狀態(tài)和分級(jí)，進(jìn)而推斷其遷飛性和可能的危害，這樣的測(cè)報(bào)方法工作量大，既不方便，又需要專業(yè)人士才能具體操作。通過(guò)開展燈誘和性誘測(cè)報(bào)方法，可以大大降低工作強(qiáng)度，提高測(cè)報(bào)準(zhǔn)確性，而燈誘與性誘之間不是一個(gè)簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，一般越冬代燈誘效果較差，無(wú)法通過(guò)燈誘監(jiān)測(cè)到蛾峰，燈誘的雄蛾和雌蛾生理狀態(tài)區(qū)分也比較困難，開展性誘監(jiān)測(cè)，可以有效解決這樣的問題。本試驗(yàn)證實(shí)了甜菜夜蛾卵巢發(fā)育與性信息素合成和釋放比較吻合，通過(guò)甜菜夜蛾生理狀態(tài)和環(huán)境因子分析了雌蛾卵巢發(fā)育、性信息素釋放與雄蛾誘捕之間的關(guān)系，為性誘預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)甜菜夜蛾的發(fā)生提供了理論基礎(chǔ)。