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雙條杉天牛不同蟲(chóng)期體壁碳?xì)浠衔镒兓?guī)律分析

2020-04-16 15:11張時(shí)雨張?zhí)K芳馬深成賈春燕申衛(wèi)星孔祥波
林業(yè)科學(xué)研究 2020年1期
關(guān)鍵詞:碳?xì)浠衔?/a>雌雄烷烴

張時(shí)雨,張?zhí)K芳,劉 福,馬深成,賈春燕,申衛(wèi)星,張 真,孔祥波*

(1. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所,國(guó)家林業(yè)和草原局森林保護(hù)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100091;2. 山東省泰安市泰山風(fēng)景名勝區(qū)管理委員會(huì),山東 泰安 271000)

雙條杉天牛(Semanotus bifasciatus Motschulsky)是東亞特有的鞘翅目害蟲(chóng),廣泛分布于中國(guó)東北、華北、西北和華東等地區(qū)以及朝鮮、韓國(guó)和日本等國(guó)家。主要危害側(cè)柏(Platycladus orientalis (L.)Franco)、檜柏(Sabina chinensis (L.) Ant. )和羅漢 松 ( Podocarpus macrophyllus ( Thunb.) D.Don)等樹(shù)種,尤其對(duì)我國(guó)北方地區(qū)的側(cè)柏林構(gòu)成重大威脅[1]。雙條杉天牛成蟲(chóng)傾向于在衰弱樹(shù)或新伐倒木樹(shù)皮翹裂縫深處產(chǎn)卵,幼蟲(chóng)可在韌皮部和木質(zhì)部蛀成不規(guī)則坑道,切斷和破壞寄主的輸導(dǎo)組織,影響?zhàn)B分的運(yùn)輸最終導(dǎo)致寄主死亡[2]。由于幼蟲(chóng)在樹(shù)皮下隱蔽危害,化學(xué)藥劑防控困難,目前主要的防治手段是餌木誘殺,雖有效果但耗時(shí)耗力、不可持續(xù)。

昆蟲(chóng)表皮碳?xì)浠衔锸抢ハx(chóng)表皮蠟質(zhì)層中的主要成分,大多為碳數(shù)在20~50、直鏈或支鏈、飽和或不飽和的烴類(lèi)化合物[3]。表皮碳?xì)浠衔镌诶ハx(chóng)生存中扮演著重要的角色,能夠起到防止水分散失,避免機(jī)械擦傷,隔離微生物和化學(xué)物質(zhì)的屏障作用[4-5],同時(shí)也能作為昆蟲(chóng)化學(xué)分類(lèi)特征[6-7]。此外,其也能介導(dǎo)物種和性別識(shí)別,是雌雄交配信號(hào)傳遞的基礎(chǔ)[8-10],在昆蟲(chóng)生殖行為中扮演重要的角色。昆蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锏慕M成受到多種因素的影響,包括性別、齡期、性成熟度以及社會(huì)性昆蟲(chóng)的多態(tài)性[11]。Sano等[12]發(fā)現(xiàn)鋪道蟻(Tetramorium caespitum L.)體壁碳?xì)浠衔镏蠧15~C31之間的單甲基支鏈烷烴含量為45%~56%、正烷烴含量為16%~40%、烷烯烴含量為10%~20%,相對(duì)豐度具有特異性的甲基支鏈烷烴和烷烯烴在識(shí)別同種種群和防止非同巢穴蟻群侵入方面具有信號(hào)識(shí)別作用。Balbuena等[13]發(fā)現(xiàn)無(wú)刺蜂(Tetragonisca angustula Latreille)負(fù)責(zé)守衛(wèi)的工蜂體壁碳?xì)浠衔镏械募谆ф溚闊N的相對(duì)豐度比巢內(nèi)工蜂及負(fù)責(zé)覓食的工蜂高很多,行為試驗(yàn)說(shuō)明體壁碳?xì)浠衔镌诜N姓識(shí)別方面具有重要作用。我們?cè)谑覂?nèi)進(jìn)行雙條杉天牛交配行為試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)只有在雄蟲(chóng)觸角接觸到雌蟲(chóng)鞘翅體壁后,才能立即發(fā)生交尾行為,這說(shuō)明體壁碳?xì)浠衔锟勺鳛榻佑|性識(shí)別信息素在雌雄成蟲(chóng)交配過(guò)程中發(fā)揮重要作用。本研究對(duì)雙條杉天牛老熟幼蟲(chóng)、剛羽化的成蟲(chóng)和揚(yáng)飛期成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镞M(jìn)行分析,探討體壁碳?xì)浠衔锍煞衷诓煌猿墒於鹊南x(chóng)期中的變化規(guī)律,為進(jìn)一步研究其在生殖行為中的功能奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 雙條杉天牛的采集

2017年3月上旬在山東省泰安市泰山靈巖寺林區(qū)(36°21′46.95″N,116°58′32.29″E)側(cè)柏餌木堆中采集雙條杉天牛成蟲(chóng),此時(shí)達(dá)到性成熟的成蟲(chóng)被餌木誘集并交配繁殖。雌蟲(chóng)和雄蟲(chóng)分別單獨(dú)裝入4 mL離心管中,帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行體壁碳?xì)浠衔锾崛 M瑫r(shí)將雙條杉天牛已經(jīng)在其中產(chǎn)卵的餌木截成50 cm左右的木段運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,置于養(yǎng)蟲(chóng)籠內(nèi)于10月中旬劈開(kāi)餌木收集老熟幼蟲(chóng),12月上旬劈開(kāi)餌木收集羽化不久的成蟲(chóng)進(jìn)行體壁碳?xì)浠衔锏奶崛 ?/p>

1.2 化學(xué)試劑

十一甲基二十五烷烴(11Me-C25,CAS:5689-71-1)、十一甲基二十六烷烴(11Me-C26,CAS:68547-06-8)和十一甲基二十七烷烴(11Me-C27,CAS:15689-68-6)(純度≥ 98%)標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)自Chemtech MD 公司(8035 Paphos,Cyprus)。C8~C40混合碳標(biāo)及單一碳標(biāo)C22和C29(純度≥99%)均購(gòu)自美國(guó)AccuStandard公司(New Haven,Connecticut,USA)。

1.3 表皮碳?xì)浠衔锏奶崛?/h3>

1.3.1 固相微萃取法(SPME) 使用Supelco70-μm Carbowax/divinylbenzene(CAR/DVB)纖維頭(573360U,Yellow-Green,Supelco Inc.,Bellefonte,PA)提取3月份林間揚(yáng)飛期采集的雌成蟲(chóng)(n=5)、雄成蟲(chóng)(n=5),餌木木質(zhì)部剛羽化的雌成蟲(chóng)(n=4)、雄成蟲(chóng)(n=4頭)及餌木木質(zhì)部中的老熟幼蟲(chóng)(n=4)體壁碳?xì)浠衔锍煞?。用鑷子夾住試蟲(chóng),用纖維頭單向輕緩地摩擦試蟲(chóng)鞘翅表面30次,每?jī)纱文Σ林g均旋轉(zhuǎn)纖維頭。取樣結(jié)束后立即將纖維頭進(jìn)GC-MS進(jìn)行體壁碳?xì)浠衔锍煞址治觥?/p>

1.3.2 溶劑浸提法 使用移液槍取1 mL分析純正己烷淋洗雙條杉天牛揚(yáng)飛期雌成蟲(chóng)(n=5)和雄成蟲(chóng)(n=5)及木質(zhì)部中剛羽化的雌成蟲(chóng)(n=6)和雄成蟲(chóng)(n=5)體壁,每頭成蟲(chóng)淋洗6次(共計(jì)6 mL淋洗液),提取成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔铩S? mL色譜純正己烷浸泡雙條杉天牛幼蟲(chóng)(n=8)3 min,提取幼蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锍煞?。成蟲(chóng)體壁淋洗液及幼蟲(chóng)浸提液在微弱的氮?dú)饬飨聺饪s至2 mL,放入-20℃冰箱中保存以備GC-MS分析。

1.4 GC-MS分析

固相微萃取法和溶劑提取法提取的樣品以及標(biāo)準(zhǔn)品均在Finnigan Trace DSQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀上分析。氣相色譜分析條件:進(jìn)樣口和傳輸線(xiàn)溫度均為220 ℃,氦氣為載氣(流速1.0 mL·min-1),HP-5MS 毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm i.d. × 0.25 μm膜厚,J&W Scientific,F(xiàn)olsom,CA,USA)。色譜升溫程序:60 ℃保持1 min,10 ℃·min-1升溫至300 ℃,保持10 min。質(zhì)譜分析條件為:在燈絲電流70 eV的電子轟擊源(EI)模式下,離子源溫度為220℃。全掃描質(zhì)量范圍是41~560 amu,以獲取總離子流色譜圖(TIC)進(jìn)行定性定量分析。固相微萃取CAR/DVB纖維頭插入進(jìn)樣口,在無(wú)分流模式下熱解析1 min,然后開(kāi)始運(yùn)行色譜程序。

體壁碳?xì)浠衔锏亩ㄐ澡b定是通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)品比較色譜保留時(shí)間、特征碎片離子及豐度比以及使用Kováts保留指數(shù)和NIST11譜庫(kù)進(jìn)行輔助鑒定。體壁碳?xì)浠衔锔魃V峰定量方法是與加入的已知含量的C22峰面積進(jìn)行比較,確定各成分的絕對(duì)含量。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

C8~C40混合碳標(biāo)進(jìn)行GC-MS分析,記錄各烷烴的保留時(shí)間,根據(jù)下面公式對(duì)分析樣品的Kováts保留指數(shù)值進(jìn)行計(jì)算[14]。

“N”和“n”表示分析樣品色譜峰前后正烷烴色譜峰具有的碳原子數(shù)量,“tR(N)”和“tR(n)”表示分析樣品前后正烷烴標(biāo)準(zhǔn)品色譜峰的保留時(shí)間,“tR(unknown)”表示待鑒定樣品色譜峰保留時(shí)間。

SPME分析獲得的百分含量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)arcsin√p轉(zhuǎn)化后進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA),采用LSD法對(duì)處理間平均數(shù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(α=0.05和α=0.01,SPSS Statistics17.0)。絕對(duì)含量數(shù)據(jù)進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)(Nonparametric tests),對(duì)同一成分在不同蟲(chóng)期含量數(shù)據(jù)采用Kruskal-Walls檢驗(yàn)分析,組間差異顯著的成分再進(jìn)一步進(jìn)行兩兩比較(α=0.05 和 α=0.01,SPSS Statistics17.0)。

2 結(jié)果與分析

2.1 SPME提取的雙條杉天牛3個(gè)蟲(chóng)期體壁碳?xì)浠衔锓治?/h3>

固相微萃取法提取雙條杉天牛3個(gè)蟲(chóng)期體壁碳?xì)浠衔锓治鼋Y(jié)果表明,體壁碳?xì)浠衔锍煞种饕烧闊N、烷烯烴和甲基支鏈烷烴構(gòu)成(圖1,表1)。幼蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏衝-C27、n-C25和角鯊烯(squalene)含量較高,三者占總碳?xì)浠衔锖康?1.75%;其次為3Me-C25和n-C29,含量占25.90%。在個(gè)別幼蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏袡z測(cè)出n-C15和n-C16成分,在全部幼蟲(chóng)體壁中未檢測(cè)出11Me-C25、11Me-C26、11Me-C27和 3Me-C27成分。剛羽化的成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏衝-C25和n-C27含量較高,未檢測(cè)到3Me-C27、n-C31和角鯊烯成分,雄成蟲(chóng)比雌成蟲(chóng)多n-C15、n-C16和n-C19,其他成分雌雄一致且3Me-C25、11Me-C27和n-C28在雌雄體壁碳?xì)浠衔镏胁町愶@著。揚(yáng)飛期雌雄成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锍煞忠恢拢琻-C25含量最高,其次是 n-C26和 3Me-C25。另外,11Me-C25、3Me-C25、11Me-C26、11,15diMe-C27和n-C285種成分在雌雄成蟲(chóng)體壁中的相對(duì)百分含量差異顯著。27

圖 1 固相微萃取提取雙條杉天牛老熟幼蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锏目傠x子流色譜圖Fig. 1 Total ion chromatogram of the cuticular hydrocarbonssampled by SPME from mature larvae of Semanotus bifasciatus

碳?xì)浠衔锍煞謓-C23、n-C24和3Me-C27僅在揚(yáng)飛期雌雄成蟲(chóng)體壁中檢測(cè)到,且在雌雄兩性成蟲(chóng)中相對(duì)含量差異不顯著。n-C25在3個(gè)蟲(chóng)期體壁中相對(duì)百分含量均最高,相互間差異不顯著。n-C26在揚(yáng)飛期雌雄成蟲(chóng)體壁中的含量極顯著高于幼蟲(chóng)和剛羽化的雌雄兩性成蟲(chóng)(F=33.77,P=0.001)。n-C在3個(gè)蟲(chóng)期體壁碳?xì)浠衔镏邢鄬?duì)百分含量呈下降趨勢(shì),且揚(yáng)飛期雌雄成蟲(chóng)相對(duì)百分含量極顯著低于幼蟲(chóng)和剛羽化的雌雄成蟲(chóng)(F=9.66,P=0.001)。n-C28在3個(gè)蟲(chóng)期中相對(duì)百分含量均較低,剛羽化的雌成蟲(chóng)體壁中的含量顯著高于其他蟲(chóng)期(F=12.78,P=0.02)。n-C29在幼蟲(chóng)體壁中的含量極顯著高于剛羽化的雌雄成蟲(chóng)體壁中的含量(F=42.49,P=0.01),但是在揚(yáng)飛期雌雄成蟲(chóng)中未檢測(cè)到該成分。n-C31僅在幼蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏袡z測(cè)到。

表 1 雙條杉天牛不同蟲(chóng)期固相微萃取法提取的體壁碳?xì)浠衔锏腉C-MS分析結(jié)果Table 1 Cuticular hydrocarbons analyzed by SPME-GC-MS from different developmental stages of Semanotus bifasciatus

體壁碳?xì)浠衔镏?1Me-C25的含量隨蟲(chóng)體的發(fā)育呈現(xiàn)增長(zhǎng),在揚(yáng)飛期雌雄兩性中占比極顯著高于剛羽化的雌雄兩性(F=57.32,P=0.001),且在揚(yáng)飛期雄性成蟲(chóng)體壁中的占比極顯著高于雌性(F=12.86,P=0.016)。11Me-C26在揚(yáng)飛期雄成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏械恼急雀哌_(dá)11.95%,而在其他蟲(chóng)期中該成分的占比僅在1.5%~3.0%之間,極顯著高于其他蟲(chóng)期體壁碳?xì)浠衔镏械恼急龋‵=56.65,P=0.001)。11Me-C27在揚(yáng)飛期雌雄兩性成蟲(chóng)及剛羽化的雌蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏兴急壤嘟也町惒伙@著,但是顯著高于剛羽化的雄成蟲(chóng)(F=6.69,P=0.009)。3Me-C25在雌成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏姓急蕊@著高于雄成蟲(chóng)(F=5.90,P=0.045)。3Me-C27在揚(yáng)飛期雌雄兩性成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏姓急炔町惒伙@著。11,15diMe-C27在幼蟲(chóng)與揚(yáng)飛期雄成蟲(chóng)之間占比差異不顯著(P>0.05),在剛羽化的雌雄成蟲(chóng)及揚(yáng)飛期的雌成蟲(chóng)之間差異也不顯著。該成分在揚(yáng)飛期雌雄成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锵鄬?duì)含量間差異顯著(F=12.78,P=0.023)。

2.2 溶劑浸提法提取的3個(gè)蟲(chóng)期體壁碳?xì)浠衔锓治?/h3>

幼蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏衝-C31(1.44 ng)是成蟲(chóng)所不具有的,這與SPME分析結(jié)果一致;但是沒(méi)有檢測(cè)到角鯊烯,這與SPME分析結(jié)果相反。在幼蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏形礄z測(cè)到C15~C24的正烷烴及11Me-C26、11Me-C27和3Me-C27的甲基支鏈烷烴。剛羽化的雌雄成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锍煞只疽恢拢掖菩坶g含量差異不顯著;n-C15和n-C16僅在剛羽化的雄成蟲(chóng)體壁中存在,而n-C18在剛羽化的雌雄成蟲(chóng)體壁中均檢測(cè)到。在揚(yáng)飛期性成熟的雌雄成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锍煞忠恢?,但?1Me-C26(χ2=4.50,P=0.034)、11Me-C27(χ2=6.00,P=0.034)、11,15diMe-C27(χ2=5.06,P=0.023)和3Me-C27(χ2=4.50,P=0.034)在雌性成蟲(chóng)體壁中的含量均顯著高于雄性成蟲(chóng)體壁中的含量;n-C23、11Me-C26和3Me-C27在幼蟲(chóng)和剛羽化的雌雄成蟲(chóng)體壁中未檢測(cè)到,在揚(yáng)飛期雌雄成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏泻拷橛?~13 ng之間。其他成分含量雌雄個(gè)體間雖然沒(méi)有統(tǒng)計(jì)差異(例如,3Me-C25,χ2=3.76,P=0.053),但是雌性個(gè)體體壁碳?xì)浠衔锖烤哂谛坌詡€(gè)體(n-C23和n-C24除外)(表2)。

表 2 雙條杉天牛不同蟲(chóng)期溶劑浸提法提取的體壁碳?xì)浠衔颎C-MS分析結(jié)果Table 2 Cuticular hydrocarbons analyzed by hexane extract-GC-MS from different developmental stages of Semanotus bifasciatus

n-C24在雌雄成蟲(chóng)間差異不顯著(χ2=6.60,P=0.086),但是剛羽化的雌雄成蟲(chóng)體壁中的含量均低于揚(yáng)飛期雌雄成蟲(chóng)體壁中的含量。n-C25在幼蟲(chóng)體壁中含量顯著低于剛羽化的雌蟲(chóng)(χ2=8.817,P=0.003)、揚(yáng)飛期雌蟲(chóng)(χ2=6.00,P=0.014)和揚(yáng)飛期雄蟲(chóng)(χ2=4.50,P=0.034)體壁中的含量;相反n-C27在幼蟲(chóng)體壁中含量顯著高于剛羽化的雌蟲(chóng)(χ2=9.60,P=0.002)、雄蟲(chóng)(χ2=7.39,P=0.007);以及揚(yáng)飛期的雌蟲(chóng)(χ2=8.595,P=0.003)和雄蟲(chóng)(χ2=6.00,P=0.014)體壁中的含量。n-C26在幼蟲(chóng)和剛羽化的雌雄成蟲(chóng)體壁中含量差異不顯著,均在2~3 ng之間,而在揚(yáng)飛期雌雄兩性成蟲(chóng)體壁中該成分的含量顯著增高(χ2=6.00,P=0.014),達(dá)到30~60 ng。n-C28在3個(gè)蟲(chóng)期的體壁碳?xì)浠衔镏芯粰z測(cè)到,含量在1.5~6.5 ng之間,且各蟲(chóng)期間差異不顯著。n-C29在揚(yáng)飛期成蟲(chóng)體壁中未被發(fā)現(xiàn),在幼蟲(chóng)體壁中的含量顯著高于剛羽化的雌雄兩性成蟲(chóng)(χ2=2.40,P=0.012)。

11Me-C25在揚(yáng)飛期雌雄兩性成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏械暮匡@著高于剛羽化的雌雄成蟲(chóng)及幼蟲(chóng)。3Me-C25在3個(gè)蟲(chóng)期體壁碳?xì)浠衔镏泻坎町愶@著(幼蟲(chóng)期:剛羽化成蟲(chóng)期,χ2=9.60,P=0.002;剛羽化成蟲(chóng):揚(yáng)飛期成蟲(chóng),χ2=7.50,P=0.006),且含量隨著天牛的發(fā)育明顯增多,由幼蟲(chóng)期的5.79 ng增長(zhǎng)到揚(yáng)飛期雌性成蟲(chóng)中的67.27 ng。11Me-C27在揚(yáng)飛期雌性成蟲(chóng)體壁中的含量顯著高于剛羽化的雌雄兩性成蟲(chóng)和揚(yáng)飛期雄性成蟲(chóng)體壁中的含量(χ2=6.00,P=0.014),且隨著雌雄成蟲(chóng)的發(fā)育呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。11,15diMe-C27在幼蟲(chóng)、未成熟兩性成蟲(chóng)和成熟雄性體壁中的含量差異不顯著,但在揚(yáng)飛期雌性成蟲(chóng)體壁中的含量顯著增高(χ2=7.53,P=0.006)。3Me-C27在揚(yáng)飛期雌成蟲(chóng)體壁中的含量顯著高于雄成蟲(chóng)體壁中的含量(χ2=4.50,P=0.034)。

3 討論

昆蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锛染哂斜Wo(hù)昆蟲(chóng)的物理功能,又具有種內(nèi)化學(xué)信息交流和種間物種識(shí)別等生物學(xué)功能,其種類(lèi)組成及含量可隨著發(fā)育階段的變化而變化。例如,點(diǎn)蜂緣蝽(Riptortus pedestris Fabricius)不同發(fā)育階段體壁碳?xì)浠衔镏饕煞钟?7%~63%的正烷烴構(gòu)成,其次是單甲基支鏈烷烴和二甲基支鏈烷烴。若蟲(chóng)期主要碳?xì)浠衔锍煞质莕-C29;剛羽化的成蟲(chóng)主要成分是n-C27,也含有很多甲基支鏈烷烴;成蟲(chóng)期主要成分是n-C31、n-C27、13,17diMe-C33和 15,19diMe-C33[15]。天??评ハx(chóng)雌雄生殖交流的化學(xué)信號(hào)多為體壁碳?xì)浠衔镏械募谆ф溚闊N或者烯烴以及少數(shù)正烷烴。例如,厚墊黃帶蜂天牛(Megacyllene caryae Gahan)的接觸性信息素成分是Z9-C29[16],而南美硬木鋸天牛(Mallodon dasystomus Say)的接觸性信息素成分是2Me-C26和2Me-C28[17],這2種天牛雌雄體壁碳?xì)浠衔锍煞旨昂烤泻艽蟛町?。作為介?dǎo)雌雄識(shí)別的化學(xué)信號(hào)通常是由多種碳?xì)浠衔锝M成,有的起主導(dǎo)作用,有的起增效作用。例如,黑腹尼虎天牛(Neoclytus acuminatus acuminatus Fabricius)雌成蟲(chóng)具有6種甲基支鏈的烷烴是雄成蟲(chóng)所不具有的,其中7Me-C27、7Me-C25和9Me-C27占其體壁碳?xì)浠衔锟偭康?0%左右,7Me-C27單獨(dú)使用就能激起雄成蟲(chóng)的交尾行為,而與7Me-C25和9Me-C27共同使用具有與雌成蟲(chóng)相同的生物活性[18]。

本研究明確了雙條杉天牛老熟幼蟲(chóng)、剛羽化的成蟲(chóng)及揚(yáng)飛期成蟲(chóng)3個(gè)發(fā)育階段蟲(chóng)體體壁碳?xì)浠衔锏慕M成及變化規(guī)律。不同蟲(chóng)期雙條杉天牛體壁碳?xì)浠衔锍煞种饕–15~C31之間的正烷烴、5種單甲基支鏈烷烴和1種二甲基支鏈烷烴。揚(yáng)飛期成蟲(chóng)雌雄體壁成分沒(méi)有質(zhì)的差異,但是4種甲基支鏈烷烴在雌蟲(chóng)體壁中含量顯著高于雄蟲(chóng)。剛羽化的雌雄成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锍煞譀](méi)有質(zhì)和量的差異。n-C23、n-C24、n-C25、11Me-C25、3Me-C25、n-C26、11Me-C26和3Me-C27在雙條杉天牛體壁中的含量隨著蟲(chóng)齡的增加而顯著增高,而n-C15、n-C16、n-C29和n-C31正烷烴含量減少直至消失,體壁碳?xì)浠衔锓N類(lèi)及含量隨著發(fā)育時(shí)間的變化而變化可能與不同蟲(chóng)態(tài)代謝差異有關(guān)[19],同時(shí)這幾種物質(zhì)的變化也可能與雙條杉天牛發(fā)育成熟后物種信息識(shí)別和種群繁衍等生物功能相關(guān)。雙條杉天牛幼蟲(chóng)和揚(yáng)飛期成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锉容^分析發(fā)現(xiàn),幼蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏胁缓?1Me-C26、11Me-C27和3Me-C27;幼蟲(chóng)不具有交配行為,這3種成分的缺失可能意味著其在成蟲(chóng)生殖行為中扮演著重要的生物學(xué)功能。11Me-C26、11Me-C27和3Me-C27這3種成分的絕對(duì)含量在揚(yáng)飛期雌雄兩性成蟲(chóng)中差異顯著,可能暗示著雄成蟲(chóng)是根據(jù)這3種成分量的差異來(lái)鑒別異性從而順利完成交配行為。另外,11Me-C25、3Me-C25和11,15diMe-C27在雌雄兩性成蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏械恼急炔町愶@著,也不排除其參與雌雄兩性配偶識(shí)別。一種或多種組分在一定比例下可能作為雙條杉天牛的接觸性識(shí)別信息素或增效劑介導(dǎo)性識(shí)別,在將來(lái)的研究中需要對(duì)雙條杉天牛的接觸性信息素的存在與否進(jìn)行驗(yàn)證,并對(duì)接觸性信息素的具體比例開(kāi)展進(jìn)一步研究。

昆蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔锛瓤梢宰鳛榉N間物種鑒別的重要特征,又可以探討不同地理種群之間的差異,甚至在親代養(yǎng)育中也發(fā)揮重要作用。隨著昆蟲(chóng)發(fā)育階段的不同,體壁碳?xì)浠衔锾幵趧?dòng)態(tài)變化的過(guò)程中。部分成分隨著蟲(chóng)體發(fā)育含量顯著上升,但是占比不變或者下降,部分成分在同時(shí)期雌雄兩性間含量和占比差異顯著;特別是幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)相比體壁碳?xì)浠衔锍煞旨昂看嬖诤艽蟛町?。成蟲(chóng)期體壁碳?xì)浠衔锓€(wěn)定,作為種類(lèi)鑒別特征更具有代表性,而幼蟲(chóng)期體壁碳?xì)浠衔锊贿m合作為種類(lèi)鑒定的特有特征。在物種鑒別方面,盡管黑山大小蠹(Dendroctonus ponderosae Hopkings)和光背大小蠹(D. jeffreyi Hopkins)體壁碳?xì)浠衔锘疽恢?,但?,7-二甲基烷烴能夠很好的區(qū)分這兩個(gè)近緣種。瘤額大小蠹(D. frontalis Zim.),其特征體壁碳?xì)浠衔锸?,X-二甲基二十九烷烴,而西松大小蠹(D. brevicomis LeConte)的特征體壁碳?xì)浠衔锸荂31~C35的正烷烴。寄主和地理差異沒(méi)有從本質(zhì)上改變瘤額大小蠹體壁碳?xì)浠衔锏牟町悾掖菩巯x(chóng)體壁碳?xì)浠衔镆矝](méi)有質(zhì)和量的差異[6]。臺(tái)灣乳白蟻(Coptotermes formosanus Shiraki)4個(gè)地理種群工蟻和兵蟻體壁碳?xì)浠衔餂](méi)有質(zhì)的差異,但是工蟻7種碳?xì)浠衔锖坎町?、兵?種碳?xì)浠衔锖坎町惸軌騾^(qū)分不同地理種群,而種群內(nèi)部不同個(gè)體間這幾種成分含量差異很小[20]。雙條杉天牛體壁碳?xì)浠衔锸欠翊嬖诓煌乩矸N群間的差異,以及與其他天牛種類(lèi)之間特征體壁碳?xì)浠衔锏漠愅?,我們將在今后的工作中開(kāi)展進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)3個(gè)蟲(chóng)期的雙條杉天牛體壁碳?xì)浠衔镞M(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)不同蟲(chóng)期的雙條杉天牛的體壁碳?xì)浠衔锎嬖陲@著差異。幼蟲(chóng)體壁碳?xì)浠衔镏饕訡15~C31正烷烴為主,甲基支鏈烷烴種類(lèi)和含量較少。隨著蟲(chóng)齡的增長(zhǎng)和成蟲(chóng)羽化后時(shí)間的推移,體壁碳?xì)浠衔镏屑谆ф溚闊N的含量顯著增加,而正烷烴在體壁碳?xì)浠衔镏械恼急瘸氏陆第厔?shì)。這對(duì)雙條杉天牛種間、種內(nèi)化學(xué)信號(hào)識(shí)別機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)。

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