李 玲, 李 娜, 龐保平

(1. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原昆蟲研究中心, 呼和浩特 010020; 2. 鄂爾多斯市農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心, 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017200)

沙蔥螢葉甲Galerucadaurica屬于鞘翅目(Coleoptera)葉甲科(Chrysomelidae)螢葉甲亞科(Galerucinae)，是一種近年來(lái)在內(nèi)蒙古草原上猖獗成災(zāi)的新害蟲，為寡食性害蟲，主要危害沙蔥Alliummongolium、野韭A.ramosum、多根蔥A.polyrhizum等百合科(Liliaceae)蔥屬Allium植物，其中沙蔥是其最適寄主(昊翔等, 2014)。該蟲一年發(fā)生1代，幼蟲和成蟲均能危害蔥屬植物莖葉，其中以春季幼蟲為害最重，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧民的生產(chǎn)生活，并對(duì)草原生態(tài)環(huán)境和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。老熟幼蟲和成蟲分別有聚集于石塊、牛糞及雜草叢下化蛹和滯育越夏的習(xí)性(昊翔等, 2015)。一般認(rèn)為，嗅覺(jué)在昆蟲的取食和聚集等生命活動(dòng)中起著至關(guān)重要的作用(Fieldetal., 2000; Asahinaetal., 2008)。目前對(duì)嗅覺(jué)系統(tǒng)在沙蔥螢葉甲寄主植物選擇及聚集過(guò)程中的作用知之甚少。因此，急需開展沙蔥螢葉甲嗅覺(jué)感受及其機(jī)理的研究，而了解觸角感器的結(jié)構(gòu)及觸角電位反應(yīng)是研究嗅覺(jué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

昆蟲觸角上不同類型的感受器是昆蟲識(shí)別揮發(fā)性化學(xué)信號(hào)的基本結(jié)構(gòu)。昆蟲的感受器是由體壁表皮特化形成的，是感受外界信息的最基本的結(jié)構(gòu)單元，感受器的形態(tài)學(xué)和結(jié)構(gòu)的觀察是感器功能研究的基礎(chǔ)。觸角感器根據(jù)其表皮突的外觀可分為：毛形感器(sensilla trichodea)、錐形感器(sensilla basiconica)、刺形感器(sensilla chaetica)、腔錐形感器(sensilla coeloconica)等(Schneider, 1964)。感受器淋巴液中分布著一個(gè)或多個(gè)嗅覺(jué)受體神經(jīng)元(olfactory receptor neuron, ORN)。ORN具有兩極，其中一極為神經(jīng)元樹突，伸向觸角感受器的頂端，其膜上分布著能特異性識(shí)別氣味分子的嗅覺(jué)受體(olfactory receptor, OR)，且OR將接受到的化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電生理信號(hào)；另一極為伸向聯(lián)系神經(jīng)元的軸突，軸突將電生理信號(hào)傳遞至觸角神經(jīng)葉放大處理，最終傳遞至大腦(Jacquin-Joly and Merlin, 2004)。大腦將電生理信號(hào)加工整合后發(fā)出指令，進(jìn)而通過(guò)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元調(diào)控昆蟲的行為反應(yīng)(Kriegeretal., 1993)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鞘翅目許多昆蟲的觸角感器及電生理反應(yīng)進(jìn)行了研究，如：斑鞘豆葉甲Colposcelissignata的觸角感器類型有8種，包括毛形感器Ⅰ型和Ⅱ型、刺形感器、錐形感器、指形感器、腔錐形感器、栓錐形感器Ⅰ型和Ⅱ型、鐘形感器和B?hm氏鬃毛(徐偉等, 2020)。馬鈴薯甲蟲Leptinotarsadecemlineata成蟲觸角著生感器主要為毛形感器、錐形感器、腔形感器和B?hm氏鬃毛(劉麗玲等, 2021)。張萌萌等(2020)通過(guò)電生理及行為生測(cè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)反-3-己烯醇和順-3-己烯醇對(duì)東方絹金龜Maladeraorientalis雌成蟲具有顯著的吸引作用。銅綠麗金龜Anomalacorpulenta對(duì)水楊酸甲酯有顯著的電生理反應(yīng)(鞠倩等, 2016)。

本研究通過(guò)掃描電子顯微鏡初步觀察了沙蔥螢葉甲成蟲觸角上感受器的類型和分布特點(diǎn)，應(yīng)用氣譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)鑒定了其最適寄主植物——沙蔥的揮發(fā)物組分，并利用觸角電位技術(shù)(electroantennography, EAG)測(cè)定了沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)寄主植物主要揮發(fā)性氣味物質(zhì)的電生理反應(yīng)，以期為進(jìn)一步揭示沙蔥螢葉甲的化學(xué)感受機(jī)理，并為研發(fā)以行為調(diào)控為基礎(chǔ)的沙蔥螢葉甲綠色防控技術(shù)提供必要的基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1供試?yán)ハx：沙蔥螢葉甲3齡幼蟲于2017年采自內(nèi)蒙古錫林郭勒盟鑲黃旗，在人工氣候箱中以沙蔥飼喂至成蟲，羽化后立即將雌雄成蟲分開飼養(yǎng)，選擇3日齡成蟲進(jìn)行試驗(yàn)。飼養(yǎng)條件：溫度26±1℃，光周期16L∶8D，相對(duì)濕度60%～80%。

1.1.2供試植物：寄主植物沙蔥于2017年采自內(nèi)蒙古錫林浩特市，移栽到花盆中在室內(nèi)培養(yǎng)。

1.2 觸角感器類型的觀察及鑒定

在解剖鏡下用手術(shù)刀分別切下雌、雄成蟲的觸角各3根，將其浸入70%的酒精中，用超聲波清洗儀清洗2次，每次10 min。然后在70%, 80%, 90%及100%的不同濃度梯度酒精中進(jìn)行逐級(jí)脫水，自然干燥24 h。將干燥的觸角用導(dǎo)電膠粘到樣品臺(tái)上，噴金后使用日立S-530型掃描電子顯微鏡觀察并拍照。根據(jù)Schneider (1964)的觸角感器分類方法，確定沙蔥螢葉甲雌雄成蟲觸角上分布的感器類型。

1.3 沙蔥揮發(fā)物成分的鑒定

采用頂空動(dòng)態(tài)吸附收集法采集沙蔥揮發(fā)物。調(diào)節(jié)氣流計(jì)流速0.5 L/min，采集時(shí)間6 h，重復(fù)收集2次，每次設(shè)置一個(gè)空白對(duì)照。玻璃管吸附柱(內(nèi)徑3.5 mm)內(nèi)填充的吸附劑為Super Q(美國(guó)Alltech公司)，采集完畢后取下吸附管，用重蒸二氯甲烷(>99.99%)將吸附管中的樣品淋洗于樣品瓶中，將瓶口密封后在-20℃冰箱中保存，待檢測(cè)。

利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀GC(7890B)-MS(5977A)(Agilent，美國(guó))對(duì)收集到的沙蔥揮發(fā)物樣品進(jìn)行定性和相對(duì)定量分析。樣品進(jìn)樣量3 μL，進(jìn)樣口溫度250℃，無(wú)分流進(jìn)樣。色譜柱為HP-5MS，設(shè)置升溫程序：40℃ 2 min，以6℃/min的速率上升至250℃，保持2 min。柱氣流量為1.0 mL/min，氣譜/質(zhì)譜接口溫度為280℃。通過(guò)檢索庫(kù)Mass Hunter確定揮發(fā)物組分。

1.4 觸角電位反應(yīng)

使用重蒸二氯甲烷將二烯丙基硫醚、1,3-二噻烷、二甲基三硫醚、二烯丙基二硫、二烯丙基三硫醚、二甲基二硫醚、順-2-己烯-1-醇、月桂烯、2-己烯醛、苯甲酸甲酯、己醛、環(huán)庚三烯和對(duì)二甲苯13種氣味標(biāo)準(zhǔn)品(均購(gòu)自Sigma-Aldrich公司)分別配制成1 mol/L，測(cè)定沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)不同氣味化合物的觸角電位反應(yīng)，以二氯甲烷為溶劑對(duì)照。另外，將二烯丙基硫醚、順-2-己烯-1-醇、2-己烯醛、苯甲酸甲酯、己醛和二烯丙基二硫6種氣味化合物分別配制成1， 0.1， 0.01, 0.001, 0.0001和0.00001 mol/L 6個(gè)濃度梯度，測(cè)定沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)不同濃度化合物的觸角電位反應(yīng)。

用手術(shù)刀將羽化3 d的沙蔥螢葉甲成蟲觸角切下，再將觸角端部切去少許。用導(dǎo)電膠將其固定在兩個(gè)金屬電極之間。剪取1 cm×0.5 cm的濾紙片，滴加10 μL的待測(cè)樣品后放入巴斯德管中，待基線平穩(wěn)后踩踏腳踏板，記錄響應(yīng)值。每個(gè)樣品測(cè)試雌雄觸角各6根(生物學(xué)重復(fù))。

1.5 數(shù)據(jù)分析

在SPSS軟件中對(duì)觸角電位反應(yīng)值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。雌雄之間差異顯著性分析采用成對(duì)樣本t檢驗(yàn)，顯著水平為0.05；不同化合物及不同濃度之間差異顯著性分析所用方法為單因素方差分析，Duncan氏檢驗(yàn)方法，顯著水平為0.05。

2 結(jié)果

2.1 沙蔥螢葉甲成蟲觸角基本形態(tài)特征、感器類型及分布情況

沙蔥螢葉甲雌雄成蟲觸角均為線狀，共11節(jié)，由柄節(jié)、梗節(jié)和鞭節(jié)組成。通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)柄節(jié)和梗節(jié)表皮較為平滑，感器分布較少。鞭節(jié)表皮呈魚鱗狀，分布著大量感器，且從第1節(jié)到末節(jié)感器數(shù)量逐漸增多。

沙蔥螢葉甲觸角上分布的感器類型主要有5種，分別是B?hm氏鬃毛(B?hm bristles, BB)、毛形感器(sensilla trichodea, ST)、刺形感器(sensilla chaetica, SC)、錐形感器(sensilla basiconica, SB)和鐘形感器(sensilla campaniformia, SCa)。此外，在觸角表面還發(fā)現(xiàn)許多表皮孔(epidermal pore, P)，觸角各節(jié)均有分布。

2.1.1B?hm氏鬃毛：B?hm氏鬃毛(BB)呈刺狀垂直于觸角表面，基部深陷于觸角表皮內(nèi)，成簇地著生于柄節(jié)和梗節(jié)基部，每簇約15根左右，長(zhǎng)度為9.3～11.32 μm(圖1: A和B)。

圖1 沙蔥螢葉甲成蟲觸角感器類型

2.1.2毛形感器：毛形感器根據(jù)形態(tài)和大小可分為3類，即毛形感器1、毛形感器2和毛形感器3。

毛形感器1(ST1)呈長(zhǎng)毛狀，基部到端部逐漸變尖細(xì)，近端部彎曲呈弧形，與觸角表面形成角度較小，多成匍匐狀。長(zhǎng)度為95.24～123.81 μm，主要分布在梗節(jié)和柄節(jié)(圖1: B)。

毛形感器2(ST2)細(xì)長(zhǎng)呈針狀，徑直向前，與觸角表面呈30～40°，長(zhǎng)約28.05～47.56 μm，具有明顯的縱紋。主要分布在鞭節(jié)，基部位于鱗片縫隙中，數(shù)量較多(圖1: C)。

毛形感器3(ST3)長(zhǎng)度較短，尖細(xì)如刺，表面光滑，長(zhǎng)度約為9.76～14.63 μm。主要分布在鞭節(jié)第5～9節(jié)(圖1: C)。

2.1.3刺形感器：刺形感器(SC)與毛形感器2形狀相似，但其端部較為鈍圓。著生于觸角表皮的凹穴內(nèi)，與觸角表面呈60°左右?jiàn)A角，明顯高于其他類型感器。長(zhǎng)度為44.44～74.07 μm，主要分布在鞭節(jié)，在鞭節(jié)末節(jié)頂端分布最密(圖1: C和E)。

2.1.4錐形感器：錐形感器(SB)比毛形感器和刺形感器都短，其表面光滑，端部鈍圓(圖1: D)。根據(jù)形態(tài)可分為錐形感器1(SB1)和錐形感器2(SB2)。零散分布于鞭節(jié)第6-9節(jié)，數(shù)量較少。

錐形感器1(SB1)頂端鈍圓，基部向端部逐漸變細(xì)，向前彎曲如指狀，長(zhǎng)度為11.56 μm，與錐形感器2相比更為尖細(xì)。

錐形感器2(SB2)著生于四周表皮隆起的凹窩內(nèi)，表面光滑，端部鈍圓，近圓柱形，長(zhǎng)度為10.67 μm。

2.1.5鐘形感器：鐘形感器(SCa)邊緣隆起略高于觸角表皮，中間呈錐形突起。在雌雄觸角鞭節(jié)最后1節(jié)均只發(fā)現(xiàn)1個(gè)此類感器(圖1: F)。

2.2 沙蔥揮發(fā)物成分分析

采用頂空動(dòng)態(tài)收集法和GC-MS技術(shù)測(cè)定了沙蔥的揮發(fā)物成分。結(jié)果顯示，沙蔥揮發(fā)物主要由32種化合物組成(表1)，其中，含量最高的為二烯丙基二硫，其次為烯丙基甲基二硫醚，這兩個(gè)組分均為含硫化合物，占總量的43.16%；其他組分相對(duì)含量均不到10%。 含硫化合物共有9種，占總量的49.3%。

表1 沙蔥揮發(fā)物組分及含量

2.3 沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)沙蔥揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)

從沙蔥揮發(fā)物中挑選了13種化合物分別配制成1 mol/L進(jìn)行觸角電位試驗(yàn)。從圖2中可看出，雌成蟲對(duì)二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫、順-2-己烯-1-醇、2-己烯醛、苯甲酸甲酯和己醛表現(xiàn)出較強(qiáng)的觸角電位反應(yīng)，EAG值均大于0.5 mV，其中對(duì)2-己烯醛的觸角電位反應(yīng)最為強(qiáng)烈，顯著高于對(duì)其他化合物；雄成蟲對(duì)2-己烯醛和二烯丙基二硫也表現(xiàn)出較強(qiáng)的觸角電位反應(yīng)，EAG反應(yīng)值大于0.5 mV。除二甲基二硫醚和對(duì)二甲苯外，雌成蟲對(duì)多數(shù)氣味化合物的EAG反應(yīng)值均高于雄成蟲，且雌成蟲對(duì)二烯丙基硫醚的觸角電位反應(yīng)值顯著高于雄成蟲(P<0.05)，對(duì)其余氣味化合物的EAG值在雌雄之間差異不顯著(P>0.05)。

圖2 沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)寄主植物揮發(fā)物(1 mol/L)的觸角電位反應(yīng)

從沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)不同氣味化合物的觸角電位試驗(yàn)中篩選了6種反應(yīng)值較強(qiáng)的化合物，包括二烯丙基硫醚、順-2-己烯-1-醇、2-己烯醛、苯甲酸甲酯、己醛和二烯丙基二硫，將其稀釋成不同濃度梯度，檢測(cè)沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)不同濃度的這6種化合物的觸角電位反應(yīng)。結(jié)果顯示(圖3)，隨著二烯丙基硫醚濃度的增加，雌雄成蟲的EAG反應(yīng)值均呈上升趨勢(shì)，且在濃度為0.1和1 mol/L時(shí)雌雄成蟲的EAG值顯著高于對(duì)其他濃度梯度的EAG值(P<0.05)，當(dāng)二烯丙基硫醚濃度在0.01 mol/L時(shí)，雌雄之間的EAG反應(yīng)值存在顯著性差異(P<0.05)。順-2-己烯-1-醇在0.01 mol/L濃度下時(shí)成蟲的EAG值下降，之后隨著濃度的增加EAG值逐漸上升；沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)0.1 mol/L 2-己烯醛的觸角電位反應(yīng)最強(qiáng)，EAG值顯著高于對(duì)其他濃度梯度2-己烯醛的(P<0.05)，雌雄之間差異不顯著(P>0.05)。苯甲酸甲酯濃度為0.1 mol/L時(shí)，沙蔥螢葉甲雌成蟲的EAG值最高，顯著高于對(duì)0.001 mol/L苯甲酸甲酯(P<0.05)，雄成蟲對(duì)不同濃度苯甲酸甲酯的EAG值均無(wú)顯著差異(P>0.05)。沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)己醛的EAG值隨著濃度的增加呈上升趨勢(shì)，在1 mol/L時(shí)，EAG值最高，顯著高于對(duì)其他濃度梯度(P<0.05)，其次為0.1 mol/L，各濃度下雌雄之間的EAG值無(wú)顯著差異(P>0.05)。二烯丙基二硫在濃度為0.01 mol/L時(shí)，沙蔥螢葉甲成蟲的EAG值達(dá)到飽和之后不再上升，在0.01～1 mol/L濃度之間時(shí)，沙蔥螢葉甲成蟲的EAG值顯著高于對(duì)其他低濃度梯度的EAG值(P<0.05)，雌雄之間的EAG值差異不顯著(P>0.05)。總體來(lái)說(shuō)，當(dāng)化合物濃度為1 mol/L時(shí)，測(cè)試的這6種化合物(除2-己烯醛外)均能激發(fā)沙蔥螢葉甲成蟲產(chǎn)生最強(qiáng)的觸角電位反應(yīng)。

圖3 沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)不同濃度化合物的觸角電位反應(yīng)

3 討論

鞘翅目昆蟲常見(jiàn)的觸角感器有毛形感器、刺形感器、錐形感器及板形感器等。本研究首次對(duì)沙蔥螢葉甲成蟲觸角進(jìn)行了掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)沙蔥螢葉甲成蟲觸角上具有毛形感器、刺形感器、錐形感器、鐘形感器和B?hm氏鬃毛共5種類型感器，其中，毛形感器分布最廣、數(shù)量最多(圖1)。有研究表明，油菜藍(lán)跳甲Psylliodeschrysocephala的毛形感器表皮壁較厚，壁上有毛孔，具有觸覺(jué)和嗅覺(jué)功能(Bartletetal., 1999)。在許多鱗翅目昆蟲中，毛形感器被證明與性信息素的特異性識(shí)別有關(guān)。例如，利用單感器記錄技術(shù)表明雄蛾觸角上的毛形感器對(duì)雌蛾釋放的性信息素相關(guān)化合物很敏感(Maidaetal., 2000; Pophofetal., 2005; Wuetal., 2015)。此外，毛形感器也被證明參與寄主植物揮發(fā)物的識(shí)別(Andersonetal., 2009; Tanakaetal., 2009)。刺形感器在觸角上的著生特點(diǎn)是，無(wú)論在什么位置都直立于觸角表面，并且比其他感器明顯高出許多，這一形態(tài)特點(diǎn)易于首先接觸到物體，因而被認(rèn)為具有感受機(jī)械刺激的功能(Schneider, 1964)。一些研究發(fā)現(xiàn)刺形感器表皮壁較厚，具有頂孔，存在感覺(jué)神經(jīng)元樹突，推測(cè)其可能具有味覺(jué)功能(Maetal., 2016)。棉鈴蟲Helicoverpaarmigera觸角上的刺形感器對(duì)果糖反應(yīng)敏感，且對(duì)果糖有特異性反應(yīng)的味覺(jué)受體HarmGR4在刺形感器中表達(dá)(Jiangetal., 2015)。錐形感器也是昆蟲觸角上常見(jiàn)的感器類型，是典型的嗅覺(jué)感器類型，其作用主要是感受和識(shí)別寄主植物揮發(fā)物和環(huán)境中的其他信息化合物。前人通過(guò)原位雜交和免疫組織化學(xué)等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)許多昆蟲的嗅覺(jué)相關(guān)蛋白在錐形感器中特異性表達(dá)或高表達(dá)，且對(duì)寄主植物揮發(fā)物具有很強(qiáng)的結(jié)合能力(Xuetal., 2013; Zhangetal., 2013; Sunetal., 2014, 2015)。目前對(duì)鐘形感器的研究較少，一般認(rèn)為鐘形感器為有孔結(jié)構(gòu)，感受器穿過(guò)表皮而伸出，與腔錐感器有聯(lián)系，對(duì)氣味、二氧化碳、溫濕度敏感；也有一些學(xué)者認(rèn)為鐘形感器沒(méi)有孔，表皮呈蘑菇狀突起插入表皮圓柱狀凹陷內(nèi)，是一種溫濕度感器。有研究表明歩甲Pterostichusaethiops觸角鐘形感器中的感覺(jué)細(xì)胞A對(duì)低溫較為敏感(Meriveeetal., 2003)。B?hm氏鬃毛是一種感受重力的機(jī)械感器，當(dāng)遇到機(jī)械刺激時(shí)，能夠緩沖重力的作用力，從而控制觸角位置下降的速度(Schneider, 1964)。在蛾類飛行中，B?hm氏鬃毛能夠調(diào)控觸角姿態(tài)使其保持在合適的位置上，當(dāng)切除此類感器后會(huì)導(dǎo)致蛾類在飛行中觸角與翅的碰撞(Krishnanetal., 2012)。

我們采用頂空動(dòng)態(tài)收集法和GC-MS技術(shù)從沙蔥中鑒定出32種揮發(fā)性化合物，其中含硫化合物共有9種，占總量的49.3%(表1)。烏仁張嘎(2011)采用水蒸氣蒸餾法提取、乙醚萃取沙蔥中的揮發(fā)油, 利用 GC -MS從沙蔥揮發(fā)油中共鑒定出37 種化合物，多為含硫化合物，與本研究結(jié)果一致。劉世巍等(2007)采用水蒸氣蒸餾法提取、乙醚萃取沙蔥中的揮發(fā)油, 利用GC -MS分析其化學(xué)成分，共鑒定出15種組分，主要為酯類、醛類、酸類、酮類及烷烴化合物。與本研究結(jié)果完全不同，這可能是由于沙蔥生長(zhǎng)地及揮發(fā)物收集方法的不同所造成的。

EAG測(cè)試結(jié)果表明，二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫、順-2-己烯-1-醇、2-己烯醛、苯甲酸甲酯和己醛6種化合物能引起沙蔥螢葉甲雌成蟲較為強(qiáng)烈的觸角電位反應(yīng)，二烯丙基二硫和2-己烯醛能引起沙蔥螢葉甲雄成蟲較為強(qiáng)烈的觸角電位反應(yīng)(圖2)，說(shuō)明這些化合物可能在成蟲定位寄主植物過(guò)程中發(fā)揮作用。其中二烯丙基硫醚和二烯丙基二硫?qū)儆诹蚧?，具有?qiáng)烈的刺激性氣味，是蔥、蒜等百合科蔥屬植物的標(biāo)志性成分(何洪巨等, 2004; Chengetal., 2014; Lietal., 2015)。同時(shí)，二烯丙基二硫(別名大蒜素)也是沙蔥揮發(fā)物中含量最高的組分，這一結(jié)果與沙蔥螢葉甲只取食沙蔥、多根蔥、野韭等百合科蔥屬植物相一致(昊翔等, 2014)。此外，除二甲基二硫醚和對(duì)二甲苯外，雌成蟲對(duì)其他化合物的EAG值均高于雄成蟲(圖2)，這種現(xiàn)象在其他昆蟲中也常有出現(xiàn)。同種昆蟲由于性別和生理狀態(tài)的差異，植物揮發(fā)物組分在其行為反應(yīng)中所起的作用不同，因而對(duì)植物揮發(fā)物各組分的敏感性也不同(李祥等, 2021)。美國(guó)白蛾Hyphantriacunea雌、雄蛾對(duì)寄主植物揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)不同。斑鞘豆葉甲Colposcelissignata雌、雄成蟲對(duì)不同揮發(fā)物的EAG反應(yīng)也存在顯著差異(樊瑞冬等, 2021)。我們前期對(duì)沙蔥螢葉甲嗅覺(jué)相關(guān)基因表達(dá)譜的研究表明，多數(shù)氣味結(jié)合蛋白基因OBP和化學(xué)感受蛋白基因CSP在雌蟲觸角中的表達(dá)量顯著高于雄蟲，說(shuō)明雌性具有較為靈敏的嗅覺(jué)系統(tǒng)(Lietal., 2017, 2018)。 另外，當(dāng)化合物濃度在0.1 mol/L時(shí)2-己烯醛和濃度為1 mol/L時(shí)測(cè)試的另外5種化合物均能激發(fā)沙蔥螢葉甲成蟲產(chǎn)生最強(qiáng)的觸角電位反應(yīng)(圖3)，說(shuō)明在這個(gè)濃度范圍內(nèi)，沙蔥螢葉甲對(duì)化合物的電生理反應(yīng)較為敏感。

觸角電位技術(shù)能夠記錄昆蟲整根觸角上全部嗅覺(jué)感器的總電位反應(yīng)。沙蔥的6種化合物能夠引起沙蔥螢葉甲成蟲較為強(qiáng)烈的觸角電位反應(yīng)，而本研究中觀察到的沙蔥螢葉甲成蟲觸角感器包括了毛形感器和錐形感器兩類嗅覺(jué)感器，其中毛形感器有3種，錐形感器有2種，且毛形感器的數(shù)量較多，分布最廣(圖1)，推測(cè)毛形感器和錐形感器在沙蔥螢葉甲識(shí)別寄主揮發(fā)物的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。Pophof等(2005)通過(guò)單感器記錄技術(shù)表明仙人掌螟Cactoblastiscactorum觸角上的毛形感器對(duì)信息素相關(guān)化合物很敏感。桉樹天牛Phoracanthasemipunctata觸角上的錐形感器對(duì)植物揮發(fā)物有特異反應(yīng)(Lopesetal., 2002)。沙蔥螢葉甲觸角單個(gè)感受器的具體功能需通過(guò)觸角單感器記錄系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步研究。

綜上所述，本研究首次對(duì)沙蔥螢葉甲成蟲觸角感器的類型和分布特點(diǎn)進(jìn)行了觀察，并根據(jù)前人對(duì)其他昆蟲觸角感器的研究推測(cè)了沙蔥螢葉甲觸角各類感器的功能；采用頂空動(dòng)態(tài)收集法和GC-MS分析了沙蔥螢葉甲的最適寄主植物沙蔥的揮發(fā)物成分，并通過(guò)EAG試驗(yàn)測(cè)試了沙蔥螢葉甲成蟲對(duì)沙蔥主要揮發(fā)物的電生理反應(yīng)。今后，還需利用透射電鏡觀察該蟲觸角感器的超微結(jié)構(gòu)，利用單細(xì)胞電位記錄等方法確定各類感器的功能，為深入研究沙蔥螢葉甲的化學(xué)感受機(jī)制奠定一定基礎(chǔ)。還需結(jié)合行為及田間試驗(yàn)對(duì)能夠引起沙蔥螢葉甲觸角電位反應(yīng)的活性物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證和篩選，以期開發(fā)出安全、高效的植物源引誘劑。