金银花是我国名贵中药材,利用管氏肿腿蜂对其主要害虫咖啡虎天牛的生物防治已取得显著成效。利用替代寄主室内繁育管氏肿腿蜂导致该蜂对野外寄主搜寻能力下降,已成为利用该蜂进行生物防治中的主要问题。本研究以金银花-咖啡虎天牛-管氏肿腿蜂三级营养系统为模型,利用植物化学、昆虫电生理学和昆虫行为学等多学科技术,对比金银花受咖啡虎天牛危害前后挥发物的化学指纹谱,测定寄生蜂对挥发物的电生理活性及行为反应,探索金银花受虫害后的间接防御机制,寻找挥发物中对寄生蜂有吸引作用的关键信息化合物;经进一步学习经历后行为检测并明确管氏肿腿蜂能有效学习利用的化合物种类;进而可以利用该化合物对室内种群进行驯化,以提高室内繁育的管氏肿腿蜂对野外咖啡虎天牛的搜寻能力。本研究不仅可以填补药用植物-蛀干性害虫-寄生蜂三级营养间化学联系的研究空白,而且为解决利用管氏肿腿蜂进行生物防治的问题提供有效途径,为害虫管理策略提供科学依据。
Lonicera japonica;Scleroderma guani;Xylotrechus grayii;Plant volatiles;Electrophysiology response
金银花是我国名贵中药材,蛀干害虫咖啡脊虎天牛对金银花造成严重危害,急需无公害防治措施来防治该天牛。本研究以金银花—咖啡脊虎天牛—管氏肿腿蜂三级营养关系为模型,初步研究了咖啡脊虎天牛对金银花挥发性信息化合物的化学感受机制。主要结果如下 1.从不同品种和状态的金银花的挥发物共发现67种化合物,在咖啡脊虎天牛对各化合物的电生理反应中,共发现12种活性化合物,分别是(E)-2-Decen-1-ol、(Z)-3-Hexen-1-ol、1-Hexanol、(Z)-3-Hexen-1-ol acetate、2-Butoxyethyl acetate、Acetic acid, hexyl ester、Acetic acid, pentyl ester、6-methyl-5-Hepten-2-one、Octanal、3-Carene、α-Farnesene和β-Myrcene。其中,健康大毛花有电生理活性成分1种,健康九丰一号有4种,健康鸡爪花有6种,咖啡脊虎天牛危害的鸡爪花有5种,机械损伤叶片的鸡爪花有3种。 2.天牛对有电生理活性物质行为反应表明,健康鸡爪花特有的活性成分组合(2-Butoxyethyl acetate、β-Myrcene和α-Farnesene)在100 ng/μl时对天牛表现显著的引诱作用,在1 ng/μl时表现出驱避作用,天牛危害的鸡爪花特有的活性成分1-Hexanol在1ng/μl时表现出驱避作用。健康鸡爪花特有活性成分3-Carene在高浓度时表现为引诱作用,在低浓度时为驱避作用,(E)-2-Decen-1-ol仅在高浓度时表现驱避,(Z)-3-Hexen-1-ol在各浓度下均无显著反应。这3种成分的等比例混合物在高浓度时呈显著的引诱反应,且高于各单体在同样浓度下的引诱率。 3.管氏肿腿蜂寄主天牛触角感器扫描电镜表明,在成虫触角上共有5类感器,包括刺形感器5种亚型,锥形感器4种亚型,B?hm氏鬃毛,凹槽钉形感器和钟形感器。其中,刺形感器的数量最多,锥形感器的数量次之。天牛雌雄成虫触角感器在种类和数量上没有显著差异,而锥形感器在雄性成虫触角上的集中分布比雌性成虫触角明显。钟形感器在雄性触角背面各鞭节均有分布,而在雌性触角上仅末节分布。本研究为咖啡脊虎天牛引诱剂或生物农药的研制提供了基础,对金银花害虫的生物防治具有重要意义。