生态学报  2023, Vol. 43 Issue (9): 3828-3839

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刘莹, 吕东, 陈立, 赵祜, 赵兴鹏, 王光宇, 赵明, 袁浩, 张怡, 李雅惠, 陈敏
LIU Ying, LÜ Dong, CHEN Li, ZHAO Hu, ZHAO Xingpeng, WANG Guangyu, ZHAO Ming, YUAN Hao, ZHANG Yi, LI Yahui, CHEN Min
圆柏大痣小蜂对祁连圆柏挥发物的触角电位和行为反应
Electroantennagram and behavioral responses of Megastigmus sabinae to volatiles of Sabina przewalskii
生态学报. 2023, 43(9): 3828-3839
Acta Ecologica Sinica. 2023, 43(9): 3828-3839
http://dx.doi.org/10.5846/stxb202205171393

文章历史

收稿日期: 2022-05-17
网络出版日期: 2022-10-20
圆柏大痣小蜂对祁连圆柏挥发物的触角电位和行为反应
刘莹1 , 吕东2 , 陈立3 , 赵祜2 , 赵兴鹏2 , 王光宇3 , 赵明2 , 袁浩2 , 张怡1 , 李雅惠1 , 陈敏1     
1. 北京林业大学林木有害生物防治北京市重点实验室, 北京 100083;
2. 甘肃省祁连山水源涵养林研究院, 张掖 734000;
3. 河北大学生命科学学院生命科学与绿色发展研究院, 保定 056038
摘要: 圆柏大痣小蜂(Megastigmus sabinae Xu et He)是我国甘肃、青海和西藏等地祁连圆柏(Sabina przewalskii)球果的重要害虫, 其危害严重影响了祁连圆柏的种子生产和育苗。为了筛选和鉴定圆柏大痣小蜂寄主定位相关的化学活性物质, 利用动态顶空采集法和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS, Gas Chromatograph-Mass Spectrometer)分析了祁连圆柏不同状态的球果和枝叶共5类挥发物样品成分, 采用气相色谱-触角电位联用技术(GC-EAD, Gas Chromatography-Electroantennagram Detection)测定圆柏大痣小蜂对寄主挥发物的触角电位反应, 利用Y型嗅觉仪测定圆柏大痣小蜂成虫对几种化学活性物质的行为反应。研究结果表明: 5类挥发物中共鉴定到117种化合物, 每类样品都含特有的植物挥发性成分, 但其主要成分基本相似; 有15种化合物能引起圆柏大痣小蜂的触角电位反应; 圆柏大痣小蜂对其中的12种挥发物具有明显的趋向行为反应。3种共有成分月桂烯、桧烯和右旋萜二烯均对圆柏大痣小蜂具有吸引作用, 一年生未产卵球果挥发物特有成分α-松油醇能显著吸引圆柏大痣小蜂雌成虫。由此推测月桂烯、桧烯和右旋萜二烯3种共有成分可能是圆柏大痣小蜂寄主定位时起关键作用的化合物, α-松油醇可能是圆柏大痣小蜂识别未产卵球果进行产卵定位的关键化合物。
关键词: 圆柏大痣小蜂    寄主挥发物    触角电位    行为反应    
Electroantennagram and behavioral responses of Megastigmus sabinae to volatiles of Sabina przewalskii
LIU Ying1 , LÜ Dong2 , CHEN Li3 , ZHAO Hu2 , ZHAO Xingpeng2 , WANG Guangyu3 , ZHAO Ming2 , YUAN Hao2 , ZHANG Yi1 , LI Yahui1 , CHEN Min1     
1. Key Laboratory of Beijing for Control to Forest Pest, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China;
2. Academy of Water Resource Conservation Forests of Qilian Mountains in Gansu Province, Zhangye 734000, China;
3. School of Life Sciences, Institute of Life Science and Green Development, Hebei University, Baoding 056038, China
Abstract: Megastigmus Sabinae (Xu et He) is an important pest of Sabina przewalskii cone in Gansu, Qinghai and Tibet in China, which seriously affects the seed production and seedling of Sabina Przewalskii. In this study, the dynamic headspace collection and gas chromatograph-mass spectrometry (GC-MS) were used to screen and identify the potentially chemical reactive substances in host localization and oviposition localization of M. Sabinae. The composition and relative contents of 5 volatiles samples from branches and cones in different states of Sabina Przewalskii were analyzed. Gas Chromatography-Electroantennagram Detection (GC-EAD) was used to test the EAD of M. Sabinae collected volatiles in each sample. Y-typed olfactometer was used to test the behavioral responses of adults of M. Sabinae to the chemical active substances. A total of 117 compounds were identified in the 5 samples. The main components in the 5 samples were similar but each sample contained unique components. Fifteen chemical active substances could trigger the EAD reaction of M. Sabinae, of which 12 chemical active substances had significant tendency behavior response. The three shared components, sabinene, myrcene and d-Limonene, could obviously attract the female adults of M. Sabinae, while α-terpineol, the unique component in the volatile of 1-year healthy cones, could attract the female adults of M. Sabinae significantly. It is hypothesized that three compounds, sabinene, myrcene and d-Limonene, may be the key active substances in the host location and α-terpineol may be the key compound to recognize the unoviposit healthy cones of Sabina Przewalskii for oviposition localization for M. Sabinae.
Key Words: Megastigmus Sabinae    plant volatiles    electroantennogram response    behavioral responses    

圆柏大痣小蜂(Megastigmus sabinae Xu et He), 属膜翅目(Hymenoptera), 小蜂总科(Chalcidoidea), 长尾小蜂科(Torymidae), 大痣小蜂属(Megastigmus), 主要分布于我国甘肃、青海和西藏地区, 是危害祁连圆柏球果种仁的主要害虫[13]。圆柏大痣小蜂成虫产卵于祁连圆柏一年生健康球果, 幼虫和球果的发育存在完美的协同进化关系, 初孵幼虫在球果内随着幼虫发育对球果胚乳进行蛀食, 致使祁连圆柏种子成熟后有果无仁, 给祁连圆柏种子产量和质量造成严重的影响[4]。经调查, 张掖市肃南县康乐林场祁连圆柏天然林球果平均被害率72.0%, 山丹县大黄山祁连圆柏天然林球果被害率为49.8%, 甘州区东大山祁连圆柏天然林球果被害率为22.8%(吕东, 未发表数据)。目前对于圆柏大痣小蜂的研究主要集中于生物生态学特性方面[56], 现有的防治措施仅限于喷施化学药剂[79]。但圆柏大痣小蜂幼虫从孵化到羽化前一直在寄主球果内生活, 而且成虫个体微小, 羽化后飞走, 化学杀虫剂防治难以发挥作用。

寄主植物所释放的挥发物能够远距离为昆虫提供潜在的植物信息并调控昆虫的行为, 包括寄主定位、取食、产卵、聚集和传播等[1011]。寄主植物挥发物能刺激并引导昆虫选择寄主适合的位置进行产卵, 例如荔枝(Litchi chinensis)挥发物是吸引荔枝蛀蒂虫(Conopomorpha sinensis)产卵的重要物质[12]。楚雄腮扁叶蜂(Cephalcia chuxiongica)雌蜂能够被华山松(Pinus armandii)和云南松(Pinus yunnanensis)的针叶挥发物吸引[13]。利用寄主植物挥发物对昆虫具有的引诱性或趋避性, 可以研发出植物源引诱剂和趋避剂应用于有害生物综合治理(Integrated Pest Management, IPM)[14]

通过分析不同状态的寄主植物挥发物的组成和含量差异, 可揭示昆虫与寄主植物之间的化学信号和产卵选择的化学通讯机制。本研究采集和分析了祁连圆柏不同状态的球果和枝条共5类挥发物样品成分, 采用GC-EAD测定了圆柏大痣小蜂对寄主挥发物的触角电位反应, 利用Y型嗅觉仪分析了圆柏大痣小蜂成虫对几种化学活性物质的行为反应。该研究结果可为阐明圆柏大痣小蜂寄主定位和产卵选择的化学通讯机制奠定基础, 为揭示圆柏大痣小蜂与寄主的协同进化和圆柏大痣小蜂的生态学调控、种群监测及化学防治提供可靠的理论依据。

1 材料与方法 1.1 供试虫源

圆柏大痣小蜂采集于甘肃省张掖市肃南裕固族自治县头滩地(N 38°32′4″, E 100°15′50″, 海拔2920 m)祁连圆柏的受害球果。将两年生被害球果在圆柏大痣小蜂羽化前转入种子发芽盒, 置于昆虫人工气候培养箱(温度为(26±1)℃, 相对湿度为15%, 光周期为16L:8D)内待其羽化。

1.2 方法 1.2.1 祁连圆柏挥发物的采集及GC-MS分析

动态顶空吸附采集法参考李娅娅等[15], 分别收集祁连圆柏5类挥发物样品:祁连圆柏枝叶、一年生未被圆柏大痣小蜂产卵的健康球果(简称:一年生健康球果)、一年生已被圆柏大痣小蜂产卵的球果(简称:一年生产卵球果)、被圆柏大痣小蜂寄生未羽化的两年生球果(简称:两年生未羽化球果)以及圆柏大痣小蜂已羽化的两年生球果(简称:两年生已羽化球果)。以空采集袋(无植物)为空白对照。大气采样仪(QC-1S, 北京市科安劳保新技术公司)控制气体流速为500 mol/min。每种设置10个重复, 每个样品采集6 h。

用采样袋(佳能保鲜袋30 cm×40 cm)包裹待收集枝条或球果, 袋口插入两根聚四氟联结硬管, 用玻璃绳扎紧。一端为进气口, 一端为出气口。采样袋进气口连接碳棒, 内填20/50目活性炭吸附剂, 碳棒另一端与软管相接并连接至大气采样仪出气口; 采样袋出气口连接吸附管, 吸附管另一端连接大气采样仪进气口, 连接处均用聚四氟乙烯软管。由此形成一个闭合回路。采集完成后, 用纯度为99.5%的二氯甲烷进行洗脱。

气相色谱仪(7890A, Agilent)与质谱检测器相连接(GC-2021 Plus, Agilent)工作条件参考王光宇等[16], 具体如下:程序升温, 起始温度为40℃, 保持5 min, 以6℃/min速度升温至180℃, 保持5 min, 再以10℃/min升温至280℃, 保持10 min。无分流进样。以高纯氦气作载气, 流速为1.0 mL/min。气谱-质谱接口温度250℃, EI离子源, 离子源温度为230℃, 电离能70 eV, 扫描范围为30—500 amu。进样量2 μL。

1.2.2 圆柏大痣小蜂对寄主挥发物的触角电位反应

分别将收集的5类挥发物样品气体利用1日龄圆柏大痣小蜂雌蜂触角进行GC-EAD测试, 各重复10次。GC-EAD方法参照Chen等[17], 进样口温度220℃, 检测器温度250℃, 载气为流速1 mL/min的氮气, 不分流进样。升温程序:40℃保持2 min, 以5℃/min的速率升至120℃, 再以15℃/min的速率上升至240℃, 保持9 min。用GC-EAD软件记录EAD和FID(火焰离子化检测, Flame Ionization Detector)数据。

1.2.3 圆柏大痣小蜂对化学活性物质的行为反应

利用对圆柏大痣小蜂触角具有电位反应的化学活性物质, 进行Y型嗅觉仪行为反应试验, 方法参照狄贵秋等[18]。所用标准化合物均购于北京百灵威科技有限公司。各标准品化合物均用液体石蜡作溶剂配制而成, 浓度为10 μg/μL(表 1)。每次吸取10 μL待测化合物滴加在4 cm2的滤纸上放入气室作味源, 另一个气室滴加相同体积的液体石蜡作为对照。气流速率由气体流量计调整为300 mL/min, 室内温度保持在25℃左右。开始试验前, 圆柏大痣小蜂置于环境中熟悉0.5 h。

表 1 供试标准化合物信息 Table 1 Information of the standard compounds tested
序号
Number
化合物
Compounds
分子式
Molecular formula
纯度
Purity
来源
Source
1 3-蒈烯3-Carene C10H16 90% J & K Scientific LTD.
2 桧烯sabinene C10H16 98% J & K Scientific LTD.
3 十甲基环五硅氧烷Cyclopentasiloxane, decamethyl- C10H30O5Si5 97% J & K Scientific LTD.
4 月桂烯Myrcene C10H16 95% TCI(Shanghai)Development Co., Ltd.
5 右旋萜二烯D-Limonene C10H16 95% J & K Scientific LTD.
6 十二烷Dodecane C12H26 99% J & K Scientific LTD.
7 α-松油烯α-Terpinene C10H16 95% J & K Scientific LTD.
8 α-环氧蒎烷α-Pinene Oxide C10H16O 95%(GC) TCI(Shanghai)Development Co., Ltd.
9 4-乙基苯甲醛Benzaldehyde, 4-ethyl- C9H10O 98%(GC) TCI(Shanghai)Development Co., Ltd.
10 α-松油醇α-Terpineol C10H18O 97% J & K Scientific LTD.
11 3-乙基苯乙酮3-Ethylacetophenone C10H12O 95% apollo reagent
12 对乙基苯乙酮Ethanone, 1-(4-ethylphenyl)- C10H12O 99% J & K Scientific LTD.
13 3, 4-二甲基苯乙酮3′, 4′-Dimethylacetophenone C10H12O 97% J & K Scientific LTD.
14 2, 4-二甲基苯乙酮2′, 4′-Dimethylacetophenone C10H12O 95%(GC) TCI(Shanghai)Development Co., Ltd.
15 正四十烷Tetracontane C40H82 97%(GC) TCI(Shanghai)Development Co., Ltd.

将待测的圆柏大痣小蜂成虫移至Y型嗅觉仪的主臂进口处, 每种化学活性物质测验圆柏大痣小蜂雌雄成虫各60只, 每只观察10 min, 观察时间为9:00—16:00。选择的标准如下: 当圆柏大痣小蜂爬至超过任意一侧臂的1/3处, 并在此区域持续停留30 s以上, 则记录圆柏大痣小蜂对该侧臂的挥发物做出了选择。圆柏大痣小蜂引入10 min后没有做出选择的, 则记为无反应。为了降低因两侧臂位置造成的误差, 每测两头就将对照组和试验组的位置互换。每测10头圆柏大痣小蜂, 就用95%的酒精擦拭试管内外壁, 待干燥后再进行测量。在做各处理之前先进行空白对照试验, 将圆柏大痣小蜂放在两臂均为空气的情况下, 观察是否有选择差异。

1.3 数据分析

质谱图使用NIST98谱库进行检索, 对祁连圆柏的挥发物进行定性定量分析。其余数据均用SPSS 21.0对数据进行分析。利用One-Way ANOVA单因素方差分析法比较5类挥发物样品成分之间的差异显著性, 并利用Tukey HSD (多重比较)比较各成分在不同类别中相对含量的差异[19]。对Y型嗅觉仪的对照臂和测试臂中虫数进行χ2检验。

按下列公式计算圆柏大痣小蜂对不同挥发物的反应率、引诱率和驱避率:

2 结果与分析 2.1 祁连圆柏挥发物的组分

用GC-MS对收集的5类挥发物样品成分(祁连圆柏枝叶、一年生健康球果、一年生已产卵球果、两年生未羽化球果和两年生已羽化球果)分别进行分析, 共鉴定到117种挥发性成分(附表 1)。总体上, 各样本挥发物的组成和含量有所不同, 但主要成分基本相似, 均以醇类和烷烃类化合物为主。

5类挥发物样本共有的成分有月桂烯、桧烯和右旋萜二烯3种化合物, 但各成分在不同类别中的含量具有一定差异。月桂烯的相对含量整体较低(0.84%—3.00%); 桧烯在除一年生球果外的另3类植物挥发物中所占的比例均最高, 且在两年生球果和枝条中的含量(22.87%—31.71%)高于一年生球果(11.50%—14.90%)。祁连圆柏枝叶特有成分包括3, 4-二甲基苯乙酮、顺4-侧柏酮和3, 4-二甲基苯甲酸等15种, 一年生未产卵球果中特有成分包括二十五烷、α-侧柏烯和邻苯二甲酸双十三酯等15种, 一年生已产卵球果中的特有成分包括2, 3-二甲基苯乙酮、正十四烷和2-甲基二十七烷等19种, 两年生未羽化球果中特有成分包括1-甲基-3-苯基丙胺、α-环氧蒎烷和1-十四烯等6种, 两年生已羽化球果中特有成分包括蒎烯、十八甲基环九硅氧烷和对乙基苯乙酮等7种。与未被圆柏大痣小蜂产卵的一年生球果相比, 被圆柏大痣小蜂产卵的一年生球果挥发物的数量和种类虽然增加, 但原有的桧烯和右旋萜二烯的相对含量有所降低。

2.2 圆柏大痣小蜂对寄主挥发物的触角电位反应

经过多次测试及比较后, 得到圆柏大痣小蜂雌虫触角对提取的5类挥发物样品成分的GC-EAD反应, 结果如图 1所示。5类挥发物样品中共有15种化学活性物质能引起圆柏大痣小蜂触角电位反应, 根据出峰顺序、峰形和保留时间, 经过与GC-MS结果进行比对分析, 得出这些化学活性物质分别为:3-蒈烯、桧烯、十甲基环五硅氧烷、月桂烯、右旋萜二烯、十二烷、α-松油烯、α-环氧蒎烷、4-乙基苯甲醛、α-松油醇、3-乙基苯乙酮、对乙基苯乙酮、3, 4-二甲基苯乙酮、2, 4-二甲基苯乙酮和正四十烷。其中, 包括3种共有挥发物成分(月桂烯、桧烯、右旋萜二烯)、祁连圆柏枝叶两种特有成分(3-乙基苯乙酮、3, 4二甲基苯乙酮)、一年生健康球果1种特有成分(α-松油醇)、两年生未羽化球果1种特有成分(α-环氧蒎烷)、两年生已羽化球果1种特有成分(对乙基苯乙酮)以及一年生健康和已产卵球果的两种特有挥发物(十二烷、正四十烷)。

图 1 圆柏大痣小蜂对祁连圆柏5个挥发物样品的GC-EAD反应 Fig. 1 GC-EAD reaction of M. sabine to 5 types of volatile compounds 图中序号与表 1所列15种化合物序号对应
2.3 圆柏大痣小蜂雌雄成虫对15种活性化合物的行为反应

本实验浓度(10 μg/μL)条件下, 桧烯、α-环氧蒎烷、月桂烯、α-松油醇和2, 4-二甲基苯乙酮5种物质对雌虫的引诱活性最强(图 2), 其中, 桧烯的引诱率高达68.3%, 其余4种物质引诱率分别为58.3%、58.3%、46.7%、31.7%, 卡方检验表明, 这4种物质对雌虫的引诱率和驱避率差异极其显著(P<0.01)。此外, 3-乙基苯乙酮、4-乙基苯甲醛、右旋萜二烯和3, 4-二甲基苯乙酮4种物质对雌虫的引诱率显著高于驱避率(P<0.05), 对雌成虫的引诱率在26.7%—40.0%之间。

图 2 圆柏大痣小蜂雌成虫对15种挥发物的选择率/% Fig. 2 Selection rate (%) for 15 volatiles by female adults of M. Sabinae

图 3可以看出, 浓度为10 μg/μL的月桂烯和3-蒈烯对雄虫的引诱率最高, 分别为53.3% 和41.7%(P<0.01)。右旋萜二烯(25.0%)和十甲基环五硅氧(20.0%)对雄虫的引诱率显著高于驱避率(P<0.05)。十二烷对圆柏大痣小蜂雄虫具有极著的驱避作用(P<0.01), 驱避率为30%。

图 3 祁连圆柏大痣小蜂雄成虫对15种挥发物的选择率/% Fig. 3 Selection rate for 15 volatiles by male adults of M. Sabinae

圆柏大痣小蜂两性成虫对月桂烯、桧烯和十二烷的行为反应性别差异极显著(P<0.01), 对月桂烯的反应率雄性(76.7%)大于雌性(61.7%), 桧烯对雌性的引诱率(68.3%)大于雄性(36.7%), 十二烷对雄性的驱避率为30.0%, 对雌性没有驱避效果

3 讨论

寄主植物的挥发物可以调控昆虫的行为, 同时昆虫可以利用植物挥发物作为寄主定位和选择的信号[20]。本研究中, 一年生健康球果特有挥发物有15种, 猜测这些挥发物可能与圆柏大痣小蜂产卵定位有关。一年生产卵球果特有挥发物有19种, 这些挥发物可能是圆柏大痣小蜂产卵后诱导植物产生的特有挥发物, 这些物质能被其他圆柏大痣小蜂识别而不被重复产卵, 这也许是圆柏大痣小蜂在一颗球果只产一粒卵的原因。Mumm等发现松叶蜂(Diprion pini)产卵诱导的樟子松枝条挥发性混合物中只有(E)-β-法尼烯的含量显著高于未被产卵的枝条[21]

借助昆虫触角电位试验可以筛选出寄主植物对该昆虫的化学生态活性因子[22]。本研究触角电位试验共筛选出了15种化学生态活性成分, 但能引起昆虫触角电生理反应的物质不一定与昆虫的行为反应成正相关[23], 通过嗅觉行为实验可进一步测定目标昆虫对这些活性成分的选择性。Y型嗅觉行为实验结果表明, 在10 μg/μL的浓度下, 圆柏大痣小蜂对桧烯、月桂烯、α-环氧蒎烷等12种化合物均存在明显的趋向反应。其中, 月桂烯、桧烯和右旋萜二烯在5类挥发物样品中都存在, 由此推测它们是圆柏大痣小蜂对寄主定位的关键化合物。也有研究发现这3种化合物对其他昆虫具有引诱活性, 例如, 西花蓟马(Frankliniella occidentalis)对102稀释后的月桂烯有明显的正趋向行为反应[24], 低浓度的月桂烯对红脂大小蠹(Dendroctonus valens)雌雄成虫均具有刺激性, 桧烯对危害十字花科的跳甲具有强烈的引诱作用[25], 孙天华等[26]发现台桧(Juniperus formosana)球果中含有的月桂烯、桧烯可以引诱台桧大痣小蜂(Megastigmus formosana)。

本研究中α-松油醇只存在于一年生健康球果中, 而且圆柏大痣小蜂成虫对α-松油醇的反应在不同性别之间差异显著, 对雌性(46.7%)的引诱率明显高于雄性(38.3%), 推测该物质可能是圆柏大痣小蜂雌成虫进行产卵定位和选择的关键物质。有研究对榕小蜂在产卵过程中的挥发物特征、化学足迹以及碳氢化合物进行分析, 表明这些榕小蜂产卵过程中的挥发物为榕小蜂产卵的指示器, 帮助其做出产卵决定[27]。有研究表明α-松油醇和芳樟醇等物质的组合, 可吸引额斑黄胡蜂(Vespula maculifrons)等小蜂[28]。对圆柏大痣小蜂雌成虫具有极显著引诱作用的α-环氧蒎烷是两年生未羽化祁连圆柏球果的特有挥发物。Poland等[29]研究表明3-蒈烯和α-环氧蒎烷都对松枝甲虫(Tomicus pininiperda)具有很强的吸引力。但是,α-环氧蒎烷与圆柏大痣小蜂的生长发育和行为的关系还需要进一步研究证实。

另外, 3-蒈烯、2, 4-二甲基苯乙酮和4-乙基苯甲醛也能使圆柏大痣小蜂产生趋向行为反应, 这几种物质对昆虫的引诱性已被很多研究证实。例如, 桉树(Eucalyptus robusta)挥发物中的3-蒈烯能够引起孟氏胯姬小蜂(Quadrastichus mendeli)显著的触角响应, 该蜂可能利用寄主挥发物3-蒈烯来定位寄主[30]。孙东等[31]通过田间诱捕试验证明了3-蒈烯对红脂大小蠹(Dendroctonus valens)的引诱性, 并且在一定阈值范围内, 马鞭草烯酮能够增加3-蒈烯的引诱力。同样的, 3-蒈烯也能显著引诱双条杉天牛(Semanotus bifasciatus)[32]。豆荚野螟(Maruca vitrata)对豇豆(Vigna unguiculata)和扁豆(Lablab purpureus)中的共有挥发物4-乙基苯甲醛产生强烈的趋向行为反应[33]。棉花挥发物中的4-乙基苯甲醛能够引诱绿盲蝽(Apolygus lucorum), 并且引诱效果显著[34]

与两年生球果相比, 一年生球果特有挥发物十二烷能显著驱避圆柏大痣小蜂雄成虫。但陈旭鹏[35]研究发现白榆(Ulmus pumila)树干挥发物中的十二烷和柠檬烯等化合物制成的引诱剂对榆木蠹蛾(Holcocerus vicarius)的引诱效果明显。可见同一种挥发物或同种挥发物的不同浓度对不同昆虫会产生不同的趋向反应。例如, 对柑橘大实蝇有显著驱避作用的戊醛能够吸引赤拟谷盗(Tribolium castaneum)成虫[3637]

祁连圆柏挥发物中有3种物质对圆柏大痣小蜂雌成虫的引诱率显著高于雄成虫, 有12种物质对雌成虫的引诱率高于对雄成虫的引诱率。这说明圆柏大痣小蜂对寄主挥发物的反应有性别差异。在烟草甲虫成虫(Lasioderma serricorne)对植物挥发物的定向作用的研究中发现, 雌虫对植物挥发物的反应显著高于雄虫[38]。对果蝇的触角电位(EAG)和剂量反应的分析表明, 雌性和雄性触角对各种挥发物的敏感性有不同[39]。Ginzel等[40]在Y型嗅觉仪生物测定中发现, 3种天牛都对山核桃(Carya cathayensis)原木散发的挥发物有反应, 但雄性和雌性反应的程度有所不同。不同浓度、不同浓度组合下的祁连圆柏挥发性化合物和挥发性混合物对圆柏大痣小蜂的引诱及驱避作用还有待进一步研究。

总之, 本研究通过对祁连圆柏不同组织和不同危害状态的挥发物进行鉴定和行为测定, 表明月桂烯、桧烯和右旋萜二烯3种共有成分可能是圆柏大痣小蜂寄主定位的关键信息化合物, α-松油醇可能是圆柏大痣小蜂识别未产卵球果进行产卵定位的关键化合物。我们将进一步筛选关键化合物的最佳组合和配比进行室内和林间引诱试验, 为圆柏大痣小蜂的生态调控、种群监测及开发植物源引诱剂提供可靠的理论依据。本研究结果还将为解析圆柏大痣小蜂的寄主定位和产卵选择机制、为揭示圆柏大痣小蜂与寄主的协同进化机制提供科学基础。

附表 1 5类植物挥发物样品的种类组成及相对含量(Mean±SE)(相对含量为面积归一法所取得) Appendixtable 1 5 Species composition and relative contents of volatile compounds in plants (Mean±SE)(Relative contents were obtained by area normalization method)
化合物名称 CAS号 相对含量(Mean±SE)%
枝条 一年生未产卵 一年生已产卵 两年生未羽化 两年生已羽化
桧烯sabinene 3387-41-5 22.87 14.90 11.50 31.70734 30.58825
右旋萜二烯D-Limonene 5989-27-5 16.35 12.41 6.73 19.18942 12.55204
3, 4-二甲基苯乙酮3′, 4′-Dimethylacetophenone 3637-1-2 7.56
对异丙基苯甲醇Cumicalcohol 536-60-7 7.35 4.17 2.69658
2, 4-二甲基苯乙酮2′, 4′-Dimethylacetophenone 89-74-7 6.23 2.53 0.16266
3-蒈烯3-Carene 13466-78-9 5.26 4.73 7.96 8.29
顺4-侧柏酮trans-4-Thujanol 17699-16-0 3.05
4-乙基苯甲醛Benzaldehyde, 4-ethyl- 4748-78-1 2.71 3.60 2.17
月桂烯beta.-Myrcene 123-35-3 2.63 1.90 1.52 3.00751 0.84203
侧柏酮Thujone 546-80-5 2.19 1.25 1.64149
1, 4-二乙酰苯Ethanone, 1, 1-(1, 4-phenylene)bis- 1009-61-6 1.92 1.25 1.35 1.36
3, 4-二甲基苯甲酸3, 4-Dimethylbenzoic acid 619-04-5 1.21
柏木脑Cedrol 77-53-2 0.96
4-蒈烯(+)-4-Carene 5208-50-4 0.88 3.54 2.89
阿卓乳酸Atrolactic acid 515-30-0 0.70 0.92 0.53617
(E)-3-己烯-1-醇乙酸酯3-Hexen-1-ol, acetate, (E)- 3681-82-1 0.63 0.49 0.35924
石竹烯Caryophyllene 87-44-5 0.62 0.13
辛醇1-Octanol 111-87-5 0.62
左旋-beta-蒎烯(1S)-(1)-beta-Pinene 18172-67-3 0.54 0.17 0.16 0.88153
戊酸戊酯Pentanoic acid, 2-pentyl ester 2173-56-0 0.51
欖[香]醇cyclohexanemethanol 639-99-6 0.47
邻异丙基苯o-Cymene 527-84-4 0.46 1.06 1.13 0.3209
α-愈创木烯.alpha.-Guaiene 3691-12-1 0.44357
顺式-3-己烯醇3-Hexen-1-ol, (Z)- 928-96-1 0.43 0.37 0.19208
α-松油烯α.-Terpinene 99-86-5 0.41 2.50 1.80 0.20352
崖柏酮Tanacetone 1125-12-8 0.39 0.30569
十六烷Hexadecane 544-76-3 0.39 0.26
棕榈酸n-Hexadecanoic acid 57-10-3 0.38 2.58 0.18296
4-萜烯醇4-terpineol 562-74-3 0.32
丁酸乙酯Butanoic acid, ethyl ester 105-54-4 0.30 0.41 0.44
对乙基苯甲酸4-Ethylbenzoic acid 619-64-7 0.27 1.80 0.57224
正三十二烷Dotriacontane 544-85-4 0.26 15.32 1.51
正己醇1-Hexanol 111-27-3 0.26
γ-衣兰油烯.gamma.-Muurolene 30021-74-0 0.25 0.18
3-甲基丁酸己酯3-methylbutyric acid hexyl ester 10032-13-0 0.24
莰烯Camphene 79-92-5 0.24 0.42065
葑烯Fenchene 471-84-1 0.23 0.24012
三环萜Teresantanane 508-32-7 0.18 0.27851
十一烷Undecane 1120-21-4 0.18 0.14
3-乙基苯乙酮3-Ethylacetophenone 22699-70-3 0.17
1-癸醇1-Decanol 112-30-1 0.16
对二乙苯Benzene, 1, 4-diethyl- 105-05-5 0.15 0.20
2-4-二甲基苯丙酮2, 4-Dimethylpropiophenone 35031-55-1 0.15 0.13391
十二甲基环六硅氧烷Cyclohexasiloxane, dodecamethyl- 540-97-6 0.14 0.67 0.53037
1, 2-二乙苯Benzene, 1, 2-diethyl- 135-01-3 0.13 0.15 0.12112
辛醛Octanal 124-13-0 0.13
3-甲基丁-3-烯基异戊酸酯3-isopentenyl isovalerate 54410-94-5 0.12
异缬草酸异丙酯Isopropylisovalerate 32665-23-9 0.12 0.11 0.73 0.25444
对甲基苯丙酮4′-Ethylpropiophenone 5337-93-9 0.11 0.37
3-乙基苯酚Phenol, 3-ethyl- 620-17-7 0.11 0.26
蒎烯(1R)-(+)-α-pinene 7785-70-8 21.42972
十八甲基环九硅氧烷Cyclononasiloxane, octadecamethyl- 556-71-8 11.19
对乙基苯乙酮Ethanone, 1-(4-ethylphenyl)- 937-30-4 10.02
二十四甲基环十二硅氧烷Tetracosamethyl-cyclododecasiloxane 18919-94-3 2.56399
2, 5-二乙基苯酚2, 5-Diethylphenol 876-20-0 3.54373 2.01762
十四甲基环七硅氧烷Tetradecamethyl Cycloheptasiloxane 107-50-6 0.25 0.24 1.45
乙腈Acetonitrile 75-05-8 1.13024
三氯甲烷Trichloromethane 67-66-3 0.99559
萜品油烯Terpinolene 586-62-9 0.78 0.11677 0.51391
十三(碳)烷Tridecane 629-50-5 0.10278
十甲基环五硅氧烷Cyclopentasiloxane, decamethyl 541-02-6 0.41 0.14 0.08675
顺-4-侧柏醇cis-4-Thujanol 15537-55-0 0.35 0.54 1.07
1-甲基-3-苯基丙胺4-phenylbutan-2-amine 122-09-8 0.43665
α-环氧蒎烷α-pinene oxide 1686-14-2 0.38082
1-十四烯1-Tetradecene 1120-36-1 0.20988
1-十四烯1-Tetradecene 1120-36-1 0.20988
反式-β-罗勒烯trans-.beta.-Ocimene 3779-61-1 0.19014
樟脑(+)-2-Bornanone 464-49-3 0.13215
对乙基苯丙酮4′-Ethylpropiophenone 27465-51-6 0.10579
2, 3-二甲基苯乙酮1-(2, 3-Dimethylphenyl)ethanone 2142-71-4 6.64
正四十烷Tetracontane 4181-95-7 24.64 2.24
异戊酸乙酯Ethyl isovalerate 108-64-5 0.36 1.93
正十四烷Tetradecane 629-59-4 1.22
十二烷Dodecane 112-40-3 1.58 0.97
2-甲基二十八(碳)烷Octacosane, 2-methyl- 1560-98-1 0.53 0.71
芳樟醇Linalool 78-70-6 6.74 0.69
正三十六烷Hexatriacontane 630-06-8 1.21 0.6
2-甲基二十七(碳)烷2-Methylheptacosane 1561-00-8 0.48
2-甲基丁酸乙酯Ethyl 2-methylbutyrate 7452-79-1 0.19 0.46
2, 6-二叔丁基对甲酚Butylated Hydroxytoluene 128-37-0 0.40
(-)-4-萜品醇(-)-4-Terpineol 20126-76-5 0.83 0.35
3-甲基二十八(碳)烷3-Methyloctacosane 55194-25-7 0.45 0.33
丙酸乙酯Propanoic acid, ethyl ester 105-37-3 0.15 0.33
3-甲基-3-丁烯-1-醇3-Buten-1-ol, 3-methyl- 763-32-6 0.33 0.33
4-乙基苯乙烯Benzene, 1-ethenyl-4-ethyl- 622-97-9 0.31
异丁酸乙酯Ethyl isobutyrate 97-62-1 0.28
角鲨烯Squalene 7683-64-9 0.32 0.27
4-异丙基苯甲醛4-Isopropylbenzaldehyde 122-03-2 0.24
硬脂酸Octadecanoic acid 57-11-4 0.23
邻苯二甲酸二正辛酯Di-n-octyl phthalate 117-84-0 0.23
3, 8-二甲基癸烷ecane, 3, 8-dimethyl- 17312-55-9 0.17 0.18
八甲基环四硅氧烷Octamethyl cyclotetrasiloxane 556-67-2 0.17
异戊醇1-Butanol, 3-methyl- 123-51-3 0.17
(E)-3-己烯-1-醇3-Hexen-1-ol, (E)- 928-97-2 0.15
氧化苯乙烯Oxirane, phenyl- 96-09-3 0.14
苯甲酸乙酯Benzoic acid, ethyl ester 93-89-0 0.13
2-异丙基-5-甲基茴香醚methyl thymyl ether 1076-56-8 0.12
3-乙基苯甲醛Benzaldehyde, 3-ethyl- 34246-54-3 0.11
2-甲基二十四(碳)烷2-Methyltetracosane 1560-78-7 1.26 0.11
苯亚甲基丙酮3-Buten-2-one, 4-phenyl- 122-57-6 0.11
1-二十六烷醇1-Hexacosanol 506-52-5 0.12 0.11
十七基环己烷n-Heptadecylcyclohexane 19781-73-8 0.11
4-甲氧基苯甲酸甲酯Methyl anisate 121-98-2 0.10
二十五烷Pentacosane 629-99-2 4.96
α-侧柏烯3-Thujene 2867-05-2 0.99
邻苯二甲酸双十三酯Bis(tridecyl) phthalate 75359-31-8 0.46
十一酸乙酯Undecanoic acid, ethyl ester 627-90-7 0.38
2-异丙基丁醛Butanal, 2-ethyl-3-methyl- 26254-92-2 0.28
2-戊酮2-Pentanone 107-87-9 0.27
alpha-松油醇.alpha.-Terpineol 98-55-5 0.24
反式氧化芳樟醇trans-Linalool oxide (furanoid) 34995-77-2 0.21
2-甲基二十五烷2-Methylpentacosane 629-87-8 0.19
二十一烷Heneicosane 629-94-7 0.16
碳酸二乙酯Diethyl carbonate 105-58-8 0.15
四十四烷Tetratetracontane 7098-22-8 0.13
环己基十九烷Cyclohexane, nonadecyl- 22349-03-7 0.12
十八烷基环己烷Cyclohexane, octadecyl- 4445-6-1 0.12
三(三甲硅烷氧基)硅Tris(trimethylsiloxy)silane 1873-89-8 0.10
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