蔗糖酒液誘集蔬菜遲眼孢的作用機(jī)制

蔗糖酒液誘集蔬菜遲眼孢的作用機(jī)制

昆蟲與陸生植物之間的化學(xué)信息關(guān)系是綜合病蟲害處理的重要組成部分，也是昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)的熱點。寄主植物通過生理過程向環(huán)境釋放揮發(fā)性物質(zhì),雖然揮發(fā)性物質(zhì)的含量較低,但其較高的生物活性對昆蟲行為產(chǎn)生重要影響。Nordlander研究發(fā)現(xiàn),α-蒎烯是金龜子的引誘劑;Bartlet等和樊慧等研究顯示,油菜的3種揮發(fā)性化學(xué)成分4-戊烯基異硫氰酸酯、3-丁烯基異硫氰酸酯、2-苯乙基異硫氰酸酯的混合物能引誘甘蘭莢象甲Ceutorhynchusassimilis成蟲;Heath等研究表明,茉莉花所釋放的苯乙醛對粉紋夜蛾Trichoplusiani有明顯的引誘作用;闞煒等報道,蘿卜葉的揮發(fā)性化合物4-甲硫基-3-丁烯異硫氰酸酯對桃蚜Myzuspersicae有較強(qiáng)的引誘活性。目前,糖醋酒液誘殺技術(shù)已在害蟲防治上得到廣泛應(yīng)用,糖醋酒液具有配制簡單、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。傳統(tǒng)糖醋液是由紅糖、陳醋和白酒簡單配制成的。太紅坤等研究表明,三者質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為2.5%、12.5%、25.0%的糖醋酒液對番石榴實蠅的引誘效果比質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.0%、30.0%、10.0%糖醋酒液的引誘效果好。陳光華等按糖∶醋∶水∶酒=3∶4∶2∶1配制的糖醋酒液,引誘果樹害蟲白星花金龜?shù)恼T蟲量最高達(dá)682頭/天。陳彩賢等研究3種濃度的糖醋酒液對食用菌害蟲菇蠅和糞蚊等的誘殺效果,糖∶醋∶酒∶水的比例為4∶4∶2∶10時誘蟲量最大。何亮等研究表明,綿白糖∶乙酸∶乙醇∶水為3∶1∶6∶80是引誘蘋果小卷葉蛾較理想的配方。李波等研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)綿白糖∶醋酸∶乙醇∶水=3∶1∶3∶80時,誘捕到的梨小食心蟲數(shù)量最多。但尚無有關(guān)糖醋酒液對韭菜遲眼蕈蚊的誘殺效果及科學(xué)配比的報道。韭菜遲眼蕈蚊BradysiaodoriphagaYangetZhang,俗稱韭蛆,是我國特有的害蟲,其主要寄主是韭菜、大蒜、大蔥和洋蔥,其次還有菊科、藜科、十字花科、葫蘆科和傘形科等6科30多種蔬菜。其中幼蟲主要取食最嗜寄主韭菜的根莖和鱗莖。一般情況下,該蟲在天津1年發(fā)生4~6代,在田間種群分布為聚集型負(fù)二項分布。幼蟲危害程度隨土壤溫度的變化而改變,3月份隨著氣溫的上升幼蟲開始活動,集中在地表1~2cm處,主要危害韭菜的嫩莖;4~5月達(dá)到危害盛期,下移到鱗莖和根莖處蛀食;9月下旬至10月中旬為第2次危害盛期,導(dǎo)致韭菜大面積減產(chǎn)。在危害期,通常采用高毒化學(xué)農(nóng)藥或加大農(nóng)藥施用量控制其危害程度,不僅導(dǎo)致其抗藥性大幅度提高,還嚴(yán)重影響韭菜的食用品質(zhì),甚至出現(xiàn)毒韭。因此,亟需應(yīng)用無公害技術(shù)防治韭蛆。薛明等曾利用大蒜素對韭菜遲眼蕈蚊進(jìn)行了室內(nèi)殺蟲活性的測定,10%大蒜素處理后的校正死亡率達(dá)到了100%和80%,但未涉及田間防治效果。1985年大連市植保站就糖醋酒液防治韭菜遲眼蕈蚊進(jìn)行了簡單報道。目前,此類無公害防治技術(shù)仍應(yīng)用較少,本試驗研究了糖醋酒液對韭菜遲眼蕈蚊的誘集效果及其揮發(fā)性成分的電生理反應(yīng)。1材料和方法1.1材料、試劑與儀器供試蟲源:韭菜遲眼蕈蚊幼蟲采集于天津市薊縣韭菜大棚。將幼蟲置于溫度25±1℃、相對濕度(70±10)%的光照培養(yǎng)箱內(nèi),保持黑暗使與韭蛆的大田生長環(huán)境相一致,及時更換新鮮韭菜飼料,補(bǔ)充水分保持濕度,成蟲飼以10%葡萄糖水補(bǔ)充營養(yǎng)。羽化后的成蟲用于觸角電位測定。因交配狀況和羽化日齡等均會影響韭菜遲眼蕈蚊的觸角電位反應(yīng),選用羽化后2~3天的未交尾的雌、雄成蟲作為試驗材料。標(biāo)準(zhǔn)糖醋酒液的配制:采用綿白糖(g)、乙酸(mL)、無水乙醇(mL)、及自來水(mL)配制而成。設(shè)計4種處理液分別為A(3∶3∶1∶80)、B(1∶3∶1∶80)、C(1∶1∶3∶80)和D(3∶1∶3∶160)。供試試劑:PoraparkQ吸附劑,美國Waters公司;99.8%二氯甲烷(色譜純),北京宏達(dá)新宇科技有限公司;95%乙醇、冰乙酸,北京化學(xué)試劑有限公司;綿白糖,北京市糖業(yè)煙酒公司。供試儀器:真空抽氣泵SHB-Ⅲ,鄭州長城科工貿(mào)有限公司;氮吹濃縮儀TTL-DC,北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司;氣相色譜儀與質(zhì)譜HP6890,美國Agilent公司;觸角電位儀與氣相色譜聯(lián)用,荷蘭Syntech公司的觸角電位儀以及配套的HP5890氣相色譜儀。1.2方法1.2.1醋酒液誘捕器作品檢測選用直徑20cm、深8cm的圓形黃色搪瓷盆作誘捕器。試驗田每個韭菜畦寬2.5m、長60m,在試驗田中心位置設(shè)4種處理的糖醋酒液誘捕器,每盆東西相距10m,南北相距6m,共設(shè)4次重復(fù)。每誘捕器中加入600mL糖醋酒液,同時加入0.2%的洗衣粉以增加對韭菜遲眼蕈蚊的粘著力。每天調(diào)查各誘捕器內(nèi)淹死的蟲數(shù),同時撈出,每2天更換1次糖醋酒液,連續(xù)調(diào)查5次;同時另設(shè)4種相同處理的糖醋酒液,重復(fù)3次,連續(xù)調(diào)查4天,撈出全部淹死蟲,不更換溶液,2周后再調(diào)查誘捕蟲數(shù),連續(xù)調(diào)查4天,記錄誘捕器內(nèi)蟲量。1.2.2揮發(fā)物的提取、濃縮糖醋酒液揮發(fā)物的制備:收集裝置參考Turling等的制作方法?；玖鞒虨?空氣過濾(60~80目活性炭)裝置—加濕裝置—流量計—PoraparkQ吸附劑—味源瓶—PoraparkQ吸附劑—真空抽氣泵。吸附管為直徑0.5cm、長8cm的玻璃管,內(nèi)裝200mgPoraparkQ80~100目吸附劑,兩端用玻璃棉塞住。4種配比的糖醋酒液揮發(fā)物的收集:試驗前用二氯甲烷淋洗吸附管內(nèi)的吸附劑至洗脫液在色譜上無溶質(zhì)峰,然后將吸附管置于125℃干燥箱內(nèi)烘干備用。每處理取糖醋酒液25mL置于味源瓶中,連續(xù)抽提10h,每處理重復(fù)4次,每次處理后的味源瓶和接管用色譜純二氯甲烷清洗干凈。將吸附管內(nèi)樣品用色譜純二氯甲烷洗脫于樣品瓶內(nèi),至1mL刻度,低溫保存。在使用氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(gaschromatography-massspectrometry,GC-MS)分析揮發(fā)物之前,使用氮吹儀將1mL樣品濃縮至500μL,然后將樣品轉(zhuǎn)移到自動進(jìn)樣小瓶中進(jìn)樣。上述洗脫濃縮過程均在冰浴中進(jìn)行。GC-MS條件:毛細(xì)管柱:HP-5MS,膜厚0.25μm,長30m,內(nèi)徑0.25mm。程序升溫,50℃保持2min,升溫8~270℃/min,保留3min,每次進(jìn)樣2μL,不分流進(jìn)樣。進(jìn)樣口溫度260℃,檢測器溫度為280℃。1.2.3物對紫菜遲眼鰲蚊的電生理反應(yīng)利用氣相色譜(gaschromatography,GC)與觸角電位(electroantennogram,EAG)聯(lián)用技術(shù)(GC-EAD)測試糖醋酒液A揮發(fā)物對韭菜遲眼蕈蚊的電生理反應(yīng)。選取羽化2天的雄蛾及未交配雌蛾為試蟲,用CO2使其窒息后,用刀片將其整個頭部取下,將觸角的一端和頭部的另一端分別用導(dǎo)電膠粘在U型的導(dǎo)電板上,然后將導(dǎo)電板與放大器和示波器相連。手動進(jìn)樣1μL樣品于氣譜內(nèi)(GC的條件同GC-MS,),各種成分經(jīng)毛細(xì)管柱分離,柱后流出物經(jīng)過四通閥按1∶2的比例分流,一部分分流的樣品經(jīng)空的毛細(xì)管柱到FID檢測器,另一部分分流的樣品以40mL/min的流速流到電極之間的觸角上進(jìn)行EAG反應(yīng),使用GC-EAD軟件進(jìn)行信號的采集和分析。1.3數(shù)據(jù)分析試驗數(shù)據(jù)用SPSS統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析,并采用Duncan氏新復(fù)極差法對誘捕數(shù)量進(jìn)行差異顯著性分析。2結(jié)果與分析2.1不同酒液誘蟲效果的比較誘蟲數(shù)最高的是糖醋酒液A,達(dá)到86頭/天,糖醋酒液D的誘蟲數(shù)最低,僅17頭/天。方差分析表明,糖醋酒液A與其它各處理差異達(dá)到顯著水平。糖醋酒液C與糖醋酒液D誘蟲效果差異性亦達(dá)到顯著水平,而糖醋酒液B與糖醋酒液C和糖醋酒液D相比,差異均不顯著。糖醋酒液A、B、C和D在2周前連續(xù)4天的平均誘蟲量與2周后連續(xù)4天的平均誘蟲量均無顯著性差異。根據(jù)設(shè)計糖醋酒液D(3∶1∶3∶160)較糖醋酒液A(3∶3∶1∶80)乙酸含量減少,乙醇含量增加,并稀釋1倍(3個因素變化),誘蟲效果較差;而糖醋酒液B(1∶3∶1∶80)糖含量減少,誘蟲效果也不明顯;糖醋酒液C(1∶1∶3∶80)同時減少糖與乙酸的含量,僅增加乙醇含量,誘蟲效果仍較A差(圖1)。因此,糖醋酒液中糖、醋、酒、水的比例與誘捕效果密切相關(guān),其中乙醇含量的變化影響最為明顯,糖與乙酸兩種因素保持均衡也是糖醋酒液應(yīng)用的必要條件。2.2標(biāo)準(zhǔn)糖溶液中蒸發(fā)物質(zhì)的化學(xué)成分2.2.1樣品分析保留時間糖醋酒液A揮發(fā)物中約含有33種成分(表1),其中7種酮總相對含量約為29.38%;8種醛總相對含量約為23.43%;2種醇總相對含量約為6.72%;12種烷烴總相對含量約為1.45%;其次含有1種酚,相對含量約為0.09%;3種酯總相對含量約為0.10%。樣品分析的保留時間總共為31.5min,其中20min時出現(xiàn)很多雜質(zhì)(含N和Br等)。糖醋酒液A中主要化合物及相對含量分別是16.119%的對乙基苯乙酮、10.310%的4-乙基苯丙酮、6.752%的3-乙基苯甲醛、6.713%的對異丙基苯乙醇、4.996%的1,4-二乙酰苯、3.691%的對乙基苯乙烯和3.215%的對苯二甲醛。2.2.2蔗糖酒液和蔗糖酒液a、b、c、d4種配比糖醋酒液的揮發(fā)性化合物的種類基本相同,大致分為酮類、醛類、醇類、烷烴類、酯類化合物,其中12種化合物同時存在于糖醋酒液A、B、C和D中,糖醋酒液A中總共約含有33種化合物,糖醋酒液B共約含有33種化合物,二者之間有21種不同的揮發(fā)性成分;糖醋酒液C共約含有32種化合物,與糖醋酒液A相比,20種揮發(fā)性成分不同;糖醋酒液D約含有27種化合物,15種揮發(fā)性成分與糖醋酒液A存在差異(表2)。2.3對乙基苯乙酮和1,4-二乙酰苯磺酸鈉通過16根觸角的電生理試驗,得到3次重復(fù)的觸角電位反應(yīng)圖。對乙基苯乙酮和1,4-二乙酰苯能引起韭菜遲眼蕈蚊的電生理反應(yīng),二者的反應(yīng)強(qiáng)度相差不大,其余大部分化合物不能引起韭菜遲眼蕈蚊的電生理反應(yīng)(圖2)。3蔗糖酒液揮發(fā)性化合物缺乏活性成分檢測的結(jié)果植物及昆蟲的各類揮發(fā)性物質(zhì)是較復(fù)雜的混合物,不同種屬和基因型以及環(huán)境因子,都會影響揮發(fā)性物質(zhì)的組成和含量。目前,植物引誘劑及昆蟲的各種信息素已廣泛應(yīng)用于害蟲的防治,如綠葉氣味物質(zhì)乙酸順-3-己烯酯、異硫氰酸丙烯酯和順-3-己烯醇對小菜蛾具有吸引誘殺作用;斜紋夜蛾性信息素的4種成分具有明顯的田間誘捕效果等。本試驗證明,糖醋酒液對韭菜遲眼蕈蚊具有誘殺效果,但不同配方糖醋酒液的誘殺效果不同,說明有效物質(zhì)的組成及比例是決定引誘效果的關(guān)鍵因素。試驗用糖醋酒液中的乙醇比傳統(tǒng)糖醋液中的白酒雜質(zhì)少,性質(zhì)相對穩(wěn)定;同樣乙酸較陳醋純度高,兩者濃度準(zhǔn)確,易掌握配制比例。本試驗僅在前人的基礎(chǔ)上設(shè)計4種配方,但由于配方較少,還不能準(zhǔn)確定位引誘該蟲的最佳配方。植物揮發(fā)物可分為特異性氣味(如韭菜中含硫化合物)和一般性氣味(醇、醛、酯、不飽和脂肪酸、萜類化合物)兩類。本試驗收集糖醋酒液揮發(fā)性化合物種類基本與植物揮發(fā)物類似,這是昆蟲對糖醋酒液有趨性的原因之一。4種配比糖醋酒液雖然組成成分相同,糖類、醇類和有機(jī)酸都是植物糖酵解和三羧酸循環(huán)等生理過程的產(chǎn)物,但是糖、乙醇和乙酸三者之間混合的比例不同,會出現(xiàn)不同的生化反應(yīng)和產(chǎn)生不同的化合物。并且在糖醋酒液的揮發(fā)物中發(fā)現(xiàn)的部分化合物,也存在于對昆蟲有引誘作用的其它揮發(fā)物中。如遲德富等研究發(fā)現(xiàn),對乙基苯乙酮、對乙基苯甲醛存在于楊圓蚧1齡若蟲蟲體和介殼中;Burman等研究發(fā)現(xiàn),1,2-二乙基苯存在于不同品系的夾竹桃蚧的揮發(fā)物中;張晴晴等研究表明,2,6-二叔丁基對甲基苯酚同時存在于健康的甘藍(lán)和被煙粉虱危害的甘藍(lán)揮發(fā)物中。另外,苯甲醛、苯乙醛和正葵醛對梅球頸象的引誘效果明顯,壬醛和香葉基丙酮能引誘倉儲害蟲幕谷蛾,香茅醛能引誘西花薊馬等,這些化合物的類別均屬于揮發(fā)性化合物的范疇。本試驗發(fā)現(xiàn),4種糖醋酒液的揮發(fā)物中雖然部分化合物相同,但它們的含量不同。對異丙基苯乙醇和3-乙基苯甲醛雖含量相對較高,但對韭菜遲眼蕈蚊無引誘作用,而1,4-二乙酰苯含量低,卻引起電生理反應(yīng),說明活性物質(zhì)與含量無相關(guān)關(guān)系;4種糖醋酒液的揮發(fā)物中,每一種配比都含有與其它配比不同的揮發(fā)性成分和含量。表明成分和含量是韭菜遲眼蕈蚊對4種配比的糖醋酒液趨性不同的關(guān)鍵因素。目前,GC-EAD聯(lián)用技術(shù)廣泛地應(yīng)用于昆蟲性信息素的結(jié)構(gòu)鑒定,也可用于植物次生物質(zhì)