張霖 張連生 張永福 許志春

(林木有害生物防治北京市重點實驗室(北京林業(yè)大學(xué))，北京，100083) (建平縣林業(yè)局) (北京市十三陵林場) (北京林業(yè)大學(xué))

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褐梗天牛對油松揮發(fā)物的EAG和行為反應(yīng)1)

張霖 張連生 張永福 許志春

(林木有害生物防治北京市重點實驗室(北京林業(yè)大學(xué))，北京，100083) (建平縣林業(yè)局) (北京市十三陵林場) (北京林業(yè)大學(xué))

為了研究褐梗天牛(Arhopalusrusticus)的植物源引誘劑，分別測定了褐梗天牛成蟲對5種油松揮發(fā)物和18種混配物的觸角電位反應(yīng)，并對18種混配物進行了嗅覺行為測定，選出10種配方進行了野外誘捕試驗。結(jié)果表明：褐梗天牛成蟲對5種揮發(fā)物單體和18種混配物都有一定的觸角電位反應(yīng)，以α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯和γ-萜品烯為主要成分的混配物L(fēng)2引起褐梗天牛的EAG反應(yīng)最強。在嗅覺行為試驗中，褐梗天牛對混配物L(fēng)2表現(xiàn)的選擇性最強。野外誘捕結(jié)果顯示，主要成分為α-蒎烯和3-蒈烯的引誘劑M3平均誘捕量最高，與其他配方相比有顯著差異(p<0.05)。

引誘劑；褐梗天牛；EAG；行為反應(yīng)；誘捕

In order to study the effective attractant ofArhopalusrusticusLinn., we measured the EAG responses of adult beetles with five volatile compounds ofPinustabuliformisCarr. and 18 mixtures. Meanwhile, we tested their olfactory responses to 18 mixtures and chose the effective samples for field trapping test. The volatile compounds and mixtures elicited EAG responses. Among them, L2, which includedα-pinene,β-pinene, 3-caren andγ-terpinene, elicited the strongest EAG response. The results of olfactory behavioral responses indicated thatArhopalusrusticusLinn. had the best performance of selectivity for L2. By the field trapping test, the best attractant toArhopalusrusticusLinn. was M3 containingα-pinene and 3-caren (p<0.05).

褐梗天牛(Arhopalusrusticus)隸屬鞘翅目(Coleoptera)、葉甲總科(Chrysomeloidae)、天?？?Cerambycidae)、幽天牛亞科(Aseminae)、梗天牛屬(Arhopalus)，是一種林木鉆蛀性害蟲，主要危害針葉樹的衰弱木，對火災(zāi)后的立木也能造成危害[1]。寄主廣泛，主要有馬尾松(Pinusmassoniana)、油松(Pinustabuliformis)、華山松(Pinusarmandii)、白皮松(Pinusbungeana)、赤松(Pinusdensiflora)、側(cè)柏(Platycladusorientalis)、圓柏(Sabinachinensis)、柳杉(Cryptomeriafortunei)、櫟(Quercusacutissima)等樹種，分布于歐洲、北非、亞洲、澳大利亞、新西蘭[2-3]，在我國部分地區(qū)也有分布。據(jù)相關(guān)文獻報道，褐梗天牛具有較強的攜帶擬松材線蟲等非病原線蟲的能力[4]，該蟲在危害寄主植物的同時，還能通過原木、木質(zhì)包裝等運輸進行遠距離傳播，我國多個口岸都曾截獲過該蟲[5-8]。

由于褐梗天牛幼蟲的蛀干特性，現(xiàn)有防控措施很難取得滿意效果。隨著昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)的發(fā)展，利用寄主植物揮發(fā)性物質(zhì)引誘成蟲已成為鉆蛀性害蟲防控的主要研究方向[9]，寄主植物揮發(fā)物對昆蟲的引誘作用表現(xiàn)為昆蟲根據(jù)其對寄主植物進行遠程定位[10]，利用寄主植物揮發(fā)物中對昆蟲具有引誘作用的物質(zhì)誘殺成蟲，具有高效、無公害、不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點[11]。目前國內(nèi)關(guān)于褐梗天牛成蟲的引誘技術(shù)的研究較少，曹露凡利用松墨天牛引誘劑M99、A-3對褐梗天牛發(fā)生規(guī)律進行了監(jiān)測[12]，澤桑梓研究了反-2-己烯醛對褐梗天牛引誘劑的作用效率[13]。筆者研究了褐梗天牛成蟲對寄主植物揮發(fā)物單體和混配物的觸角電位和嗅覺試驗反應(yīng)，并選取了幾種混配物進行了野外誘捕試驗，以期獲得有效的褐梗天牛植物源引誘劑，為褐梗天牛的監(jiān)測誘捕技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲和樣地

在遼寧省建平縣青松嶺林場油松林內(nèi)，解析褐梗天牛受害木，獲得幼蟲，使用自制褐梗天牛半人工飼料于室內(nèi)自然光照下單頭飼養(yǎng)，室內(nèi)溫度為(28±2)℃，濕度為50%～60%，將羽化后的成蟲置于干凈、經(jīng)過透氣處理的塑料盒中飼養(yǎng)，作為供試昆蟲，并放入一小塊濕潤脫脂棉提供水分。野外誘捕試驗的樣地選在遼寧省建平縣青松嶺林場的油松林，該地為褐梗天牛歷年危害區(qū)域。

1.2 標準化合物和混配樣品的配制

參照相關(guān)研究[14-15]，選取油松揮發(fā)性氣味物質(zhì)5種，標準化合物的種類純度來源見表1。選用液體石蠟作為溶劑，將上述5種化合物分別配制成1/1 000原液、1/100原液、1/10原液、原液4種劑量[16]；根據(jù)褐梗天牛對5種化合物單體EAG反應(yīng)達到最高值的劑量對化合物單體進行稀釋后混合，配制成不同成分的幾種混合液，混配方案見表2。以正己烷作為對照。

表1 標準化合物的代號、名稱、純度和來源

表2 混配樣品的代號、成分和比例

1.3 試驗儀器和材料

EAG反應(yīng)探測器(INR-II,Syntech,the Netherlands)，數(shù)據(jù)捕獲控制器(IDAC-4,Syntech,the Netherlands)，刺激控制器(CS55,Syntech,the Netherlands),四臂嗅覺儀，巴斯德管(7095B-5X)，十字型誘捕器等。

1.4 褐梗天牛對標準化合物和混配樣品的觸角電位測定

用眼科手術(shù)剪將褐梗天牛成蟲觸角從基部剪下，用手術(shù)刀將鞭節(jié)最末一節(jié)頂端切去約1 mm，用導(dǎo)電膠把觸角黏在金屬電極上，將電極插入EAG反應(yīng)探測器中。吸取20 μL樣品，均勻地涂在2 cm×1 cm的濾紙條上，放入巴斯德管中，刺激時間設(shè)為0.5 s，2次刺激時間間隔60 s。每種樣品在同一根觸角上平行測定3次，每種樣品連續(xù)測定5根觸角，使用等量正己烷作為參照物，液體石蠟作為空白對照，以消除個體差異和觸角活性變化導(dǎo)致的偏差。

1.5 褐梗天牛對混配樣品的行為反應(yīng)測定

隨機選擇四臂嗅覺儀的一個臂作為處理臂，其余3個為對照臂。處理臂放入滴加20 μL樣品的2 cm×1 cm濾紙條，對照臂放入等量的液體石蠟。將供試褐梗天牛成蟲放入中心進蟲口，關(guān)閉隔離板，打開空氣泵，調(diào)節(jié)空氣流速，中心區(qū)真空泵抽氣流速為1 600 mL·min-1，每臂空氣流進速度為400 mL·min-1。氣流穩(wěn)定后，打開隔離板，讓天牛自由活動。測試10 min，進入選擇臂的天牛記為對引誘物質(zhì)有選擇，其余的記為無選擇。共測定18個樣品，每頭天牛測試3次，每次測試10 min，進入選擇臂的天牛表示對引誘物質(zhì)有選擇，記為一次，其余記為無選擇，每個處理重復(fù)測定5頭褐梗天牛成蟲，每測定完一種樣品，用酒精對嗅覺儀進行擦拭，通風(fēng)20 min，對照臂和處理臂隨機調(diào)換。測試時使用日光燈照明，測定室溫為(28±1)℃，相對濕度為60%～70%。

1.6 褐梗天牛野外誘捕試驗

試驗于2015年6月褐梗天牛成蟲期進行。使用十字形誘捕器誘捕，共設(shè)誘捕器33個，每兩個誘捕器間隔30 m，采用隨機區(qū)組設(shè)計，將誘捕器懸掛于油松樹枝上，懸掛高度距離地面約1 m。選用嗅覺行為測定結(jié)果中趨性專用較強的配方為誘芯進行野外誘捕試驗，設(shè)未放置誘芯的誘捕器為空白對照，每個處理重復(fù)3次。

1.7 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)均采用SPSS 13.0軟件中的LSD多重比較法進行分析。觸角電位試驗的結(jié)果用觸角電位反應(yīng)相對值表示。EAG反應(yīng)相對值的計算公式如下[17]：

2 結(jié)果與分析

2.1 褐梗天牛成蟲對不同劑量單體化合物的EAG反應(yīng)

試驗中發(fā)現(xiàn)，褐梗天牛成蟲對不同單體化合物的EAG相對反應(yīng)值不同，如表3，褐梗天牛成蟲對β-蒎烯、α-蒎烯、3-蒈烯有較強的觸角電位反應(yīng)，對γ-萜品烯和莰烯的反應(yīng)相對較弱。

褐梗天牛成蟲觸角對同一化合物的不同劑量反應(yīng)強度有所不同。從表3可以看出，褐梗天牛對α-蒎烯、3-蒈烯的反應(yīng)值與稀釋劑量呈正相關(guān)，隨著劑量增加，EAG反應(yīng)強度也隨之升高，原液時，EAG相對反應(yīng)值最大；β-蒎烯、莰烯隨著劑量增加，EAG反應(yīng)強度有先降后升的趨勢，原液時引起褐梗天牛觸角電位的反應(yīng)最強；褐梗天牛觸角對γ-萜品烯的反應(yīng)強度隨著劑量增加而升高，劑量高于1/10后反應(yīng)值降低，證明褐梗天牛對該物質(zhì)的反應(yīng)在1/10劑量時已達到飽和。

表3 褐梗天牛成蟲對不同劑量化合物單體的EAG相對反應(yīng)值

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤。同列數(shù)據(jù)后字母不同表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(p<0.05)。

2.2 褐梗天牛成蟲對18種混配物的EAG反應(yīng)

由表4可以看出，褐梗天牛對配方L2的EAG反應(yīng)相對值最高，其余依次是L1、L3、M1、M2、M7、S、N1、M3、N6、N7、N3、M5、M4、N5、N2、N4、M6。LSD結(jié)果表明，褐梗天牛對配方L2的EAG相對反應(yīng)值與N7、N3、M5、M4、N5、N2、N4、M6相比，具有顯著差異(p<0.05)；褐梗天牛對配方L1、L3、M1、M2、M7、S、N1、M3、N6的EAG相對反應(yīng)值較高，配方彼此間的差距無統(tǒng)計學(xué)意義(p>0.05)；對配方M6的EAG相對反應(yīng)值最低，與配方L1、L2、L3相比，具有顯著差異(p<0.05)。

2.3 褐梗天牛成蟲對18種混配物的嗅覺行為反應(yīng)

褐梗天牛成蟲對18種混配物在四臂嗅覺儀的行為測定結(jié)果如表4所示。在測定中，褐梗天牛對不同混配物的行為反應(yīng)有所不同，其中成蟲進入L2選擇臂的次數(shù)最多，與M4、M5、M6、M7、N5、N6、N7、L3相比，具有顯著差異(p<0.05)；成蟲進入M1、M2、M3、N1、N2、N3、N4、L1、L3、S選擇臂次數(shù)較多，幾種配方彼此間的差距無統(tǒng)計學(xué)意義(p>0.05)；成蟲對M5、M6的嗅覺行為反應(yīng)結(jié)果較差，與其余配方相比，達到了顯著差異(p<0.05)；成蟲對配方L2的選擇性最強，與其他相比，達到了顯著差異(p<0.05)，這與觸角電位試驗的結(jié)果相一致；配方L1、M7的觸角電位反應(yīng)和嗅覺行為反應(yīng)結(jié)果一致性相對較差。根據(jù)嗅覺行為反應(yīng)結(jié)果，初步選取效果較好的M1、M2、M3、N1、N2、N3、N4、L2、L3、S配方進行野外誘捕試驗。

2.4 野外誘捕褐梗天牛成蟲試驗

由表5可見，使用M3誘捕褐梗天牛，平均誘捕量最高，與其他配方相比，差異顯著(p<0.05)；L3、N4、N3、N1、M2、M1對褐梗天牛的引誘效果不明顯，與空白對照相比無顯著差異(p>0.05)。

表4 褐梗天牛成蟲對不同混配物的EAG及嗅覺行為反應(yīng)

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤。同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(p<0.05)。

3 結(jié)論與討論

試驗中褐梗天牛成蟲對5種單體化合物都有觸角電位反應(yīng)，對β-蒎烯、α-蒎烯、3-蒈烯有較強的觸角電位反應(yīng)，對γ-萜品烯和莰烯的反應(yīng)相對較弱。在一定劑量范圍內(nèi)，EAG反應(yīng)強度隨揮發(fā)物劑量的增大而增大，低劑量下成蟲對單體化合物的EAG反應(yīng)不明顯。混配物觸角電位測定和成蟲嗅覺行為反應(yīng)試驗結(jié)果顯示，18種混配物均能引起褐梗天牛一定的觸角電位反應(yīng)和行為反應(yīng)，成蟲對L2的EAG相對反應(yīng)值和嗅覺行為反應(yīng)值均為最高，與其他配方相比有顯著差異(p<0.05)，但是褐梗天牛對混配物的EAG相對反應(yīng)值和嗅覺行為反應(yīng)值的趨勢未完全對應(yīng)，這可能是因為成蟲在選擇寄主植物時不僅僅憑單一的關(guān)鍵刺激，而需要接收更復(fù)雜的感覺信息來產(chǎn)生神經(jīng)信號才能引起行為反應(yīng)[18]。

表5 野外誘捕褐梗天牛成蟲試驗結(jié)果

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤。同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(p<0.05)。

試驗結(jié)果顯示，引誘劑M3對褐梗天牛成蟲的平均誘捕量最高，作用最為顯著(p<0.05)，引誘劑S、L2、N2的引誘作用較好，平均誘捕量都顯著高于空白對照(p<0.05)，均可有效地誘捕褐梗天牛成蟲。試驗中發(fā)現(xiàn)，褐梗天牛對于L2的EAG相對反應(yīng)值和嗅覺行為反應(yīng)值都是最高的，但其野外誘捕效果卻低于M3和S，這可能是由于野外環(huán)境與室內(nèi)環(huán)境的差異造成的，也有可能是受蟲口密度和引誘劑釋放速率的影響[19]，具體原因還需進一步分析。

油松揮發(fā)物的成分比較復(fù)雜，本研究只選取了其中5種進行一系列試驗，雖然結(jié)果證明所用的幾種單體和它們的復(fù)配物對褐梗天牛成蟲均有一定引誘效果，但引誘劑的有效成分仍需進一步研究；澤桑梓等曾研究了反-2-己烯醛對褐梗天牛成蟲引誘劑的作用效率[13]，發(fā)現(xiàn)其對褐梗天牛引誘劑并無明顯增強或抑制效果，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進一步探尋影響引誘劑作用效率的因子也是今后重點研究方向。

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EAG and Behavioral Responses ofArhopalusrusticusLinn. toPinustabuliformisCarr. Volatile//

Zhang Lin(Key Laboratory for Forest Pest Control, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China); Zhang Liansheng(Station of Forest Conservation of Jianping County); Zhang Yongfu(Beijing Ming Tombs Forest Farm); Xu Zhichun

(Beijing Forestry University)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(9)：99-102.

Attractant；ArhopalusrusticusLinn.； EAG； Behavioral response； Trap

張霖，女，1990年11月生，林木有害生物防治北京市重點實驗室(北京林業(yè)大學(xué))，碩士研究生。E-mail：zhanglin_mars@126.com。

許志春，北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，副教授。E-mail：zhchxu@bjfu.edu.cn。

2016年1月25日。

S763.38

1)松山保護區(qū)有害生物專項調(diào)查項目(PXM2013-154313-000002)。

責任編輯：程 紅。