3 種迷迭香揮發物組分對桃蚜及桃蚜繭蜂的趨性影響

蔡婷婷 王雨芊 高永茜 楊躍仙

（1. 云南林業職業技術學院，云南 昆明 650224；2. 云南省林業高級技工學校，云南 昆明 650200）

近年來隨著化學生態學的發展，多營養層次尤其是植物、植食性昆蟲及其天敵之間的相互關系的研究已成為化學生態學最活躍的研究領域之一。在自然條件下，植物會通過樹脂、氣孔等方式向周圍環境釋放揮發物，這些植物揮發物釋放到大氣中后，會在植物間、植物與昆蟲間進行傳遞[1-3]，捕食者(植食性昆蟲及其天敵)可利用其來進行定位、捕食、交配、聚集[1]，可見植物揮發物在調控植物-植食性害蟲-害蟲天敵三級營養關系中起著非常關鍵性的角色[4]。 因此，有學者認為，通過調節植物揮發性信息化合物來增強對害蟲的控制作用可以減少化學農藥的使用，對減少“3R”問題具有重要的應用前景[5-8]。

桃蚜（Myzus persicae），又稱煙蚜，屬半翅目（Hemiptera）蚜總科（Aphidoidea），是多食性害蟲，在蚜總科已知4 000 余種桃蚜中是最重要的一類世界范圍的害蟲[9]，能危害50 多科352 種植物。桃蚜通過刺吸植物汁液，傳播60%的植物病毒病，其分泌物易生霉菌，引發煙霉病[10]，帶來嚴重經濟損失。桃蚜繭蜂（Diaeretiella rapae）屬于膜翅目（Hymenoptera）蚜繭蜂科（Aphidiidae），是桃蚜的優勢寄生蜂[11]，全世界分布廣泛，林間種群數大，是蚜蟲的有效天敵，對蚜蟲有一定的自然控制力。

迷迭香(Rosmarinus officinalis)別名艾菊，為唇形科（Lamiaceae）迷迭香屬多年生常綠亞灌木，原產于地中海沿岸地區，1981 年由中國科學院植物研究所北京植物園引入我國，在云南、貴州、廣西、海南和新疆等地都有大面積栽種[12]。迷迭香氣味芳香、濃郁、清涼，不被蚜蟲危害，這種現象可能與迷迭香在自然條件下釋放的揮發物有關，而這種揮發物組分對蚜蟲可能具有驅避作用，尤其一些萜類化合物是調節植物、植食性害蟲及害蟲天敵相互關系的生物活性物質。如松樹揮發物中的α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯對天牛、象甲等有引誘作用[13]，Degenhardt 等[14]報道單萜或倍半萜對天敵昆蟲有引誘作用。蚜蟲小，繁殖快，周期短，蚜蟲的控制目前最主要還是施用化學農藥防治，雖然有效但易引發“3R”問題，可以考慮利用植物揮發性信息化合物來調控其生態行為[15]。本研究從化學生態學角度研究迷迭香植株揮發物對蚜蟲及其天敵蚜繭蜂的趨性影響，挑選了迷迭香揮發物的3 種主要萜類化合物標準品，測定其對桃蚜及其天敵桃蚜繭蜂的趨性行為選擇的影響，以期通過害蟲的生態防治減少農藥的使用，為維護生態平衡提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料及試劑

1）蟲源：將野外捕獲的桃蚜成蟲養殖于溫室（溫度(25 ± 5) ℃；相對濕度 （RH） 為45%～75%；L∶D=14∶10）養蟲籠（50 cm × 50 cm × 50 cm）內的煙草苗上，養蟲籠用雙層防蟲網籠罩防止桃蚜被寄生蜂寄生。挑選健康有翅、大小一致的成蟲供試。

將野外捕獲的桃蚜繭蜂飼養于養有桃蚜的養蟲籠（50 cm × 50 cm × 50 cm）內，讓其在桃蚜幼蟲上產卵、發育、繁殖。挑選健康大小一致的成蟲供試。

2）供試溶劑：無水乙醇和正己烷均為分析純（AR），購買于上海試四赫維化工有限公司，2 次重蒸后備用；2 次重蒸餾水。

3）供試植物揮發物標準品：共3 種，分別為β-月桂烯、α-蒎烯、β-石竹烯，均購買于Sigma-Aldrich 公司，含量均為97%。

1.2 主要儀器及設備

Y 型嗅覺儀、玻璃轉子流量計（LZB-4 型，江陰市科達儀表廠）、電子分析天平（AL-104型，梅特勒-托利多儀器有限公司），超聲波清洗器（SK8210LHC 型，上?？茖С晝x器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 3 種迷迭香揮發物組分對有翅桃蚜及桃蚜繭蜂的嗅覺反應氣味源設置

分別對3 種揮發物組分標準品設置3 個不同的劑量。以重蒸正已烷為溶劑，各揮發物組分濃度設置為0.1、0.5、1 mg/mL，各取10 μL，即得各揮發物有效劑量分別為1、5、10 μg。

氣味源設置如下：1 μg 組分標樣vs. 正己烷溶劑對照；5 μg 組分標樣vs. 正己烷溶劑對照；10 μg 組分標樣vs. 正己烷溶劑對照。

1.3.2 3 種迷迭香揮發物組分對有翅桃蚜及桃蚜繭蜂的趨性選擇行為生測

采用“Y”型嗅覺儀法，具體方法參照婁永根[16]的方法并經過簡單改進（見圖1），“Y”管兩臂與味源瓶（直徑22 cm，高20 cm）相連，味源瓶內放不同氣味源（1 個瓶內放有含揮發物組分的濾紙，另1 個瓶內放有含同量對照正己烷的濾紙），當桃蚜爬至超過Y 管臂的5 cm 處，記錄該蟲對該臂的氣味源作出選擇，并記下選擇時間。若該蟲引入后10 min 不作出選擇，則視為無反應。1 個處理測定桃蚜50 頭，每個處理設置5 次重復。每做完10 頭即換兩臂位置，每完成1 個處理，即清洗玻璃器皿。桃蚜繭蜂的生測方法同桃蚜。

圖1 “Y”型嗅覺儀示意圖Fig. 1 Schematic figure of Y-Tube olfactometer for bioassays

1.4 數據分析

采用SPSS 17.0 統計軟件進行數據分析，結合Student-Newman-Keuls 檢驗進行單向ANOVA分析，比較不同處理數據間的差異顯著性和離散度。

2 結果與分析

2.1 3 種迷迭香植株揮發物與有翅桃蚜的嗅覺反應

有翅桃蚜對3 種迷迭香植株揮發物的趨性選擇行為數量見圖2、3、4。分析結果表明：在設定的劑量范圍內，β-石竹烯對有翅桃蚜趨向選擇無生物活性，10 μg 的β-月桂烯能顯著地引誘有翅桃蚜（P ＜0.05），而10 μg 的α-蒎烯能顯著地驅避有翅桃蚜（P ＜0.05）。

選擇時間結果表明（圖5、6、7）：有翅桃蚜顯著地趨向5 μg 的α-蒎烯（P＜ 0.05），但隨著α-蒎烯劑量增大至10 μg，有翅桃蚜趨向α-蒎烯揮發物極顯著地慢于對照正己烷揮發物（P＜0.01），有翅桃蚜趨向其他劑量的3 種標準品揮發物和對照正己烷揮發物的選擇時間差異均不顯著。

圖2 有翅桃蚜趨向不同劑量β-月桂烯數量Fig. 2 Number of M. persicae preferring to different dose volatiles from β-Myrcene

圖3 有翅桃蚜趨向不同劑量α-蒎烯的數量Fig. 3 Number of M. persicae preferring to different dose volatiles from α-Pinene

圖4 有翅桃蚜趨向不同劑量β-石竹烯的數量Fig. 4 Number of M. persicae preferring to different dose volatiles from β-Caryophyllene

圖5 有翅桃蚜趨向不同劑量β-月桂烯時間Fig. 5 The mean time (min) of individual M. persicae moved toward β-Myrcene

圖6 有翅桃蚜趨向不同劑量α-蒎烯的時間Fig. 6 The mean time (min) of individual M. persicae moved toward α-Pinene

圖7 有翅桃蚜趨向不同劑量β-石竹烯的時間Fig. 7 The mean time(min) of individual M. persicae moved toward β-Caryophyllene

2.2 3 種迷迭香揮發物組分與桃蚜繭蜂的嗅覺反應

3 種迷迭香揮發物對桃蚜繭蜂的趨性行為選擇數量見圖8、9、10。分析結果表明：3 種迷迭香揮發物組分在設定的劑量范圍內對桃蚜繭蜂的趨性選擇行為都產生了不同程度的影響，且起作用的劑量不盡相同，5 μg 的β-月桂烯能顯著地引誘桃蚜繭蜂（P＜ 0.05），5 μg 的α-蒎烯卻能顯著地驅避桃蚜繭蜂（P＜ 0.05），5 μg 的β-石竹烯對桃蚜繭蜂的趨性無活性。10 μg 的β-月桂烯能顯著地引誘桃蚜繭蜂（P＜ 0.05），而10 μg 的α-蒎烯對其有極顯著地驅避作用（P＜ 0.01），10 μg的β-石竹烯能顯著地引誘桃蚜繭蜂（P＜ 0.05）。

桃蚜繭蜂選擇時間（圖11、12、13）表明：桃蚜繭蜂趨向10 μg 的β-月桂烯顯著地快于對照正己烷（P＜ 0.05），趨向其他不同劑量的3 種迷迭香揮發物組分和對照正己烷的選擇時間均差異不顯著。

圖8 桃蚜繭蜂趨向不同劑量β-月桂烯數量Fig. 8 Number of D. rapae preferring to Different volatiles from β-Myrcene

圖9 桃蚜繭蜂趨向不同劑量α-蒎烯數量Fig. 9 Number of D. rapae preferring to Different volatiles from α-Pinene

圖10 桃蚜繭蜂趨向不同劑量β-石竹烯數量Fig. 10 Number of D. rapae preferring to different volatiles from β-Caryophyllene

圖11 桃蚜繭蜂趨向不同劑量β-月桂烯時間Fig. 11 The mean time(min) of individual D. rapae moved toward β-Myrcene

圖12 桃蚜繭蜂趨向不同劑量α-蒎烯時間Fig. 12 The mean time(min) of individual D. rapae moved toward α-Pinene

圖13 桃蚜繭蜂趨向不同劑量β-石竹烯時間Fig. 13 The mean time (min) of individual D. rapae moved toward β-Caryophyllene

3 結論與討論

利用植物揮發物來間接控制蟲害是化學生態學最活躍的研究領域之一，尤其是一些萜類化合物（主要是單萜或倍半萜）是調節植物、植食性害蟲及害蟲天敵相互關系的生物活性物質[14]，故本研究選用了迷迭香植株揮發物主要成分的3 種萜類化合物（β-月桂烯、α-蒎烯、β-石竹烯），采用“Y”型嗅覺儀法，測定了其對桃蚜和桃蚜繭蜂的趨性選擇行為的影響。研究結果表明：在設定的劑量范圍內，劑量達到10 μg，β-月桂烯表現為顯著地引誘桃蚜（P＜ 0.05），α-蒎烯表現為顯著地驅避桃蚜（P＜ 0.05），β-石竹烯對桃蚜的趨性選擇無影響。張振等[17]報道，β-月桂烯能引誘青楊脊虎天牛，α-蒎烯和β-月桂烯對天?？?、象甲科及郭公甲科的昆蟲有引誘作用；呂建華等[18]報道α-蒎烯對雜擬谷盜（Tribolium confusum）成蟲有明顯的驅避作用。這些與本研究結果說明同一種植物揮發物對不同昆蟲的作用不同，不同種的昆蟲可以利用相同的植物揮發物。從桃蚜的選擇時間上，桃蚜更易識別5 μg 的α-蒎烯揮發物，隨著α-蒎烯的劑量增加，桃蚜對其氣味的選擇時間顯著慢于對照。

3 種萜類化合物（β-月桂烯、α-蒎烯、β-石竹烯）對桃蚜的天敵桃蚜繭蜂的趨性也都產生了影響，在設定的劑量范圍內，β-月桂烯和β-石竹烯表現為顯著地引誘桃蚜繭蜂（P＜ 0.05），α-蒎烯表現為顯著地驅避桃蚜繭蜂（P＜ 0.05）。Rasmann 等[19]報道β-月桂烯對草食動物的天敵有引誘作用，Yan 等[20]報道β-石竹烯對害蟲天敵有引誘作用，Sasso 等[21]發現一定量的β-石竹烯對蚜繭蜂有引誘作用，這與本研究結果相一致。從桃蚜繭蜂選擇時間上，桃蚜繭蜂選擇10 μg 的β-月桂烯揮發物的時間顯著快于對照正己烷，說明桃蚜繭蜂對β-月桂烯揮發物更敏感。

同一種揮發物組分對蚜蟲及蚜繭蜂的生物活性影響可以相同，β-月桂烯能引誘蚜蟲也能引誘蚜繭蜂，α-蒎烯能驅避蚜蟲也能驅避蚜繭蜂，但起作用的劑量不盡相同，如5 μg 的β-月桂烯對有翅桃蚜的趨性無影響，但是能顯著的引誘桃蚜繭蜂，5 μg 的α-蒎烯對桃蚜的趨性無影響，卻能顯著驅避桃蚜繭蜂，10 μg 的β-石竹烯對桃蚜的趨性無影響，卻能顯著引誘桃蚜繭蜂，10 μg 的β-月桂烯能顯著地引誘有翅桃蚜，也能顯著地引誘其天敵桃蚜繭蜂。

植物的揮發物一般由多種組分按一定的比例組成，多種引誘化合物或多種驅避化合物混配有協同增效作用[22]，將本研究驅避效果或引誘效果較好的單一組分進行二元或多元混配能否提高對桃蚜的驅避作用，能否提高對桃蚜繭蜂的引誘作用還有待進一步研究。有研究報道，植物的揮發物與性信息素混配有增效作用[23]，將本研究中測定的驅避效果或引誘效果較好的單一組分與性信息素混配應用是否對其他害蟲也有生物活性有待進一步探索。