全 文 ：书云南农业大学学报 Journal of Yunnan Agricultural University，2015，30 (4) :489 － 493 http:/ /xb. ynau. edu. cn
ISSN 1004 － 390X;CODEN YNDXAX E-mail:xb@ ynau. edu. cn
收稿日期:2015 － 01 － 07 修回日期:2015 － 03 － 22 网络出版时间:2015 － 07 － 16 17:31
* 基金项目:国家自然科学基金项目 (31300302) ;云南省教育厅科学研究基金重点项目 (2012Z096) ;昆明学院引
进人才项目 (YJL12007) ;昆明学院大学生科研项目 (NXYPY3)。
作者简介:牛燕芬 (1979—) ，女，云南宣威人，博士，讲师，主要从事生物入侵生态学研究。
E-mail:niuyanfen2004@ 126. com
网络出版地址:http: / /www. cnki. net /kcms /detail /53. 1044. S. 20150716. 1731. 001. html
DOI:10. 16211 / j. issn. 1004-390X(n). 2015. 04. 001
云南本地昆虫取食紫茎泽兰的原因研究*
牛燕芬1，2，莫丽玲1，2，张永福1，2，刘春丽1，2，王林波1，杨晓城1
(1. 昆明学院 农学院，云南 昆明 650214;
2. 云南省高校都市型现代农业工程研究中心，云南 昆明 650214)
摘要:有研究发现云南本地昆虫能不同程度取食紫茎泽兰 (Ageratina adenophora Sprengel 或 Eupatorium adeno-
phorum Spreng) ，但对取食的原因和取食后体内毒素的积累情况知之甚少。以能够取食紫茎泽兰的斜纹夜蛾
(Prodenia litura Fabricius)幼虫和不能取食紫茎泽兰的甜菜夜蛾 (Spodoptera exigua Hübner)幼虫为材料，用
常规饲料甘蓝 (Brassica oleracea L．)和莴苣 (Lactuca sativa var． longifolia Lam．)浸蘸不同体积分数紫茎泽兰
叶片汁液后让昆虫取食，以此模拟昆虫对紫茎泽兰取食的喜好或厌恶程度，也测定了两种昆虫取食紫茎泽兰
后体内神经毒素 (乙酰胆碱)积累的情况。结果发现: (1)斜纹夜蛾幼虫对供试材料的取食基本不受紫茎泽
兰叶片汁液体积分数的影响，甜菜夜蛾幼虫的取食量随紫茎泽兰叶片汁液体积分数的升高而降低。(2)取食
紫茎泽兰后，斜纹夜蛾幼虫体内乙酰胆碱质量浓度没变化而甜菜夜蛾幼虫体内乙酰胆碱质量浓度升高。说明
昆虫能否取食紫茎泽兰与自身解毒能力高低有关。在与紫茎泽兰的协同进化过程中，解毒机制进化较完善的
昆虫可能成为紫茎泽兰的天敌。
关键词:生物入侵;紫茎泽兰;乙酰胆碱;云南本地天敌;协同进化
中图分类号:Q 16 文献标志码:A 文章编号:1004 － 390X (2015)04 － 0489 － 05
Investigation on the Ｒeasons for Local Insects in Yunnan
Feed on Invasive Eupatorium adenophorum
NIU Yanfen1，2，MO Liling1，2，ZHANG Yongfu1，2，LIU Chunli1，2，WANG Linbo1，YANG Xiaocheng1
(1. School of Agriculture，Kunming University，Kunming 650214，China;2. Urban Mododern Agricultural
Engineering Ｒesearch Center of Colleleges and University in Yunnan Province，Kunming 650214，China )
Abstract:Some studies found that Crofton weed (Ageratina adenophora Sprengel or Eupatorium ade-
nophorum Spreng)was eaten by local herbivores to different degree，but the cause and effect for local
herbivores eating Crofton weed remain unknown． We used larvae of Prodenia litura Fabricius and Spo-
doptera exigua Hübner as materials，the former can eat Crofton weed and the later can not． We fed two
insects using leaf discs soaked into aqueous solutions of different leaf juice concentrations of Crofton
weed to measure the level of preference or aversion two insects to Crofton weed，the forage plants were
Brassica oleracea L． and Lactuca sativa var． longifolia Lam． ． We also tested head neurotoxin (acetyl-
choline)content of two insects when poisoning symptom arose in anyone after eating Crofton weed． The
primary aim was to study the selectivity for two insects to Crofton weed as well as the accumulation of
head acetylcholine after eating Crofton weed． The results suggested that (1)leaf weight eaten by larva
of P． litura was not closely related to concentration of Crofton weed leaf juice，however，the leaf
weight eaten by larva of S． exigua reduced with the increase in leaf juice concentration of Crofton
weed． (2)Head acetylcholine content of S． exigua increased and there was no difference for P． litura
after eating Crofton weed． These results suggest whether local herbivores attack Crofton weed or not re-
lates to whether there is an improved detoxification mechanism in their bodies or not． In the process of
co-evolution between local insects and Crofton weed，insects with an improved and perfect ability of de-
toxification would become enemies of Crofton weed．
Keywords:biological invasions;Crofton weed (Ageratina adenophora or Eupatorium adenophorum) ;
acetylcholine;local herbivore;coevolution
紫茎泽兰 (Ageratina adenophora Sprengel 或
Eupatorium adenophorum Spreng)是一种原产中美
洲的普通菊科杂草，当前已经入侵到了南亚、东南
亚、东奥、新西兰、西南非洲、美洲的多个国家和
地区 ［1］，20世纪 40年代经越南和缅甸传入中国之
后，已对中国西南地区的农、林、牧业生产和自然
生态系统造成了极其恶劣的影响［1］。紫茎泽兰泛滥
成灾的原因可能是入侵初期较小的本地天敌压力所
致。紫茎泽兰植株中含有多种对昆虫和草食动物有
毒的化学成分，例如:紫茎泽兰中的单萜、倍半萜
及其衍生物有杀虫、拒食、抑菌活性［2］;用紫茎泽
兰叶片提取液喷雾能引起芥菜蚜虫 (Lipaphis erysi-
mi Kalt)的表皮皱缩和触角感受器变形［3］;紫茎
泽兰叶中的 9 －羰基 － 10，11 －去氢泽兰酮对牲畜
有剧毒［4］，紫茎泽兰内酯和克拉维醇对牲畜及昆虫
的消化道黏膜有刺激作用［5］。
在昆虫与植物的长期进化过程中，昆虫取食
有毒的植物化合物之后，会进化出解毒、避毒、
储毒等方式以适应植物的毒性成分［6 － 7］，因此能
够逐渐取食原本不喜欢的植物。近几年的研究发
现，很多昆虫能够取食紫茎泽兰［8］，但不清楚是
否是紫茎泽兰的某些化学成分对一些昆虫有吸引
作用，还是本地昆虫已经发生了适应紫茎泽兰毒
性的进化。为了探讨该问题，本研究开展了云南
本地昆虫对紫茎泽兰选择性取食试验和取食后体
内毒素的比较试验。
甜菜夜蛾 (Spodoptera exigua Hübner)和斜纹
夜蛾 (Prodenia litura Fabricius)是 2 种食性较杂
的昆虫，室内饲养试验发现，斜纹夜蛾幼虫
(2 ～ 3龄)能取食紫茎泽兰 (至少取食紫茎泽兰
叶片后体重会增加) ，但甜菜夜蛾幼虫 (2 ～ 3
龄)取食紫茎泽兰后很快 (3 ～ 5 d)就死亡 (未
发表数据)。因此，本研究将甘蓝 (Brassica olera-
cea L. )和莴苣 (Lactuca sativa var. longifolia
Lam. )用不同体积分数紫茎泽兰叶片汁液浸蘸后
让两种昆虫幼虫选择性取食，分析紫茎泽兰叶片
汁液体积分数对 2 种昆虫取食行为的影响。另外，
研究直接用紫茎泽兰叶片同时饲喂 2 种昆虫，待
其中的一种有中毒症状时，立即测定 2 种昆虫头
部乙酰胆碱含量，看昆虫的中毒症状与取食紫茎
泽兰有无联系。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
紫茎泽兰、甘蓝、莴苣叶片采自人工栽培于
昆明学院农学院教学实习基地上的植株，甜菜夜
蛾和斜纹夜蛾幼虫由云南农业大学植物保护学院
昆虫饲养室提供。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 选择试验
该试验在室内进行 (温度 27 ℃ ± 3 ℃，相对
湿度 30% ～50%，光周期 L∶D为 12 h∶ 12 h )。试
验开始先用原汁机 (Joyoung JYZ-E8)榨取新鲜
完整的紫茎泽兰功能叶汁液，并将其体积分数视
为 100%，然后取紫茎泽兰原汁加水稀释，依次
配为 90%，50%，10%，1% 4 个体积分数的水
溶液。
选择试验开始时，先在培养皿底部铺 1 ～2 mm
厚琼脂凝胶 (1 000 mL水加 5. 5 g 琼脂粉配成)保
持皿内较高湿度，然后在琼脂凝胶上铺上一层定性
滤纸，选取健康干净的甘蓝和莴苣叶片，用打孔器
避开主叶脉打取直径 1 cm 的叶蝶无数，分别在 5
个体积分数紫茎泽兰叶片汁液中浸泡 1 s 后取出，
等间距放置于距离培养皿 (口径 12 cm)边缘 1 cm
位置的滤纸上，然后分别将饥饿 3 h (饥饿 3 h 后
已无粪便排出)的 3龄甜菜夜蛾和斜纹夜蛾幼虫置
于培养皿中，每皿 1条虫子，然后用保鲜膜封口以
防虫子爬离培养皿，保鲜膜用解剖针插无数小孔以
094 云南农业大学学报 第 30 卷
保持培养皿内外空气流通，随后观察记录虫子取食
情况。试验设 10个重复 (n =10)。浸蘸紫茎泽兰
叶片汁液溶液前将每个叶蝶称重，当叶蝶被取
食完之后，重新补充新叶碟，同样浸蘸紫茎泽
兰叶片汁液并称重，试验结束后，食剩的叶片
再次称重，放入的总叶重减去剩余叶片重量即
为被虫子取食的叶片重量。试验为期 2 d。试验
期间实时用镊子夹除虫子排泄的粪便以保持培
养皿内空气清新。
1. 2. 2 乙酰胆碱体积分数的测定
(1)标准曲线制作
取 5 mL 试管 12 支，分为 6 组，每组 2 支，
第 1 ～ 6 组试管分别用移液管注入 0. 2，0. 4，
0. 6，0. 8，1. 0 和 1. 0 mL 0. 004 mol /L溴化乙酰胆
碱溶液，每管加磷酸盐缓冲液 (pH 7. 2)至
1. 5 mL。第 1 ～ 5 组试管分别加入 2 mL 2 mol /L盐
酸羟胺溶液与 3. 5 mol /L 氢氧化钠溶液混合液
(按体积比 1∶ 1 混合，下同) ，用力摇动 1 min，加
入 1 mL 1∶ 2 盐酸溶液，加入 1 mL 0. 37 mol /L三氯
化铁溶液，摇匀后呈现深浅不同颜色。第 6 组试
管在加入磷酸盐缓冲液达 1. 5 mL 后，先加1∶ 2盐
酸溶液 1 mL，摇匀后加 2 mL 2 mol /L盐酸羟胺溶
液与 3. 5 mol /L氢氧化钠溶液混合液，摇匀后加 1
mL 0. 37 mol /L三氯化铁溶液，摇匀即成空白管。
将每种溶液分别移至比色杯中，用分光光度计在
波长 540 nm下比色测定。以空白管调节光密度为
“0”。用吸光值与对应的体积分数绘制标准曲线。
(2)酶的制备
将饥饿 3 h 的 3 龄甜菜夜蛾和斜纹夜蛾幼虫
放在不同的养虫盒里，每个盒子装 1 条虫子，每
处理 5 个重复，每个盒子的幼虫分别用甘蓝和紫
茎泽兰叶片饲喂。饲喂期间实时移除虫子排泄的
粪便以保持饲养盒内空气清新。待有虫子有明显
中毒症状时，从各处理中挑选大小一致的 3 条虫
子置于事先准备好的冰盘内，立即用手术剪将昆
虫头部剪下盛于玻璃匀浆器内 (预先吸入约 3 mL
磷酸盐缓冲液) ，在低温条件下进行匀浆，以少
量玻璃丝置于小型漏斗上把虫浆过滤，滤液用磷
酸盐缓冲液定容至 5 mL，4 ℃冰箱中保存备用。
本研究用 3 龄幼虫的主要原因是: (1)较低
龄的幼虫抗逆性较低，受环境因素影响大，用作
试验材料会降低处理效应;反之，较高虫龄的幼
虫因抗逆性强、取食量大而增加处理难度。 (2)
先前的研究经验显示:用 3 龄幼虫效果较好。
待标准曲线制作完成后，将酶液移至比色杯
中，用分光光度计在波长 540 nm下比色，根据吸
光度从标准曲线上查出酶液的体积分数，即为昆
虫头部乙酰胆碱含量。
1. 2. 3 统计分析
数据统计用 SPSS 16. 0 统计分析软件完成，
制图用 Excel 2007 软件完成。
2 结果与分析
如图 1 所示:通过甜菜夜蛾和斜纹夜蛾幼虫
对浸蘸不同体积分数紫茎泽兰叶片汁液的甘蓝和
莴苣的选择试验发现，甜菜夜蛾对甘蓝和莴苣的
取食均有随紫茎泽兰叶片汁液体积分数升高而降
低的趋势，对 1 % 和 10 %处理材料的取食量显
著高于 50 %，90 % 和 100 % 处理材料 (P ＜
0. 05) ，后 3 个处理之间差异不显著。斜纹夜蛾对
1%紫茎泽兰叶片汁液处理的莴苣叶片取食量高于
其他处理 (P ＜ 0. 05) (图 1B) ，其余处理间差异
不显著 (P ＞ 0. 05)。
如图 2 所示:取食紫茎泽兰有中毒症状时，
甜菜夜蛾头部乙酰胆碱质量浓度极显著高于对照
(P ＜ 0. 001) ;在相同时间内取食紫茎泽兰后，斜
纹夜蛾头部乙酰胆碱质量浓度与对照差异不显著
(P ＞ 0. 05)。
3 讨论
与天敌逃逸有关的系列假说认为，外来植物
进入新生境后，因脱离与其协同进化的专性天敌
而使自身种群大规模爆发［9］，甚至发生了增强竞
争能力的进化［10 － 11］。但外来植物在新生境中依然
面临广谱天敌的威胁，甚至遇上新的天敌［12］。进
入新生境后，云南本地天敌会从取食行为和生理
生化方面发生适应外来植物的协同进化［13］，从而
导致外来植物天敌压力增加。这种天敌压力由低
到高的变化可能会使外来植物的入侵性发生由高
到低的进化变化［8］。本研究发现紫茎泽兰入侵性
降低而天敌压力增加的趋势，可能是云南本地天
敌在解毒机制方面已经发生了适应紫茎泽兰毒性
的进化。本研究测定了昆虫取食紫茎泽兰后体内
神经毒剂———乙酰胆碱含量的差异，结果发现能
取食紫茎泽兰的天敌体内毒素积累较少，说明其
解毒能力较强。
194第 4 期 牛燕芬，等:云南本地昆虫取食紫茎泽兰的原因研究
关于紫茎泽兰的论文很多，但只有近几年的 2
篇文献报道昆虫取食紫茎泽兰的现象［8，14］，可能是
因为云南本地天敌没有发生适应紫茎泽兰的进化而
不能取食紫茎泽兰。在入侵早期，紫茎泽兰本来可
能是云南本地天敌可口的食物来源，但因为云南本
地天敌长期的饮食习惯不愿意取食它(“行为限制假
说”);也可能是云南本地天敌的解毒机制尚不健全，
对紫茎泽兰的毒性无所适从［13］，因而导致入侵早期
紫茎泽兰面临的天敌压力较小。但随着与紫茎泽兰
接触时间的增加，云南本地天敌已经开始从行为和
生理生化方面逐步适应紫茎泽兰，所以有紫茎泽兰
天敌逐渐增加的倾向。
294 云南农业大学学报 第 30 卷
甘蓝 (包括莴苣)是甜菜夜蛾和斜纹夜蛾常规
的食源性材料。在试验过程中，同时饲喂甘蓝和紫
茎泽兰之后，2种昆虫的生命体征与其体内乙酰胆碱
质量浓度有明显的相关性，由此推测甜菜夜蛾中毒
与取食紫茎泽兰后体内乙酰胆碱积累有关。王一丁
等［15］的研究也发现，从紫茎泽兰中提取分离的紫茎
泽兰素 A ［3β，5a －3 －羟基 －雄甾 －16 －内型 (16，
17 － b － b) －1’ －甲基吲哚)］对棉蚜的乙酰胆碱
酯酶活性有抑制作用。取食紫茎泽兰后，斜纹夜蛾
可能能够立即分解乙酰胆碱酯酶使体内的乙酰胆碱
水解为而失去毒性，因此没有中毒症状。
本研究中，甜菜夜蛾对浸蘸紫茎泽兰叶片汁液
的甘蓝和莴苣有明显的体积分数效应，可能反映了
自然条件下大多数昆虫对紫茎泽兰取食的基本情形，
即在没有食物可供选择的情况下，昆虫会适当取食
自己不喜欢的植物并发生了适应性进化。比如，在
另一项试验中，将几种昆虫同时放在相邻的紫茎泽
兰和蔬菜上，每种昆虫基本都会离开紫茎泽兰而转
移到别的植株上;然而，当把昆虫转接到单一紫茎
泽兰植株上后，部分先前会离开的昆虫却能够正常
生长发育 (未发表数据)。云南本地昆虫取食紫茎泽
兰可能已经经历了从不熟悉到熟悉，从不能到能够
取食的适应过程。冬季绝大多数植物地上部分死亡
而紫茎泽兰正常生长的物候特征，以及农药的大范
围使用，使紫茎泽兰充当了云南本地昆虫的避难场
所;因此加强了云南本地昆虫与紫茎泽兰的联系。
此外，云南本地昆虫能够取食紫茎泽兰可能
还涉及更多解毒机制的作用，本研究只初步证实
取食紫茎泽兰后，昆虫头部乙酰胆碱积累与其中
毒症状相关，更多影响云南本地昆虫对紫茎泽兰
取食的因素有待深入研究。
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