藍莓果實揮發物對黑腹果蠅的引誘效果研究

袁鴻宇 ， 劉丹 ， 徐芳玲

（1. 貴州大學林學院, 貴州 貴陽 550025； 2. 貴州大學生物多樣性與自然保護研究中心, 貴州 貴陽 550025；3. 貴州省銅仁市林業科學院, 貴州 銅仁 554300）

藍莓Vacciniumspp. 屬杜鵑花科Ericaceae 越橘屬植物，是多年生小漿果果樹。藍莓果實中富含多種營養元素，包含花青素、黃酮及其糖苷衍生物、超氧化物歧化酶、酚酸和維生素等[1]，對人類健康非常有益。近年來，貴州省藍莓產業發展迅速，截至2020 年底，貴州省藍莓種植面積達1.21 萬hm2，位居全國首位[2]。黑腹果蠅Drosophilamelanogaster屬雙翅目Diptera 果蠅科Drosophilidae 果蠅屬Drosophila，是危害藍莓果實的主要害蟲。該蟲繁殖能力強、發育周期短，雌蠅將卵產在藍莓果皮內，使孵化的幼蟲得以取食果肉[3]，造成藍莓果實變形、軟化、早落、腐爛等，使藍莓品質變差、產量下降，嚴重阻礙貴州省藍莓種植業的發展[4-5]。目前，主要使用化學農藥防控黑腹果蠅，但因其以幼蟲鉆蛀到果實內部危害，化學農藥很難接觸到靶標，防控效果較差，且長期使用化學殺蟲劑，不僅破壞果園生態環境，還導致害蟲抗藥性增強。因此，黑腹果蠅的防控是貴州省藍莓種植園亟待解決的一大難題。

植物揮發物是植物自身合成并釋放的分子量小、常溫易汽化的親脂性次級代謝產物，揮發性次生物質包括醛、酮、酯、醇以及萜類化合物等[6-7]。植物揮發物在調節昆蟲與植物的關系，特別是在昆蟲對寄主植物的定位、選擇合適的交配或產卵地點方面發揮著重要作用[8-9]。迄今，學者們發現多種植物的揮發物對果蠅具有較好的引誘活性，如韭菜Alliumtuberosum、鳳仙花Impatiensbalsamina、魚腥草Houttuyniacordata、蔥Alliumfistulosum、墨西哥鼠尾草Salvialeucantha、萬壽菊Tageteserecta等[10-11]。

目前，利用植物源信息化合物誘殺害蟲是國際公認的害蟲綠色防控技術，通過植物揮發性物質干擾昆蟲對寄主植物的選擇，可降低害蟲的危害，植物揮發物也可作為害蟲引誘源對害蟲進行誘捕，或者與性信息素引誘劑聯用，提高誘捕效率[12]。植物揮發物在害蟲防治中的主要應用形式是利用植物揮發物中的有效成分開發植物源引誘劑和驅避劑[13]。因此，筆者選取不同成熟度的藍莓果實，采用氣相色譜-質譜聯用技術（GC/MS）分析其浸提液的揮發物成分和相對含量，利用Y 型嗅覺儀探究這些揮發物對黑腹果蠅的室內引誘效果，以期為開發黑腹果蠅的植物源引誘劑提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黑腹果蠅采自貴州省麻江縣藍夢谷藍莓基地（26°17′ ～ 26°36′N，107°17′ ～ 107°53′E），保存于貴州大學林學院森林保護學實驗室。利用玉米培養基在人工氣候箱中飼養并擴繁果蠅，人工氣候箱設置參數為溫度（25 ± 1）℃、相對濕度 60% 、光周期12L:12D。試驗采用的是羽化3 d 的黑腹果蠅成蟲。

98%葉醇、98%氧化芳樟醇、98%3-戊酮、95%異戊酸甲酯、98%乙酸葉醇酯、98%α-萜品醇、93%石竹烯、99%異戊酸乙酯、98%2-甲基丁酸乙酯、99%鄰二甲苯、99%二甲基硫醚、99% 2-己烯醛、99%桉葉油醇、98%鯊烯、99%乙酸-2-己烯-1-醇酯、96%2-己烯醇、97%己醛、98%芳樟醇、99%乙酸己酯、99%苯乙烯、99%甲苯、99%正己烷，均購自上海麥克林生化科技有限公司。

HP6F890/5975C 氣相色譜-質譜聯用儀，美國安捷倫公司；RXZ-430C 型人工氣候箱，新江南儀器有限公司；SPH 860 色差儀，德國Colorlite 公司； Y形嗅覺儀，賽蘭博化學儀器藥品公司。

1.2 藍莓果實成熟度的色度測定

利用色差儀測定整個藍莓果實，包括3 個側面和底部。采用CIE Lab 表色系統測定藍莓果實的紅度值（a）和黃度值（b）兩個參數。每次挑選出50 顆大小均勻、無機械損傷的藍莓果實，每個果實重復測定3 次。

1.3 藍莓果實提取物的GC/MS 分析

稱取未熟、半熟、全熟藍莓果實各3.0 g，分別粉碎后用3 mL 正己烷室溫下浸提3 次，每次24 h，得到其浸提液[14]，過濾后置-18 ℃下保存備用。選擇1 μL 不同成熟度藍莓果實浸提液作為供試溶液，利用HP6F890/5975C 氣相色譜-質譜聯用儀分析。

色譜條件：色譜柱為DB-1MS（30 m × 0.25 mm ×0.25 μm）彈性石英毛細管柱，柱溫50 ℃ 保持1 min，以6 ℃/min 升至250 ℃，保持2 min，運行時間36.34 min，載氣為高純氦氣（純度＞99.999%），載氣流量為1.0 mL/min；不分流進樣。

質譜條件：離子源為EI 源，離子源溫度230 ℃，電子能量70 eV，四級桿溫度150 ℃，發射電流34.6 μA，倍增器電壓1 518 V，接口器溫度280 ℃，質量掃描范圍45 ～ 350 m/z。

1.4 黑腹果蠅對藍莓果實揮發性化合物的嗅覺行為反應

使用 Y 型嗅覺儀測試藍莓浸提液中鑒定分離出的化合物對黑腹果蠅的嗅覺行為反應。 Y 型嗅覺儀的制作參考申建梅 等[15]的處理方法，測試前將流速記調為250 mL/min，取未稀釋的果實揮發性化合物5 μL 滴加于濾紙條，放入味源瓶中作為處理組，另一味源瓶中加入等量的正己烷濾紙條作為對照，待果蠅移動到Y 形管兩臂時，觀察并記錄Y 形管兩臂中的果蠅數量。每50 頭成蟲為一組，重復6 次。每組測試后及時調換Y 型管中的處理臂和對照臂，將味源瓶用乙醇和水清洗干凈并晾干后使用。

反應率(%)=(味源管中果蠅數量 + 對照管中果蠅數量)/測試果蠅總數 × 100

引誘率(%)=味源管中果蠅數量/(味源管中果蠅數量 + 對照管中果蠅數量) × 100

1.5 數據分析

利用NIST98 標準質譜圖鑒別揮發物成分，峰面積歸一化法測定各化學成分的相對質量分數。使用IBM SPSS Statistics 26.0 單因素方差分析比較藍莓果實揮發性化合物對黑腹果蠅引誘效果之間的差異性。

2 結果與分析

2.1 不同成熟度藍莓果實果皮色澤的變化

藍莓果實成熟最明顯的外觀變化是果實色度的變化。藍莓果實成熟度依據其色度范圍值聚類分為未熟果、半熟果及成熟果（圖1）。未熟果的色度分布在一、二象限，半熟果、全熟果的色度分布在二象限。未熟果的紅度值a 為-6.5 ～ 0，黃度值b 為34.0 ～ 42.0；半熟果的紅度值a 為20.0 ～ 27.5，黃度值b 為2.0 ～ 9.0；全熟果的紅度值a 為12.0 ～ 19.0，黃度值b 為1.5 ～ 5.0。

圖1 不同成熟度藍莓果實的表觀特征Fig. 1 The apparent characteristics of blueberry fruits with different maturity

2.2 藍莓果實揮發物成分種類和相對含量

不同成熟度藍莓果實揮發物的主要化學成分共21 種，其中以醇類、醛類和酯類為主（表1）。

表1 藍莓果實揮發性組分相對含量及對黑腹果蠅的引誘效果Tab. 1 Relative contents of volatile compounds from blueberry fruit and attractive effect on D. melanogaster

未熟果主要含有15 種揮發物質，相對含量97.73%，醇類相對含量最多，可達53.58%；半熟果主要含有11 種揮發物質，相對含量93.06%，醛類相對含量最多，可達65.37%；成熟果中主要含有13 種揮發物質，相對含量90.47%，其中5 種醇類物質相對含量為36.97%，而4 種酯類相對含量31.68%。

不同成熟度藍莓果實含己醛、2-己烯醛、2-己烯醇、鄰二甲苯、α-萜品醇5 種共同揮發物成分，但含量差異較大，其中醇類相對含量較高。未熟果含有7 種特有揮發物，即石竹烯、乙酸己酯、乙酸-2-己烯-1-醇酯、3-戊酮、二甲基硫醚、甲苯和鯊烯；全熟果含有1 種特有揮發物，即異戊酸甲酯。

2.3 黑腹果蠅對藍莓果實揮發性化合物的嗅覺行為反應

黑腹果蠅對藍莓果實21 種揮發性化合物均具有較強的嗅覺反應，平均反應率在89.00%左右，黑腹果蠅對藍莓果實21 種揮發性化合物的嗅覺反應率差異不顯著（表1），只有甲苯具有一定的驅避作用。其中引誘率超過80.00%的揮發性化合物有5 種，引誘率由高到低依次為葉醇，氧化芳樟醇，3-戊酮，異戊酸甲酯，乙酸葉醇酯，分別為92.49%，91.32%，89.07%，87.97%，81.60%；引誘效果最弱的為苯乙烯和乙酸己酯，引誘率均在50%左右。

3 結論與討論

目前，已有眾多學者進行了關于越橘屬揮發物的收集以及成分分析的研究，但不同品種、不同發育階段、不同地區越橘屬的揮發性物質組分及其含量差異很大[16]。Lugemwa 等[17]研究發現矮叢越橘Vacciniumangustifolium果實中醇類物質含量高達25% ～ 40%；胡秋麗[18]研究發現，北高叢越橘的主要成分為芳樟醇、α-松油醇，而南高叢越橘的主要成分為芳樟醇、葉醛等。本試驗中，從藍莓果實揮發物中鑒定出21 種揮發性物質，主要包括醇類、酯類、醛類、苯類、萜烯類，藍莓果實未成熟時以醇類和醛類為主，在成熟期轉變為醇類和酯類，果實揮發性物質的產生與成熟度密切相關[19]。

植食性昆蟲通過識別植物揮發物的特定組分或常見組分的特定比例來識別寄主植物，進而對寄主植物作出特定的行為選擇[20]。果蠅同樣是依靠嗅覺系統完成寄主定位，并對取食和產卵場所進行定位[21]。目前，學者們在寄主植物揮發物對昆蟲引誘效果的研究方面進行了大量的探討，但寄主植物揮發物對黑腹果蠅引誘效果的研究較少。本試驗中，測定了藍莓果實中21 種揮發性化合物對黑腹果蠅的引誘效果，除甲苯表現為一定的驅避性外，其他20 種成分均表現出一定的引誘效果。其中葉醇、氧化芳樟醇、3-戊酮、異戊酸甲酯和乙酸葉醇酯的引誘效果高達80%以上。

植物揮發性信息化學物質在植食性昆蟲的寄主選擇中起著重要作用，這為黑腹果蠅防治新技術研究提供了新思路。植物信息化學物質在害蟲的綜合防治中具有維護物種多樣性和生態系統穩定性等眾多優點，符合對害蟲可持續控制的目標[8]。根據試驗結果，可以利用葉醇、氧化芳樟醇作為引誘源，制作專一誘捕黑腹果蠅的誘捕器，在一定程度上控制黑腹果蠅的危害程度，也不會干擾其他昆蟲。

本試驗中，只測試了藍莓果實揮發性化合物的引誘效果，不同揮發物混合液的引誘效果如何并未知曉，后續可以考慮將不同有效成分按照特定比例混配，并確定不同有效成分間的最佳配比。Dickens等[22]研究發現，將反-2-己烯醛和性信息素結合可誘捕到更多的地中海實蠅Ceratitiscapitata。性信息素與藍莓果實揮發物成分混合是否對引誘黑腹果蠅具有增效作用，還有待進一步研究。