板栗揮發(fā)物對桃蛀螟成蟲寄主選擇行為的影響

板栗揮發(fā)物對桃蛀螟成蟲寄主選擇行為的影響

桃子虱子主要分布在東亞地區(qū)，有廣泛的寄生蟲類型，可危害四種作物，如番禺區(qū)、水果仁、桃、栗子、向日葵、玉米和高粱。當(dāng)昆蟲侵入培芽的植物時，它們是一個重要的腐爛蛾。杏敲魚是板栗的主要害蟲之一。每年腐爛的果實(shí)率為30%-60%。這是限制栗子穩(wěn)定性和高產(chǎn)量的一個重要因素。板栗是廣東省山區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)林木.廣東省河源市東源縣是廣東省板栗的主要產(chǎn)區(qū)之一,農(nóng)大1號和河源油栗是該產(chǎn)區(qū)的2個主栽品種,種植面積最大.據(jù)當(dāng)?shù)厝罕姺从?桃蛀螟在上述2個品種上發(fā)生危害的程度差異明顯,農(nóng)大1號受害較重,而河源油栗的受害較輕.有研究指出,桃蛀螟對板栗不同品種的危害程度與板栗果實(shí)刺束疏密、刺束硬度、刺束著生方向、刺長和總苞厚度等形態(tài)結(jié)構(gòu)特征無關(guān).該蟲對番石榴不同品種危害的程度與果實(shí)大小、軟硬程度、可溶性固形物含量、維他命C含量、總糖含量和適口度無關(guān).在植物與昆蟲的長期進(jìn)化過程中,植物演化出一套抵御昆蟲侵害的機(jī)制,干擾昆蟲的寄主選擇行為是其中的主要機(jī)制之一.桃蛀螟以幼蟲蛀果危害,其寄主選擇是通過成蟲對產(chǎn)卵場所的選擇來實(shí)現(xiàn)的.在昆蟲進(jìn)行產(chǎn)卵選擇的過程中,寄主植物的揮發(fā)物起重要作用,它向昆蟲傳遞有關(guān)產(chǎn)卵的可行性信息.筆者以前的研究表明桃蛀螟成蟲對農(nóng)大1號板栗果實(shí)揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)值顯著高于河源油栗果實(shí)揮發(fā)物,但未測定該蟲對板栗揮發(fā)物的行為反應(yīng).有關(guān)板栗揮發(fā)物對桃蛀螟寄主選擇行為影響的研究尚未見報道.本文通過田間調(diào)查、行為學(xué)和電生理學(xué)的測定,研究了板栗揮發(fā)物對桃蛀螟寄主選擇行為的影響,探討了桃蛀螟對上述2個板栗品種危害程度差異的原因,以期為板栗生產(chǎn)中桃蛀螟的生態(tài)控制提供科學(xué)依據(jù).1材料和方法1.1試驗(yàn)材料1.1.1成蟲的飼養(yǎng)與交配桃蛀螟幼蟲采自廣東省河源市東源縣板栗園中的帶蟲果,在溫度為(25±1)℃、濕度為75%的養(yǎng)蟲室中飼養(yǎng)至化蛹,再單管飼養(yǎng).羽化后,選用一部分健康的雌、雄蛾備試,另一部分成蟲放入9cm×15cm的圓柱形養(yǎng)蟲籠中,喂以10%的蜂蜜水,使其充分交配,48h后選用交配后的健康雌、雄蛾備試.1.1.2試驗(yàn)植物農(nóng)大1號板栗和河源油栗的結(jié)果枝、果實(shí)和葉片采自東源縣板栗園.1.2學(xué)習(xí)方法1.2.1桃王樹受探索力調(diào)查于2004—2008年在每年9月桃蛀螟發(fā)生高峰期進(jìn)行調(diào)查.選擇種植農(nóng)大1號和河源油栗兩個品種的板栗園各3個,栽植株行距為4m×5m,樹齡11年,樹高3m左右.采用5點(diǎn)法,將每個板栗園分為5個區(qū),每區(qū)調(diào)查5株樹,共調(diào)查25株.每株樹按樹冠的東、西、南、北和中部隨機(jī)調(diào)查100個果,記錄受蛀果數(shù),計(jì)算桃蛀螟蛀果率.1.2.2板栗與水源油板栗結(jié)果枝或凈化空氣對照用Y型嗅覺儀進(jìn)行測試,兩臂分別用Teflon管依次連接味源植物瓶(10L)、加濕瓶、過濾(活性炭)裝置和氣泵.桃蛀螟處理為未交配雌、雄蛾和已交配雌、雄蛾.設(shè)置以下氣味源組合:農(nóng)大1號板栗或河源油栗結(jié)果枝與凈化空氣(對照);農(nóng)大1號板栗與河源油栗結(jié)果枝;農(nóng)大1號板栗或河源油栗果實(shí)與凈化空氣(對照);農(nóng)大1號板栗與河源油栗果實(shí);農(nóng)大1號板栗或河源油栗葉片與凈化空氣(對照);農(nóng)大1號板栗與河源油栗葉片.氣味源均為新鮮植物材料(60g).測試在18:00—22:00,25℃~27℃下進(jìn)行,兩臂管內(nèi)的氣體流速均為250ml·min-1.兩側(cè)臂的正前方各放置25W日光燈,作為光源以吸引桃蛀螟進(jìn)入Y型管.每次接入1頭成蟲,共測試30頭,當(dāng)成蟲越過某臂1/3處視為選擇,5min內(nèi)不作選擇則記為無反應(yīng),通過以下公式計(jì)算選擇百分率:選擇百分率=選擇側(cè)臂的蟲數(shù)/測試蟲數(shù)×100%.每測試5頭調(diào)換Y型管兩臂的方向,每測試10頭即用75%的酒精清洗嗅覺儀,用電吹風(fēng)吹干后再進(jìn)行下一步試驗(yàn).1.2.3加入味源的試驗(yàn)方法同1.2.2.通過水蒸氣蒸餾法提取果實(shí)和葉片的揮發(fā)物.將揮發(fā)物用液體石蠟稀釋100倍(φ為1%(V/V))作為試液.測試時,取揮發(fā)物溶液20μl滴于味源瓶(100ml)內(nèi)的濾紙上,以液體石蠟為對照.設(shè)置以下氣味源組合:農(nóng)大1號板栗或河源油栗果實(shí)揮發(fā)物與對照;農(nóng)大1號板栗與河源油栗果實(shí)揮發(fā)物;農(nóng)大1號板栗或河源油栗葉片揮發(fā)物與對照;農(nóng)大1號板栗與河源油栗葉片揮發(fā)物.1.2.4實(shí)驗(yàn)和測試方法將揮發(fā)物用液體石蠟稀釋100倍(φ為1%(V/V))作為試液,液體石蠟為對照,1%(V/V)正己醇為標(biāo)準(zhǔn)參照物.桃蛀螟處理為未交配雌、雄蛾和已交配雌、雄蛾.將觸角尖端切下,并從基部將觸角切下,兩端分別與觸角電位儀(荷蘭Syntech公司IDAC-232型)的觸角電位探頭的參比電極和記錄電極相連.觸角電位儀的Y-Ampl.值為0.5mV,時基值為2s,刺激氣流為40ml·min-1,連續(xù)氣流為50ml·min-1.測試方法參照歐陽革成等的方法,每次刺激間隔時間30s,各試液的測試量為20μl,每處理20個重復(fù),室內(nèi)溫度為25℃~27℃.1.2.5養(yǎng)蟲籠設(shè)置將當(dāng)日采摘的農(nóng)大1號板栗和河源油栗的結(jié)果枝插入裝有水的錐形瓶(500ml)中,每瓶插1條結(jié)果枝作為桃蛀螟的產(chǎn)卵介質(zhì),然后以隨機(jī)排列的方式將其放入養(yǎng)蟲籠(50cm×50cm×50cm)中,每個品種3瓶,再將10對已配對48h的桃蛀螟成蟲接入養(yǎng)蟲籠.每12h調(diào)查結(jié)果枝的果實(shí)和葉片上的著卵量,至成蟲不再產(chǎn)卵為止(共調(diào)查72h).每48h更換錐形瓶中的水和結(jié)果枝.設(shè)3個重復(fù).1.3統(tǒng)計(jì)分析方法采用SAS8.01軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,田間調(diào)查和行為反應(yīng)測定數(shù)據(jù)用t檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,EAG反應(yīng)測定數(shù)據(jù)用鄧肯氏多重比較(DMRT)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.產(chǎn)卵選擇性測定數(shù)據(jù)用t檢驗(yàn)和鄧肯氏多重比較進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.2結(jié)果與分析2.1桃餓螟對水源油板栗危害較輕桃蛀螟對農(nóng)大1號和河源油栗兩個板栗品種的危害程度明顯不同.2004—2008年,桃蛀螟在農(nóng)大1號板栗上的蛀果率為16.1%~25.3%,而在河源油栗上的蛀果率均低于5.0%(圖1).可見,桃蛀螟對農(nóng)大1號板栗危害較重,對河源油栗危害較輕.2.2已動力與未交配成蟲的誘導(dǎo)效果以結(jié)果枝作為氣味源時,農(nóng)大1號板栗對桃蛀螟已交配和未交配雌蛾的吸引作用均明顯高于對照,而河源油栗與對照無明顯差異.在農(nóng)大1號和河源油栗結(jié)果枝氣味的比較中,已交配和未交配雌蛾對農(nóng)大1號的選擇性也較高.但供試2個板栗品種結(jié)果枝氣味對桃蛀螟已交配和未交配雄蛾均無吸引作用(圖2).以果實(shí)或葉片作為氣味源時,農(nóng)大1號板栗對桃蛀螟已交配和未交配雌蛾的吸引作用均高于對照和河源油栗,其差異達(dá)到顯著水平.說明桃蛀螟雌蛾對農(nóng)大1號板栗果實(shí)和葉片氣味具有明顯的趨性(圖3A、B).當(dāng)農(nóng)大1號板栗果實(shí)和葉片同時作為氣味源進(jìn)行測定時,果實(shí)氣味對已交配和未交配雌蛾的吸引作用均明顯高于葉片(圖3C).2.3已交配和未交配桃/桃麻黃對桃驗(yàn)證的吸引作用農(nóng)大1號板栗果實(shí)和葉片揮發(fā)物對桃蛀螟已交配和未交配雌蛾的吸引作用均高于對照和河源油栗,其差異達(dá)到顯著水平,但該揮發(fā)物對已交配和未交配雄蛾的吸引作用不明顯.河源油栗果實(shí)和葉片揮發(fā)物對桃蛀螟已交配和未交配雌、雄蛾均無明顯吸引作用.桃蛀螟雌蛾對農(nóng)大1號板栗果實(shí)和葉片揮發(fā)物具有明顯的趨性(圖4A、B).當(dāng)農(nóng)大1號板栗果實(shí)和葉片揮發(fā)物同時作為氣味源進(jìn)行測定時,果實(shí)揮發(fā)物對已交配和未交配雌蛾的吸引作用均顯著高于葉片揮發(fā)物(圖4C).2.4對試驗(yàn)植株的eag反應(yīng)值從表1可以看出,已交配和未交配雌、雄蛾對果實(shí)揮發(fā)物產(chǎn)生的觸角電位(EAG)反應(yīng)均比同品種的葉片揮發(fā)物強(qiáng)烈,前者的反應(yīng)值顯著高于后者.就果實(shí)揮發(fā)物而言,已交配和未交配雌蛾對農(nóng)大1號的EAG反應(yīng)值均明顯高于河源油栗,而已交配和未交配雄蛾對農(nóng)大1號的EAG反應(yīng)值均與河源油栗差異不顯著.就葉片揮發(fā)物而言,已交配和未交配雌、雄蛾對農(nóng)大1號的EAG反應(yīng)值均與河源油栗差異不顯著.2.5基坑落卵量對桃蚤及葉片落卵量的影響農(nóng)大1號板栗結(jié)果枝上桃蛀螟的落卵量較多,顯著高于河源油栗結(jié)果枝.與河源油栗相比,桃蛀螟雌蛾更偏好于選擇農(nóng)大1號產(chǎn)卵(表2).對果實(shí)和葉片上的落卵量進(jìn)行比較,農(nóng)大1號板栗果實(shí)上的落卵量最多,其他依次是農(nóng)大1號板栗葉片、河源油栗果實(shí)和葉片,后三者之間差異不顯著(表3).3基坑結(jié)構(gòu)與桃兩種主要類型的發(fā)揮桃蛀螟對農(nóng)大1號板栗的危害較重,對河源油栗的危害較輕.成蟲在農(nóng)大1號板栗上產(chǎn)卵較多,在河源油栗上產(chǎn)卵較少,桃蛀螟對農(nóng)大1號具有明顯的產(chǎn)卵選擇性.根據(jù)桃蛀螟危害板栗的特點(diǎn),成蟲對產(chǎn)卵場所的選擇決定了幼蟲對食料的選擇,成蟲偏好選擇農(nóng)大1號產(chǎn)卵是桃蛀螟對該板栗品種危害較重的原因之一.昆蟲對產(chǎn)卵場所的選擇由一系列行為反應(yīng)組成,包括對寄主植物的定向和對產(chǎn)卵部位的識別,在該過程中植物揮發(fā)物起著重要作用.農(nóng)大1號板栗結(jié)果枝、果實(shí)和葉片揮發(fā)物均對桃蛀螟雌蛾有吸引作用,但河源油栗揮發(fā)物的吸引作用不明顯.雌蛾對農(nóng)大1號板栗果實(shí)揮發(fā)物的EAG反應(yīng)也明顯比河源油栗果實(shí)強(qiáng)烈.可見,在雌蛾的定向過程中,農(nóng)大1號板栗果實(shí)和葉片揮發(fā)物均起到一定的行為導(dǎo)向作用,而河源油栗果實(shí)和葉片揮發(fā)物的導(dǎo)向作用不明顯,這與桃蛀螟的產(chǎn)卵選擇性相一致.農(nóng)大1號板栗揮發(fā)物對雌蛾具有較強(qiáng)的吸引作用是桃蛀螟偏好該板栗品種為其產(chǎn)卵場所的重要原因.農(nóng)大1號板栗果實(shí)和葉片上的桃蛀螟落卵量具有明顯的差異,成蟲在果實(shí)上產(chǎn)卵較多,顯然雌蛾對果實(shí)做出了產(chǎn)卵部位的識別.在該品種果實(shí)和葉片揮發(fā)物同時存在時,雌蛾對果實(shí)揮發(fā)物具有明顯的趨性.由此看來,在接近農(nóng)大1號板栗植株時,雌蛾很可能根據(jù)果實(shí)揮發(fā)物而做出產(chǎn)卵部位的識別.雌蛾對農(nóng)大1號果實(shí)揮發(fā)物的EAG反應(yīng)較該品種葉片強(qiáng)烈,也說明了這一點(diǎn).植物受到危害的程度常與其揮發(fā)物對害蟲成蟲吸引作用的