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10种合成番石榴挥发物对橘小实蝇的引诱作用



全 文 :果 树 学 报 2011,28(2): 273~277
Journal of Fruit Science
10种合成番石榴挥发物对橘小实蝇的引诱作用
马 锞 1,张瑞萍 2,罗 诗 1,尹金华 1,王泽槐 3*,李建国 3*
(1东莞市农业科学研究中心,广东东莞 523086; 2东莞市盛唐化工有限公司,广东东莞 523086;
3华南农业大学园艺学院,广州 510642)
摘 要: 利用“Y”型嗅觉仪在实验室测试了 10 种番石榴挥发物对橘小实蝇性成熟和性未成熟的雌、雄成虫的引诱作
用,并比较了不同浓度的挥发物混合液在田间对橘小实蝇的引诱效果。 结果表明,乙酸乙酯、异戊酸、乙酸异戊酯、丙
酸乙酯和 β-石竹烯对橘小实蝇性成熟和性未成熟的雌、 雄成虫具有引诱作用, 且不同剂量挥发物的引诱力存在差
异,对橘小实蝇性成熟的雌、雄成虫的引诱力最强的浓度为:10 μL 乙酸乙酯、10 μL 丙酸乙酯、10 μL 异戊酸、10 μL
乙酸异戊酯、1 μL β-石竹烯;对性未成熟的雌、雄成虫的引诱力最强的浓度为:1 μL 乙酸乙酯、10 μL 丙酸乙酯、1 μL
异戊酸、10 μL 乙酸异戊酯、1 μL β-石竹烯。 乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸异戊酯、异戊酸、β-石竹烯按体积比 10∶10∶10∶
1∶1 配成挥发物混合液,每个昆虫诱瓶加入 500 μL 挥发物混合液在田间对橘小实蝇的引诱力最强。
关键词: 番石榴; 橘小实蝇; 挥发成分; 引诱作用
中图分类号:S667.99 文献标识码:A 文章编号:1009-9980(2011)02-273-05
Attraction of the ten kinds of synthetic guava volatile compounds to adults
of Bactrocera dorsalis
MA Ke1, ZHANG Rui-ping2, LUO Shi1, YIN Jin-hua1, WANG Ze-huai3*, LI Jian-guo3*
(1Dongguan Institute of Agricultural Science, Dongguan,Guangdong 523086 China; 2Dongguan Shengtang Chemical Co.,
Ltd, Dongguan,Guangdong 523086 China; 3College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangzhou,
Guangdong 510642 China)
Abatract: Attraction of the ten kinds of chemical compounds similar to volatiles from decayed guava fruit
to male and female adults of Bactrocera dorsalis (Hendel) at immature and matures stages were investigat-
ed using Y-tube olfactometer in laboratory, and the effect was also evaluated in the field. The results
showed that 10 μL ethyl acetate,10 μL ethyl propionate,10 μL isovaleric,10 μL isoamyl acetate and 1
μL β-caryophyllene had better attraction to the mature male and female adults, and 1 μL ethyl acetate,
10 μL ethyl propionate, 1 μL isovaleric, 10 μL isobutyl acetate and 1 μL β-caryophyllene were the opti-
mal dosages for immature male and female adults. When ethyl acetate, ethyl propionate, isobutyl acetate,
isovaleric and β-caryophyllene were mixed by volume 10 ∶10∶10∶1∶1 to compose 500 μL volatile mixture
stored in each insect induced bottle, the mixture had the strongest attracting ability for oriental fruit flies
in the field.
Key words: Guava; Bactrocera dorsalis; Volatile compounds; Attraction
橘小实蝇(Bactrocera dorsalis)又名东方果实蝇,
俗称果蛆,属双翅目实蝇科果实蝇属,危害 46 个科
250多种水果和蔬菜,是国际上重要的检疫性害虫[1]。
该虫主要以幼虫危害,雌成虫产卵于果皮下,幼虫孵
化后靠取食果肉发育,严重影响果实的品质,带来巨
大的经济损失[2-5]。 目前主要是靠化学农药和性引诱
剂甲基丁香酚诱杀来防治橘小实蝇。化学农药不利
于水果安全生产和环境保护,特别是近年来,橘小
实蝇的抗药性上升较为迅速造成防治效果差 [6];性
诱剂甲基丁香酚具有基因致变性,是一种致癌物质[7],
仅能引诱雄虫, 且在高虫口密度下, 保果率仅有
23%[8]。 目前还没有有效引诱橘小实蝇雌虫的物质,
收稿日期: 2010-04-07 接受日期: 2010-09-03
基金项目 : 公益性行业 (农业 ) 科研专项经费 (200903047); 国家科技计划项目 (2009GJE00041); 农业科技成果转化项目
(2009GB23260462);东莞市科技型中小企业技术创新项目(东科[2009]60 号)
作者简介: 马锞,男,硕士。 Tel: 0769-22402274,E-mail: make_dg@126.com
觹 通讯作者。 Author for correspondence. E-mail:jianli@scau.edu.cn
DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2011.02.001
果 树 学 报 28 卷
因此, 寻找一种安全有效且能引诱橘小实蝇雌虫的
物质对防治橘小实蝇具有重要意义。 橘小实蝇雌性
成虫对寄主瓜果的选择, 主要根据瓜果本身和气
味 [9],虽然橘小实蝇是杂食性的,但是对寄主植物也
有所偏好, 其中番石榴是橘小实蝇的重要寄主之
一,前人的研究表明番石榴是橘小实蝇最嗜好的水
果[9-12]。笔者在调查中发现腐烂的番石榴果实上有许
多橘小实蝇,我们取 10种番石榴腐烂果实挥发物的
化学合成物, 在室内和田间测定其对橘小实蝇的引
诱作用。旨在找出对橘小实蝇有引诱力的物质,特别
是能引诱雌虫的物质, 以期为橘小实蝇植物源引诱
剂的开发提供参考依据。
1 材料和方法
1.1 材料
乙醇、乙酸乙酯、乙酸异丁酯、3-羟基-2-丁酮、
异戊酸、乙酸异戊酯、异戊醇、乙酸、丙酸乙酯、β-石
竹烯这 10 种化合物为本课题组在腐烂的番石榴果
实中分析到含量最为丰富的挥发物成分 [13]。 其化学
合成物购于广州市百花香料有限公司, 纯度均≥
95%。昆虫诱瓶购于东莞市盛唐化工有限公司,体积
为 500 mL。
1.2 室内引诱试验
1.2.1 供试虫源 橘小实蝇幼虫采自东莞市香蕉蔬
菜研究所,成虫饲养条件为:温度(27±1)℃,相对湿
度 50%~70%,光周期:12 h光+12 h暗。 试验时分别
选条件一致(性未成熟成虫虫龄在 5~6 d,性成熟成
虫虫龄在 10~12 d, 在室内雌雄混养的橘小实蝇 7 d
左右性成熟 [14]),饥饿 24 h 的成虫(只添加水供饮
用)。 对性未成熟雌虫、性成熟雌虫、性未成熟雄虫、
性成熟雄虫分别进行引诱试验。
1.2.2 “Y” 型嗅觉仪测定 “Y” 型嗅觉仪参照
Bertschy 等[15],略有改进。 研究采用的“Y”形管基部
长 25 cm,内径 2.5 cm,两臂长 15 cm,内径 1.5 cm,
两臂上各有 1 个长 6 cm,内径 2.5 cm 的陷阱,两臂
夹角约 60°; 两臂分别依次用无味硅胶管连接装有
气味源的 250 mL 洗气瓶、气体流量计(用于控制气
流速度)、装有蒸馏水的 250 mL洗气瓶(用于保持湿
度)、装有活性炭的干燥塔(用于净化空气)、电磁式
空气泵。
测试橘小实蝇对 10 种番石榴挥发物的嗅觉反
应时,“Y”型管一臂连接的洗气瓶内放入 1 μL 引诱
物质,另一臂连接的洗气瓶以空白作为对照;比较橘
小实蝇对不同用量挥发物的嗅觉反应时,“Y” 型管
两臂连接的洗气瓶内分别放入不同剂量的引诱物
质;然后通气 10 min,使气味充满管道,气流流速均
为 250 mL·min-1。 将 20头日龄一致、饥饿 24 h 的成
虫一次性接到“Y”型嗅觉仪出气口端部,重复 3 次。
10 min后观察并记录两臂陷阱中的虫数, 如果停留
在两臂中间,则视为没有反应。每测一组用洗涤剂将
嗅觉仪的各部分清洗, 再用蒸馏水冲洗, 烘箱烘干
后用无水乙醇擦拭一遍再进行下一组试验。 试验室
温 25 ℃,相对湿度 60%,保持室内通风。
1.3 田间诱捕试验
试验于 2008年 10月在华南农业大学园艺学院
实验农场的杨桃园进行,面积 0.2 hm2,品种为 6 a 生
马来西亚甜杨桃,树势长势中等,正常管理。 把对橘
小实蝇有引诱作用的乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸异戊
酯、异戊酸、β-石竹烯按体积比 10∶10∶10∶1∶1 配成挥
发物混合液, 每个昆虫诱瓶中分别加入 5、50、250、
500、1 000 μL,加水至 150 mL,并加入 0.3 g 万灵粉,
混匀。 每个处理 5次重复,随机区组排列,每株树为
1 个重复,于树体东南西北中随机排列,昆虫诱瓶的
悬挂高度是 1.5 m,瓶间距离 1 m,重复之间距离 10
m以上,观测 10 d。
1.4 数据分析
所获取数据用平均值±标准误表示,差异显著性
采用 Duncan’s新复极差法或 t测验。
2 结果与分析
2.1 橘小实蝇对 10种合成挥发物的嗅觉反应
由图 1 可以看出,1 μL 的乙酸乙酯、异戊酸、乙
酸异戊酯、丙酸乙酯和 β-石竹烯对橘小实蝇成虫的
引诱作用显著高于对照, 说明这 5种挥发物质对橘
小实蝇具有引诱作用。
乙酸异丁酯、3-羟基-2-丁酮和异戊醇对橘小
实蝇性成熟雌虫的引诱作用(图 1-A),乙醇和乙酸
异丁酯对性成熟雄虫的引诱作用(图 1-B),乙醇、乙
酸异丁酯、3-羟基-2-丁酮和异戊醇对未成熟雌虫
的引诱作用(图 1-C),乙醇对性未成熟雄虫的引诱
作用(图 1-D)虽然均高于对照,但差异均不显著。
2.2 橘小实蝇对不同剂量挥发物的嗅觉反应
用“Y”型嗅觉仪测试橘小实蝇对不同剂量合成
挥发物的嗅觉反应的结果见表 1, 结果表明不同剂
量的挥发物对橘小实蝇性成熟和性未成熟的雌、雄
成虫的引诱力存在差异性。 10 μL的乙酸乙酯、异戊
酸、乙酸异戊酯、丙酸乙酯对性成熟的雌、雄成虫的
引诱力显著高于 1 μL;1 μL β-石竹烯对性成熟雌
274
2 期 马 锞等: 10 种合成番石榴挥发物对橘小实蝇的引诱作用
表 1 不同剂量挥发物对橘小实蝇的引诱效果
Table 1 Attraction of different dose of the volatile to Bactrocera dorsalis




    
 




    





    




    


(头

Nu
m
be
ro
fi
ns
ec
ts


(头

Nu
m
be
ro
fi
ns
ec
ts


(头

Nu
m
be
ro
fi
ns
ec
ts


(头

Nu
m
be
ro
fi
ns
ec
ts
A
D
C
B
图 1 橘小实蝇对合成挥发物的嗅觉反应
A. 性成熟雌虫; B. 性成熟雄虫; C. 性未成熟雌虫; D. 性未成熟雄虫。图中误差线为标准误(SE); * 表示差异显著(P<0.05) (t-test)。 a. 乙醇;
b. 乙酸乙酯; c. 乙酸异丁酯; d. 3-羟基-2-丁酮; e. 异戊酸; f. 乙酸异戊酯; g. 异戊醇; h. 乙酸; i. 丙酸乙酯; j. β-石竹烯
Fig. 1 Attraction of synthetic guava volatile compounds to the Bactrocera dorsalis
A. Sexual mature females; B. Sexual mature males; C. Sexual immature females; D. Sexual immature males; The error lines in the figure mean SE;
*means significant difference at P<0.05 by t-test. a, b, c, d, e, f, g, h, i and j mean ethanol, ethyl acetate, isobutyl acetate, 3-hydroxy-2-butanone,
isovaleric, isoamyl acetate, isoamyl alcohol, acetic acid, ethyl propionate and β-caryophyllene respectively
虫态
Stage
剂量
Dose/μL
平均诱虫数(头) Averaged number of attracted Bactrocera dorsalis
乙酸乙酯
Ethyl acetate
乙酸异戊酯
Isoamyl acetate
丙酸乙酯
Ethyl propionate
异戊酸
Isovaleric
β-石竹烯
β-caryophyllene
性成熟雌虫
Sexual mature females
性成熟雄虫
Sexual mature males
性未成熟雌虫
Sexual immature females
性未成熟雄虫
Sexual immature males
性成熟雌虫
Sexual mature females
性成熟雄虫
Sexual mature males
性未成熟雌虫
Sexual immature females
性未成熟雄虫
Sexual immature males
1
10
1
10
1
10
1
10
10
20
10
20
10
20
10
20
4.0±0.6
8.0±0.6*
3.7±0.3
8.3±0.9*
8.7±1.0
8.0±1.2
8.3±1.2
7.7±0.7
9.7±0.7*
5.3±0.3
9.0±1.1*
6.0±1.0
-
-
-
-
4.7±0.8
9.7±0.8*
5.0±0.3
9.3±0.7*
4.3±0.7
10.3±0.9*
4.0±0.6
8.0±0.6*
5.3±0.6*
2.7±0.6
8.7±1.1*
3.0±0.7
9.0±1.0
9.0±1.0
10.0±1.2
8.3±0.9
6.7±0.6
8.7±0.9*
4.3±0.9
10.3±0.9*
7.0±1.1
11.0±0.6*
5.0±0.6
12.0±1.2*
8.3±1.1
6.7±1.5
7.3±0.3
5.7±0.9
10.3±1.2
6.3±0.9
9.3±1.2
7.3±1.6
3.0±0.7
8.0±1.2*
5.0±0.6
9.0±1.0*
7.0±0.6
6.0±0.6
6.7±0.4
6.3±1.4
5.7±0.6
5.3±1.2
7.3±1.5
7.3±0.6
-
-
-
-
10.7±1.3*
7.3±0.7
7.3±0.9
9.0±1.1
10.0±0.9*
5.7±1.2
12.0±1.0*
4.0±1.0
-
-
-
-
-
-
-
-
注:表中数据为平均值±标准误,* 表示差异显著 (P<0.05)(t-test),“-”表示没进行此项试验。
Note: The data in the table are mean ± SE,*means significant difference at P<0.05 by t-test,“-” means no experiment conducted.
*
*
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* * *
*
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* *
*
* *
*
虫的引诱力显著高于 10 μL, 但对性成熟雄虫的引
诱力却低于 10 μL。 10 μL 的乙酸乙酯、乙酸异戊酯
对性成熟的雌、雄成虫的引诱力显著高于 20 μL;10
μL 的异戊酸、丙酸乙酯对性成熟的雌、雄成虫的引
诱力高于 20 μL,但差异不显著。 10 μL 的乙酸异戊
酯、丙酸乙酯对橘小实蝇性未成熟的雌、雄成虫的引
诱力显著高于 1 μL;10 μL 的乙酸乙酯、异戊酸对橘
小实蝇性未成熟的雌、 雄成虫的引诱力高于 1 μL,
但差异不显著。 10 μL的乙酸异戊酯、丙酸乙酯对橘
小实蝇性未成熟的雌、雄成虫的引诱力高于 20 μL,
1 μL CK
275
果 树 学 报 28 卷
表 2 不同剂量的挥发物混合液对橘小实蝇的田间引诱效果
Table 2 Attraction of different dose of the volatile mixture
to Bactrocera dorsalis in the field
剂量
Dose/μL
平均诱虫数(头)
Average number of attracted
Bactrocera dorsalis
雌雄比
Ratio of
Female to male
5
50
250
500
1000
2.0±0.4 b
2.0±0.4 b
2.8±0.7 b
5.0±1.1 a
1.8±0.4 b
1∶1.5
1∶1
1∶0.86
1∶1.08
1∶1.25
注: 表中数据为平均值±标准误, 数字后不同字母表示差异显著
(P<0.05)(新复极差检验)。
Note: The data in the table are mean ± SE,and different letters mean
significant differeence at P<0.05 by Duncan’s multiple range test.
但差异不显著。 1 μL β-石竹烯对橘小实蝇性未成熟
的雌、雄成虫的引诱力显著高于 10 μL。
因此,在本试验的几个剂量下,对橘小实蝇性成
熟的雌、 雄成虫具有引诱力的物质及其最强的浓度
分别为:10 μL 乙酸乙酯、10 μL 丙酸乙酯、10 μL 异
戊酸、10 μL 乙酸异戊酯、1 μLβ-石竹烯; 对橘小实
蝇性未成熟的雌、 雄成虫具有引诱力的物质及其最
强的浓度为:1 μL 乙酸乙酯、10 μL 丙酸乙酯、1 μL
异戊酸、10 μL乙酸异戊酯、1 μLβ-石竹烯。
2.3 挥发成分混合液在田间的诱虫效果
由表 2可以看出, 不同剂量的挥发成分混合液
对橘小实蝇的引诱力不同, 其中每个昆虫诱瓶加入
500 μL 挥发物混合液引诱到的橘小实蝇最多,与其
他 4种剂量的诱虫数存在显著性差异,雌、雄比为 1∶
1.08。 加入 5 μL、50 μL、250 μL、1000 μL 的诱瓶诱
虫数差异不显著。
3 讨 论
实验中所选的 10 中化合物均为腐烂番石榴果
实中含量最多的几种成分, 本研究结果表明这些挥
发物对橘小实蝇均具有一定的引诱作用, 且不同剂
量的引诱力不同,其中乙酸乙酯、异戊酸、乙酸异戊
酯、丙酸乙酯和 β-石竹烯对橘小实蝇性成熟与性未
成熟雌、雄成虫引诱作用最好,用这 5种挥发成分按
体积比 10∶10∶10∶1∶1组成混合物,每个昆虫诱瓶加入
500 μL 挥发物混合液在田间引诱到的橘小实蝇最
多。
实蝇的引诱行为是很复杂的, 它包括实蝇的视
觉线索 [16]、生理状态 [17]、对性激素以及多种寄主和非
寄主植物化学信息的嗅觉反应 [18]。 一些寄主和非寄
主植物叶片和果实的挥发物对橘小实蝇有引诱作
用[12,14]。寄主植物果实为橘小实蝇成虫提供产卵所需
要的场所、养分以及幼虫生长发育所必需的营养,研
究表明, 水果气味对橘小实蝇雌虫和雄虫都有一定
的引诱作用[19]。 Siderhurst 等[20]用室内小笼、风洞、室
外网室试验表明榄仁的乙醇提取物能够引诱橘小实
蝇雌虫。 本试验用“Y”型嗅觉仪表明单一的番石榴
果实挥发成分对橘小实蝇有引诱作用, 这与前人的
研究结果相似[21-22],但首次发现乙酸异戊酯和异戊酸
对橘小实蝇具有引诱作用。
果实的挥发成分多而且复杂,因此,能吸引橘小
实蝇的气味并非单一一种成分,研究表明,几种挥发
成分混合物的引诱效果大于单一的挥发成分 [21,23-24]。
本试验用 5种对橘小实蝇有引诱作用的挥发成分组
成混合液,在田间能够引诱橘小实蝇。昆虫对于挥发
性化合物的反应都有一个最佳的剂量范围。 一般低
于此范围时,反应率随剂量的增加逐渐升高,高于该
范围时,反应率便随剂量的增加而下降[25]。 本次室内
和田间试验都表明, 不同剂量的挥发物对橘小实蝇
的引诱力不同。
橘小实蝇雌虫交配后准备产卵时被寄主的挥发
物强烈吸引 [17]。 邱辉宗 [26]曾报道番石榴中的苯甲酸
乙酯对橘小实蝇产卵具有引诱性, 但无法在田间引
诱果实蝇[26]。 本试验的植物挥发成分对橘小实蝇性
成熟与性未成熟的雌、雄成虫都有引诱作用,但究竟
是引诱其产卵还是取食,还有待进一步验证。
昆虫与植物挥发成分的关系一直以来是关注研
究重点, 植物的挥发成分诱导昆虫产生寄主定向行
为、逃避行为、产卵行为、产卵场所的选择行为、刺激
雌雄交配、取食、聚集和传粉行为等 [27],从寄主果实
中鉴定出的数种有效成分已被应用于苹果实蝇、地
中海实蝇的田间防治[28]。 本试验初步探讨了番石榴
果实挥发成分对橘小实蝇的引诱作用, 田间持效期
超过 10 d, 但其稳定性及田间的使用方法还需要进
一步验证。
将植物挥发成分应用于生产上防治橘小实蝇,
不仅能减少橘小实蝇的危害, 提高水果的产量和质
量, 还能够减少化学农药的施用, 减少对天敌的伤
害,减轻对环境的污染,符合食品安全发展的趋势,
具有广阔的市场前景。
致谢:在论文写作过程中,得到了华南农业大学
资环学院曾鑫年教授的指导和帮助,在此表示感谢。
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