唐宇翀

(廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川廣安 638000)

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青斑蝶對揮發(fā)物的取食反應(yīng)

唐宇翀

(廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川廣安 638000)

[目的]找出吸引青斑蝶取食的關(guān)鍵化合物。[方法]通過田間觀察測定了青斑蝶對蜜源植物馬纓丹和馬利筋的花部揮發(fā)物α-蒎烯、水楊酸甲酯，花部揮發(fā)物類似物1-辛醛、桉葉油醇、萜品醇，以及前人報道的花中普遍存在的苯甲醛的取食反應(yīng)。[結(jié)果]無論是6種單一化合物和α-蒎烯、水楊酸甲酯、1-辛醛、桉葉油醇化合物組合還是不同劑量α-蒎烯和水楊酸甲酯，青斑蝶對這些揮發(fā)物均表現(xiàn)出一定的取食反應(yīng)，但取食次數(shù)均未顯著高于去離子水，且不同化合物之間無顯著差異。[結(jié)論]青斑蝶在取食時可利用多種氣味信號。

青斑蝶；揮發(fā)物；取食反應(yīng)

昆蟲為了維持正常的生命活動和繁衍后代，必須尋找合適的補(bǔ)充營養(yǎng)物。對于訪花蝶類的覓食而言，蜜源植物的氣味對吸引蝴蝶訪花至關(guān)重要，特定的香味揮發(fā)物可激發(fā)昆蟲的感覺反應(yīng)、定向和覓食行為[1-3]。研究表明，新羽化的孔雀蛺蝶(Inachisio)、蕁麻蛺蝶(Aglaisurticae)和鉤粉蝶(Gonepteryxrhamni)都偏好于蜜源植物絲路薊Cirsiumarvense和Knautiaarvensis的花香，將花香作為鑒定、識別及區(qū)分蜜源回報的一個重要信號[4]。蜜源植物揮發(fā)物中2-苯乙醇和苯乙醛對菜粉蝶(Pierisrapae)取食起關(guān)鍵作用[5-8]。Honda[9]研究發(fā)現(xiàn)，蝴蝶成蟲感知到特定的氣味化合物后會表現(xiàn)出喙伸張反應(yīng)(PER)，且激發(fā)較大PER的化合物能顯著增加蝴蝶對氣味模型的訪問次數(shù)[5]。琉球紫蛺蝶(Hypolimnasbolina)、姬紅蛺蝶(Cynthiacardui)和黑端豹蛺蝶(Argyreushyperbius)都對廣泛存在于花中的幾種芳香族化合物(如苯甲醛和苯乙醛)表現(xiàn)出較高的PER[10]。

青斑蝶(Tirumalalimniace)隸屬于鱗翅目斑蝶科，在國外分布于印度、斯里蘭卡、巴基斯坦、孟加拉、緬甸和泰國[11]，在國內(nèi)分布于云南、西藏、湖北、湖南、廣東、廣西、臺灣和海南[12]。青斑蝶對經(jīng)濟(jì)和園林植物無危害記錄，南方各地已廣泛養(yǎng)殖，是工藝和生態(tài)觀賞兩用蝶種，亦可用于喜慶放飛，具有較高的觀賞價值和經(jīng)濟(jì)價值[12]。筆者測定了青斑蝶對蜜源植物部分揮發(fā)物或類似物的田間行為反應(yīng)，研究不同化合物對青斑蝶取食的作用，旨在為蝴蝶飛舞景觀營造提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)在云南省元江縣干熱河谷區(qū)中國林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲研究所試驗(yàn)站(102°00′46″ E，23°36′11″ N，海拔400 m)進(jìn)行，屬于干熱氣候類型。青斑蝶田間試驗(yàn)在8 m×8 m×4 m的網(wǎng)室進(jìn)行。網(wǎng)室內(nèi)均透光良好，光照均勻。

1.2 材料

1.2.1 供試?yán)ハx。人工飼養(yǎng)的羽化第4天的青斑蝶成蟲，幼蟲以南山藤為食，在25 ℃、光暗時間為14∶10 h的條件下飼養(yǎng)。試驗(yàn)開始前，僅提供去離子水供成蟲任意吸食，每天試驗(yàn)結(jié)束后，重新更換成蟲。

1.2.2 供試化合物。根據(jù)對蜜源植物馬纓丹和馬利筋揮發(fā)物測定結(jié)果[13]，選取馬纓丹中的揮發(fā)物α-蒎烯、馬利筋中的揮發(fā)物水楊酸甲酯，以及前人報道的花中普遍存在的揮發(fā)物苯甲醛[14]、辛醛類似物1-辛醛、桉葉油素類似物桉葉油醇和α-蒎烯透醇進(jìn)行嗅覺行為試驗(yàn)(表1)。

表1 青斑蝶田間行為測定所用標(biāo)準(zhǔn)化合物

Table 1 Test chemicals used in behavior experiments ofTirumalalimniace

試劑Reagent生產(chǎn)廠家Manufacturer含量Contents∥%1-辛醛n-caprylaldehyde天津市大茂化學(xué)試劑廠≥99.0α-蒎烯透醇(萜品醇)Terpineol天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司≥98.0α-蒎烯α-pinene天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司≥98.0水楊酸甲酯Methylsalicylate山東新華隆信化工有限公司≥99.0苯甲醛Benaldehyde華美化工有限公司≥98.5桉葉油醇Eucalyptol天津市大茂化學(xué)試劑廠≥99.0

1.3 方法

1.3.1 單一化合物引誘試驗(yàn)。在距離網(wǎng)室東西兩側(cè)邊壁0.45 m處開始，每隔1.00 m設(shè)置1個樣點(diǎn)，分別放置不同的模擬蜜源處理，將紅色花冠假花(3朵，花冠直徑為7 cm)及無花冠假花插于高1.00 m的新砍綠色竹竿上，各處理每日的初始位置隨機(jī)排布。在每朵紅色假花或無花冠假花中央垂直插入1個容積0.6 mL的指形管，用移液槍分別向指形管加入0.5 mL濃度為1%的單一化合物(1-辛醛、萜品醇、α-蒎烯、水楊酸甲酯、苯甲醛、桉葉油醇)水懸液。以去離子水為空白對照。不設(shè)重復(fù)。于成蟲活動高峰期(視天氣情況而定，通常在10：00—14：00)連續(xù)記錄青斑蝶成蟲的訪花次數(shù)。1 h調(diào)換1次位置(以每行西端的4個處理為1個單位，分別進(jìn)行平移、對調(diào)和平移)，同時更換加有供試物質(zhì)的指形管。

1.3.2 化合物組合引誘試驗(yàn)。根據(jù)單一化合物試驗(yàn)結(jié)果，綜合選擇對青蝴蝶引誘效果較好的3種化合物(α-蒎烯、水楊酸甲酯和1-辛醛)及次佳的1種化合物(桉葉油醇)分別進(jìn)行以下組合：α-蒎烯+水楊酸甲酯、水楊酸甲酯+1-辛醛、α-蒎烯+水楊酸甲酯+1-辛醛、α-蒎烯+1-辛醛、α-蒎烯+水楊酸甲酯+桉葉油醇+1-辛醛。按照“1.3.1”的布置方式，分別在各組紅色假花或無花冠假花的指形管內(nèi)用移液槍加入0.5 mL濃度為1%的供試化合物組合水懸液。以去離子水為空白對照。不設(shè)重復(fù)。各處理的調(diào)換及記載內(nèi)容與“1.3.1”相同。

1.3.3 α-蒎烯和水楊酸甲酯的濃度效應(yīng)試驗(yàn)。選取對青斑蝶引誘效果最好的α-蒎烯和水楊酸甲酯，按照10倍濃度差稀釋(1.000 0%、0.100 0%、0.010 0%、0.001 0%、0.000 1%)配制成水懸液。在距離網(wǎng)室西側(cè)邊壁0.45 m處開始，每隔1.00 m設(shè)置1個樣點(diǎn)，分別布置不同的模擬蜜源處理。取紅色假花55朵(花冠直徑為7 cm)并隨機(jī)分為11組，在其中任意3朵假花中央垂直插入1支容積0.6 mL的指形管，用移液槍分別向各組假花的指形管加入0.5 mL濃度分別為1.000 0%、0.100 0%、0.010 0%、0.001 0%、0.000 1%的α-蒎烯或水楊酸甲酯水懸液。以去離子水為空白對照。不設(shè)重復(fù)。記載內(nèi)容與“1.3.1”相同。

1.4 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 18.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行K-S檢驗(yàn)，如果數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，多個獨(dú)立樣本的比較采用單因素方差分析，當(dāng)方差齊性時采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一化合物對青斑蝶的引誘效果 在無花冠+氣味源條件下，青斑蝶對不同化合物都表現(xiàn)出一定的取食反應(yīng)，其中對水楊酸甲酯和桉葉油醇的訪花次數(shù)較多，分別占21.78%和16.83%；在氣味源+紅色花冠條件下，訪問水楊酸甲酯的青斑蝶較多，占19.91%。方差分析表明，無論是無花冠+氣味源還是紅色花冠+氣味源，青斑蝶對6種供試化合物的取食次數(shù)均無顯著差異，且與去離子水的差異也不顯著。對于同一化合物，青斑蝶對紅色花冠+氣味源的訪問次數(shù)是無花冠+氣味源的1.22～8.38倍(圖1)。

圖1 1.000 0%單一化合物對青斑蝶的引誘效果Fig.1 The feeding responses of Tirumala limnacce to different single compound at the dose of 1.000 0%

2.2 化合物組合對青斑蝶的引誘效果 在無花冠+氣味源組合條件下，青斑蝶對不同化合物組合表現(xiàn)出一定的取食反應(yīng)，其中對α-蒎烯+水楊酸甲酯+1-辛醛、α-蒎烯+1-辛醛組合的訪花次數(shù)較多，分別占19.92%和19.09%；在氣味源組合+紅色花冠條件下，青斑蝶對α-蒎烯+水楊酸甲酯+1-辛醛、α-蒎烯+1-辛醛組合的訪花次數(shù)較多，分別占19.95%和18.41%；有無紅色花冠，青斑蝶對化合物組合的選擇規(guī)律基本相同，均是稍偏向于α-蒎烯+水楊酸甲酯+1-辛醛和α-蒎烯+1-辛醛。方差分析表明，無論是單獨(dú)氣味源組合還是氣味源組合+紅色花冠，青斑蝶對不同化合物組合的取食次數(shù)均無顯著差異，且與去離子水的差異也不顯著。對于同一化合物，青斑蝶對顏色+氣味源的訪問次數(shù)是單獨(dú)氣味源的1.48～1.63倍(圖2)。

圖2 化合物組合對青斑蝶的引誘效果Fig.2 The feeding resxponses of Tirumala limnacce to different mixture compounds

2.3 α-蒎烯和水楊酸甲酯的濃度效應(yīng) 青斑蝶對不同濃度的-蒎烯和水楊酸甲酯均表現(xiàn)出一定的取食反應(yīng)，其中對1.000 0% α-蒎烯、0.100 0%α-蒎烯和1.000 0%水楊酸甲酯的訪花次數(shù)較多，分別占13.80%、10.94%和10.16%；青斑蝶對0.100 0%水楊酸甲酯的訪花次數(shù)與對去離子水的訪花次數(shù)百分比相同，均為9.64%。在該試驗(yàn)條件下，青斑蝶對1.000 0%α-蒎烯的訪花次數(shù)最多。除濃度0.001 0%外，其余相同濃度條件下α-蒎烯的引誘效果較水楊酸甲酯好(圖3)。方差分析表明，青斑蝶對不同濃度化合物的取食次數(shù)均無顯著差異，且與去離子水的差異也不顯著。

圖3 不同濃度α-蒎烯和水楊酸甲酯對青斑蝶的引誘效果Fig.3 The feeding responses of Tirumala limnacce to different dose of α-pinene and methyl salicylate

3 結(jié)論與討論

在化合物對青斑蝶的田間引誘試驗(yàn)中，無論是單一化合物、化合物組合還是α-蒎烯和水楊酸甲酯的濃度效應(yīng)試驗(yàn)，雖然這些供試化合物對青斑蝶均有一定的吸引作用，但都未表現(xiàn)出顯著高于去離子水的效力。前人對訪花蝴蝶的取食反應(yīng)研究均是通過室內(nèi)近距離喙伸張反應(yīng)來體現(xiàn)，如通過室內(nèi)近距離測定，發(fā)現(xiàn)蜜源植物日本女貞(Ligustrumjaponicum)中的2-苯乙醇[5]和油菜花(Brassicarapa)中的苯乙醛[6-7]能引起菜粉蝶強(qiáng)烈的喙伸張反應(yīng)；蒲公英(Taraxacumofficinale)和大薊(Cirsiumjaponicum)中的苯甲醛、苯乙酮和(E+Z)-橙花叔醇能引起大紅蛺蝶(Vanessaindica)較高的喙伸張反應(yīng)[8]。與室內(nèi)的近距離試驗(yàn)相比，該研究中青斑蝶行為測定試驗(yàn)是在田間開展的，受風(fēng)向、氣流和光照等環(huán)境因子的影響較大。

蝴蝶為白天活動，視覺對其取食行為的影響很難徹底排除。前期研究發(fā)現(xiàn)，青斑蝶在覓食過程中以嗅覺信號為主，視覺信號為輔，且偏愛紅色[15]，故該研究選取紅色花冠假花，但從試驗(yàn)結(jié)果來看，視覺信號對青斑蝶取食的影響較大。研究表明，視覺和嗅覺信號的結(jié)合可增加訪花者的訪花次數(shù)和覓食活動程度[5，16-18]。如新羽化的詩神袖蝶(Heliconiusmelpomene)對馬纓丹(Lantanacamara)的花香和葉片氣味的選擇發(fā)現(xiàn)，它們偏向花香；當(dāng)蝴蝶處于花香中時，黃色比花香激發(fā)的取食反應(yīng)更強(qiáng)烈[19]。

昆蟲的取食活動還與時間和空間有關(guān)。Goyret 等[20]通過在時間和空間上解耦嗅覺和視覺刺激發(fā)現(xiàn)，當(dāng)2種信號同時存在時，煙草天蛾(Manducasexta)的取食反應(yīng)最強(qiáng)。當(dāng)在空間上分隔2種刺激后，其反應(yīng)水平與單個刺激相類似。然而，與無氣味的視覺目標(biāo)相比較，通過時間解耦的方式在視覺引導(dǎo)之前或之后給予短暫的嗅覺刺激，可提高煙草天蛾的取食反應(yīng)。青斑蝶的取食行為在顏色和氣味上的解耦試驗(yàn)還有待改進(jìn)。

[1] ANDERSSON S.Floral scent and butterfly pollinators[M]//DUDAREVA N，PICHERSKY E.Biology of floral scent.Boca Raton，F(xiàn)lorida：CRC Press，2006：199-217.

[2] DOBSON H E M.Relationship between floral fragrance composition and type of pollinator[M]//DUDAREVA N，PICHERSKY E.Biology of floral scent.Boca Raton，F(xiàn)lorida：CRC Press，2006：147-198.

[3] ?MURA H.Foraging behavior of adult butterflies and its semiochemicals as olfactory signals[J].Comparative physiology and biochemistry，2006，23(3)：134-142.

[4] ANDERSSON S.Foraging responses in the butterfliesInachisio，Aglaisurticae(Nymphalidae)，andGonepteryxrhamni(Pieridae)to floral scents[J].Chemoecology，2003，13(1)：1-11.

[5] HONDA K，?MURA H，HAYASHI N.Identification of floral volatiles fromLigustrumjaponicumthat stimulate flower-visiting by cabbage butterfly，Pierisrapae[J].Journal of chemical ecology，1998，24(12)：2167-2180.

[6] ?MURA H，HONDA K，HAYASHI N.Chemical and chromatic bases for preferential visiting by the cabbage butterfly，Pierisrapae，to rape flowers[J].Journal of chemical ecology，1999，25(8)：1895-1906.

[7] ?MURA H，HONDA K，NAKAGAWA A，et al.The role of floral scent of the cherry tree，Prunusyedoensis，in the foraging behavior ofLuehdorfiajaponica(Lepidoptera：Papilionidae)[J].Applied entomology and zoology，1999，34(3)：309-313.

[8] ?MURA H，HONDA K.Priority of color over scent during flower visitation by adultVanessaindicabutterflies[J].Oecologial，2005，142(4)：588-596.

[9] HONDA K.The role of olfactory and color senses in the feeding behavior in the adult ofNymphalisxanthomelasjaponicaStichel(Lepidoptera：Nymphalidae)，with description of the preference on colors of flowers in the flower-visiting behavior[J].Transactions of the lepidopterological society of japan，1976，27(2)：52-58.

[10] ?MURA H，HONDA K.Behavioral and electroantennographic responsiveness of adult butterflies of six nymphalid species to food-derived volatiles[J].Chemoecology，2009，19(4)：227-234.

[11] AMBROSE D P，RAJ D S.Butterflies of Kalakad-Mundanthurai tiger reserve，Tamil Nadu[J].Zoos print journal，2005，20(12)：2100-2107.

[12] 陳曉鳴，周成理，史軍義，等.中國觀賞蝴蝶[M].北京：中國林業(yè)出版社，2008.

[13] 張雯雯，鄭華，張弘.蝴蝶蜜源與非蜜源植物揮發(fā)物成分的差異[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011，40(3)：302-306.

[14] KNUDSEN J T，ERIKSSON R，GERSHENZON J，et al.Diversity and distribution of floral scent[J].The botanical review，2006，72(1)：1-120.

[15] TANG Y C，ZHOU C L，CHEN X M，et al.Visual and olfactory responses of seven butterfly species during foraging[J].Journal of insect behavior，2013，26(3)：387-401.

[16] KUNZE J，GUMBERT A.The combined effect of color and odor on flower choice behavior of bumble bees in flower mimicry systems[J].Behavioral ecology，2001，12(4)：447-456.

[17] RAGUSO R A，WILLIS M A.Synergy between visual and olfactory cues in nectar feeding by na?ve hawkmoths，Manducasexta[J].Animal behaviour，2002，64(5)：685-695.

[18] RAGUSO R A，WILLIS M A.Synergy between visual and olfactory cues in nectar feeding by wild hawkmoths，Manducasexta[J].Animal behaviour，2005，69(2)：407-418.

[19] ANDERSSON S，DOBSON H E.Behavioral foraging responses by the butterflyHeliconiusmelpomenetoLantanacamarafloral scent[J].Journal of chemical ecology，2003，29(10)：2303-2318.

[20] GOYRET J，MARKWELL P M，RAGUSO R A.The effect of decoupling olfactory and visual stimuli on the foraging behavior ofManducasexta[J].The Journal of experimental biology，2007，210(8)：1398-1405.

Feeding Response ofTirumalalimniaceto Volatile Compounds

TANG Yu-chong

( Guang′an Vocational & Technical College, Guang′an, Sichuan 638000)

[Objective] The aim was to find out the key compounds that attractedTirumalalimniacetoflowers. [Method] The nectar-flowersLantanacamaraandAsclepiascurassavicavolatiles like α-pinene and methyl salicylate, and flower-part volatiles analogues like n-capryl aldehyde,eucalyptol, and terpineol, and the common volatiles of flower like benaldehyde were used to observe the feeding responses ofT.limniace.[Result] All the tested single compound, mixed compounds and different dose of α-pinene and methyl salicylate were attractive to adults. But the foraging preferences ofT.limniaceto different single compound, to mixed compounds and to different dose of α-pinene and methyl salicylate were not significantly higher than that of deionized water. Moreover, there were also no significant differences between different compounds. [Conclusion] Foraging adults can be attracted by a variety of chemical signals.

Tirumalalimniace; Volatiles; Feeding response

四川省教育廳一般項(xiàng)目(15ZB0398)；廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級課題(KT-2016-20)。

唐宇翀(1985- )，女，四川廣安人，講師，博士，從事園林植物病蟲害防治和資源昆蟲研究。

2016-11-09

S 186；Q 968.1

A

0517-6611(2016)36-0171-03