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Identification of active components of sex pheromone for Sidemia depravata and field trapping

淡剑袭夜蛾性信息素活性成分的鉴定和田间诱蛾研究



全 文 :淡剑袭夜蛾性信息素活性成分的鉴定和
田间诱蛾研究 3
魏洪义1 ,2  杜家纬1 3 3
(1 中国科学院上海生命科学院植物生理生态研究所 ,上海 200032 ;2 江西农业大学农学院 ,南昌 330045)
【摘要】 提取和鉴定了淡剑袭夜蛾 ( S idemia depravata)的性信息素主要组分 ,并进行了田间试验. 结果表
明 ,雌蛾性腺体提取物中主要性信息素组分为顺292十四碳烯醇醋酸酯 (Z9214∶Ac)和顺29 , 反2122十四碳烯
醇醋酸酯 (Z9E12214∶Ac) . 在这 2 种化合物配制的二元组份诱芯中 ,以 Z9214∶Ac/ Z9E12214∶Ac = 5/ 5 和 6/
4 比例配制成的诱芯诱蛾效果较好 ,田间诱蛾量显著高于以 1∶9、2∶8 和 3∶7 比例配制的诱芯.
关键词  淡剑袭夜蛾  性信息素  草坪  顺292十四碳烯醇醋酸酯  顺29 ,反2122十四碳烯醇醋酸酯
文章编号  1001 - 9332 (2003) 05 - 0730 - 03  中图分类号  Q968  文献标识码  A
Identif ication of active components of sex pheromone for Sidemia depravata and f ield trapping. WEI Hong2
yi1 ,2 ,DU Jiawei (1 S hanghai Institute of Plant Physiology and Ecology , S hanghai Institutes f or Biological Sci2
ences , Chinese Academy of Sciences , S hanghai 200032 , China ;2 College of A gronomy , Jiangxi A gricultural
U niversity , N anchang 330045 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2003 ,14 (5) :730~732.
(Z)292tetradecenyl acetate (A) and (Z ,E)29 ,122tetracecadienylacetate (B) were found in sex pheromone gland
extracts of female lawn grass cutworm (L GCW) , S idemia depravata ,with single gland extract technique by gas
chromatography. Field trapping tests were conducted in tall fescue fields in Yangzhou City , Jiangsu Province of
eastern China. Baits containing components A and B in 5 different ratios were tested in the fields for evaluating
their attractiveness to male L GCW. Water pool traps with red septa containing 5∶5 and 6∶4 of A and B caught
significantly more male L GCW than traps containing 9∶1 , 8∶2 or 7∶3 of A and B.
Key words  S idemia depravata , Sex pheromone , Turfgrass , ( Z)292tetradecenyl acetate , ( Z , E)29 , 122te2
tradecadienyl acetate.
3 中国科学院知识创新工程项目 ( KSCX22022522) .3 3 通讯联系人.
2002 - 08 - 17 收稿 ,2002 - 11 - 12 接受.
1  引   言
近年来 ,伴随着草坪在我国许多大中城市的迅
速发展 ,草坪害虫淡剑袭夜蛾 ( S i dem ia depravata)
时常暴发成灾[5 ,7 ] . 昆虫性信息素已广泛应用于害
虫的预测预报和诱捕防治 ,目前已鉴定出的草坪蛾
类害虫性信息素结构的种类有小地老虎 ( A grotis
i psilon) 、斜纹夜蛾 ( Prodenia lit ura) [8 ] 、粘虫 ( Pseu2
daletia separata) 、一点粘虫 ( P. uni puncta) [2 ] 、豆杂
色夜蛾 ( Peri drom a saucia) 、铜色夜蛾 ( Nephelodes
m i nians)和草地贪夜蛾 ( S podoptera f rugi perda) [6 ]
等 ,并进行了田间诱捕试验. 而有关淡剑袭夜蛾性信
息素的研究目前仅见 Kurihara 等[3 ]的报道. 他们从
淡剑袭夜蛾雌蛾腹末分离出 3 种化合物 ,鉴定出 2
种性信息素组份 Z9E12214∶Ac 和 Z9214∶Ac ,并进行
了风洞行为测试 ,但未进行田间诱捕试验. 由于我国
草坪害虫的危害呈加重趋势 ,城市草坪害虫的无公
害防治已成为当务之急. 本研究报道上海和江苏等
地草坪主要害虫之一 ———淡剑袭夜蛾性信息素的化
学结构及其组分不同比例的田间诱捕试验结果.
2  材料与方法
211  供试材料
在江苏省扬州市内的高羊茅草坪采集到淡剑袭夜蛾大
龄幼虫 ,并置于试验室盆栽高羊茅饲养至化蛹 (光照为 L14∶
D10 ,温度为 25 ±1 ℃,相对湿度约 80 %) . 待化蛹后分雌雄 ,
将雌蛹置于养虫笼 (40cm ×20cm ×15cm) 内. 逐日检查养虫
笼 ,笼内放有 10 %的蔗糖水.
212  性信息素提取
在第三个暗期开始后的第 7~8h ,取出处女雌蛾 ,轻轻
压挤雌蛾腹部 ,迫使性信息素腺体外突 ,用手术摄摘取性信
息素腺体 ,放入自制的微型尖底玻璃管 (内径 2mm ,长约
2cm)中 ,加入 10μl 含有内标 (11∶Ac ,1ng·μl - 1 ) 的重蒸正己
烷.将装有性信息素腺体的微型尖底玻璃管放进盛有 100μl
正己烷的样品瓶内加密封盖 ,室温下浸提 1h 后将全部浸提
液注入气相色谱仪中进行分析.
213  性信息素组份分析
采用 HP25880 型带无分流进样器的毛细管色谱仪 ,氢
应 用 生 态 学 报  2003 年 5 月  第 14 卷  第 5 期                               
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,May 2003 ,14 (5)∶730~732
火焰离子检测器 ,HP217 石英毛细管柱 (25m ×0. 2mm) , HP2
5880 终端微处理机. 色谱条件为 : 起始温度 100 ℃,保持
2min ,然后以 10 ℃·min - 1的速率升温至 200 ℃,进样室温度
为 220 ℃,检测室温度为 250 ℃,氮气作载气. 性信息素组份
采用与标准化合物保留时间相比较的方法进行定性 ,并与内
标的色谱峰面积相比较进行定量.
214  性信息素诱芯的配制
性信息素标准化合物 ———顺292十四碳烯醇醋酸酯 ( Z92
14∶Ac)和顺29 ,反2122十四碳烯醇醋酸酯 ( Z9 , E12214∶Ac) 均
由本室合成 ,经气相色谱检测 ,纯度均达到 95 %以上. 将上
述 2 种信息素组分用二氯甲烷均稀释成浓度为 5μg·μl - 1的
溶液 ,按试验要求配制成不同比例的二元信息素组分溶液 ,
并用气相色谱分析校正二元组份的比例. 然后将 100μl 性信
息素溶液滴加到硅橡胶塞 (由本实验室加工 ,直径 0. 9cm ,
高 0. 9cm ,容积约 200μl)的凹杯中 ,待二氯甲烷挥发后 ,用聚
乙烯保鲜膜密封 ,置于冰箱内 ,低温保存备用.
215  诱捕器
诱捕器采用红色塑料盆 (直径为 20cm , 高 15cm) ,盆内
放置清水 ,并加入 1 %的洗衣粉 ,用细铁丝将诱芯固定在盆
的上部 , 诱芯位于盆的中央且距离水面 1. 5~2cm.
216  田间诱捕试验
试验于 2001 年 10~11 月在江苏省扬州市横沟变电站
高羊茅草坪 (面积约 0. 5km2 ) 和下里河农科所高羊茅草坪
(面积约为 0. 7km2)进行. 每种比例的诱捕器设 3 个重复 ,每
个诱捕器相距不少于 20m. 从诱捕器放置后第 2 天起 ,每日
清晨检查和记录各诱捕器的雄蛾数. 2002 年 9~10 月在江
苏扬州教育学院草坪进行重复试验.
3  结果与分析
311  性信息素组份鉴定
  GC 分析结果表明 ,淡剑袭夜蛾雌蛾性信息素
腺体抽提物中共出现 3 个色谱峰 (2、3、4) ,色谱峰 1
为内标物 (11∶Ac) . 2、3 和 4 号峰在 HP25880 毛细
管气相色谱仪显示出的保留时间分别为 : 13. 83、
14. 95和 16. 36min ,面积比为 7. 0∶11. 0∶2. 5 ,其中峰
3 和峰 4 的面积比为 4. 4∶1. 0 . 以标准化合物作对
照 ,峰 3 和峰 4 的保留时间与 Z9214∶Ac 和 Z9E122
14∶Ac 完全一致 ,峰 2 未能找到相应标准化合物 (图
1) .
312  二元信息素组分不同比例诱芯田间诱捕效果
  从 2001 年的试验结果 (表 1) 来看 ,横沟变电站
高羊茅草坪 (草坪 1)设置的 5 种不同性信息素二元
组分比例的诱芯中 ,以 T4 诱芯的诱蛾效果最好 ,日
最高诱蛾量为 35 头 ;其次为 T5 诱芯 ,这 2 种诱芯
与其它 3 种诱芯的诱蛾效果差异显著. 下里河农科
所 高羊茅草坪 (草坪2) 中 , T5诱芯的诱蛾效果最
图 1  淡剑袭夜蛾雌蛾性信息素腺体浸提物成份与标准化合物在
HP25880 气相色谱仪 ( HP217 石英毛细管柱)上的色谱图
Fig. 1 Gas chromatograms of extracts from sex glands of female Sidemia
depravata and standard components.
A :性腺体浸提物 ,B :标准化合物 ,图中 11 :Ac 为内标 ,标准化合物图
谱 (B)中的 Z9214∶Ac 和 Z9 E12214∶Ac 分别与性腺体抽提物图谱 (A)
中的 3 和 4 号色谱峰相对应 ,2 号色谱峰未知. A : Extracts from sex
glands of female L GCW , B :Standard components. 11∶Ac (hendecyl ac2
etate) was the internal standard. Peak 2 in A was an unknown compo2
nents , the retention time of peak 3 and 4 in A were consistent with that
of Z9214∶Ac and Z92E12214∶Ac in B , respectively.
好 ,日最高诱蛾量达 50 头 ,它与其余 4 种诱芯的诱
蛾效果差异显著 ,其次为 T4 和 T3 诱芯. 2 块草坪
中 T1 和 T2 诱芯对淡剑袭夜蛾的引诱能力最差 ,在
多数时间内不能诱捕到雄蛾 ,单个诱捕器的日平均
诱蛾量小于 1 头 ,日最高诱蛾量也较低 ,因而这 2 种
诱芯不适宜于田间应用.
  草坪 1 的四周皆为稻田 ,远离住宅区 ,且变电站
内封闭性强 ,草坪及诱捕器很少受灯光等人为干扰 ;
而草坪 2 在农科所内 ,受灯光及人为干扰的影响要
大于草坪 1. 虽然这 2 块草坪的地理位置和环境状
况不一致 ,但在 2 块草坪的 5 种处理中 , T4 和 T5 诱
芯均表现出较好的诱蛾效果 ,而 T1 和 T2 诱芯对淡
表 1  淡剑袭夜蛾性信息素诱芯的田间诱捕试验 ( 2001 年 10~11
月 ,江苏扬州)
Table 1 Field trapping of sex pheromone dispensers of la wn grass cut2
worm ( L GCW) in Yangzhou, Jiangsu Province in October2November ,
2001
处理
Treat2
ment
信息素组分比例
Ratio of sex
pheromones
A 3 B 3 日平均诱蛾量 (头/ 诱捕器)Mean trap capturesfor L GCW (males/ trap)草坪 1Turfgrass 1 草坪 2Turfgrass 2 日最高诱蛾量 (头/ 诱捕器)Top No. ofL GCW captured(males/ trap)草坪 1
Turfgrass 1
草坪 2
Turfgrass 2
T1 9 1 0. 25 a 0. 23 a 2 2
T2 8 2 0. 61 a 0. 77 a 6 4
T3 7 3 1. 72 a 1. 50 b 17 14
T4 6 4 9. 17 b 4. 80 bc 35 19
T5 5 5 7. 61 b 10. 50 d 30 503 A : (Z)292tetradecenyl acetate ,B : (Z ,E)29 ,122tetradecadienyl acetate. 3 3 同一
栏数值后的相同字母表示经 DMRT检验差异不显著 ( P = 0. 05) . Value in the
same column followed with same letter was not significantly different by Duncan’s
new multiple range test ( P = 0. 05) . 下同 The same below.
1375 期            魏洪义等 :淡剑袭夜蛾性信息素活性成分的鉴定和田间诱蛾研究         
剑袭夜蛾的引诱能力均较差. 由此可以看出 , T4、T5
诱芯的诱蛾效果较好 ,可用于淡剑袭夜蛾田间预测
预报.
  为了验证人工合成诱芯对淡剑袭夜蛾的引诱效
果 ,2002 年继续在扬州高羊茅草坪进行田间诱蛾试
验. 2002 年试验的时间早于 2001 年 ,田间蛾量也较
大 ,4 种诱芯都能诱集到相当数量的淡剑袭夜蛾 ,而
T5 仍然表现出最好的诱蛾效果 (表 2) . 这一结果进
一步证实了以 Z9214∶Ac/ Z92E12214∶Ac = 1∶1 配制
的二元组份混合物对野外淡剑袭夜蛾雄蛾诱蛾效果
最佳的结论.
表 2  性信息素诱芯对淡剑袭夜蛾的田间引诱效果( 2002 年 9~10
月 ,江苏扬州)
Table 2 Sex attractant for male la wn grass cut worm ( L GCW) in
Yangzhou, Jiangsu Province in September2October , 2002
处理
Treat2
ment
信息素组分比例
Ratio of sex
pheromones
A 3 B 3 日平均诱蛾量 (头/ 诱捕器)Mean trap capturesfor L GCW(males/ trap) 日最高诱蛾量 (头/ 诱捕器)Top No. of L GCWcaptured(males/ trap)
T3 7 3 25. 5 b 67
T5 5 5 45. 0 a 161
T6 3 7 26. 9 b 54
T7 1 9 23. 3 b 52
4  讨   论
  通过气相色谱分析 ,将标准化合物和从雌蛾性
腺体提取出的性信息素组份进行比较 ,并结合田间
诱蛾试验结果 ,证实 Z9214∶Ac 和 Z9E12214∶Ac 为
淡剑袭夜蛾性信息素的 2 个主要组份. 当把此 2 种
化合物按 5∶5 ( T5)或 6∶4 ( T4)配制成二元性信息素
诱芯时 ,对淡剑袭夜蛾雄蛾具强烈的引诱作用.
  从田间试验结果来看 ,2001 年 10~11 月间 , T4
和 T5 诱芯的日最高诱蛾量可分别达 35 头和 50
头 ,2002 年 9~10 月期间 , T5 诱芯的日最高诱蛾量
则达 161 头 ,且在淡剑袭夜蛾发生期间内每日均能
诱捕到雄蛾 ,说明这 2 种诱芯完全可应用于淡剑袭
夜蛾的预测预报 ,这对于该虫目前的化学防治工作
可起到指导作用 ,可以大大减少在防治时盲目用药
的现象.
  本文鉴定出的淡剑袭夜蛾 2 种性信息素组份与
Kurihara 等[3 ]鉴定的结果是一致的 ,均为 Z9214∶Ac
和 Z9E12214∶Ac. 实际上 ,这 2 种化合物在灰翅夜蛾
属昆虫的性信息素中是最为普遍的 ,在已鉴定出的
16 种灰翅夜蛾属昆虫的性信息素中 ,有 14 个种类
的信息素系统中均含有 Z9214∶Ac 和 Z9E12214∶
Ac[4 ] . 而另 1 种化合物未能鉴定出 ,因而对它在淡
剑袭夜蛾性信息素中所起的作用无法进行判断 ,有
待于进一步研究.
  此外 , Kurihara 等[3 ]在进行风洞测试淡剑袭夜
蛾对不同比例性引诱剂的行为反应时发现 ,以 Z92
14∶Ac :Z9E12214∶Ac 为 8∶2 进行配制的性引诱剂能
引起最多的雄蛾接触到信息素源. 但从田间诱捕试
验结果来看 ,对淡剑袭夜蛾雄蛾的诱蛾效果最好却
是以 5∶5 或 6∶4 比例配制的诱芯. 本文结果与 Kuri2
hara 等[3 ]的风洞行为测试结果有较大的差异 ,可能
有以下几种原因 :一是两地种群差异 ,因为同一物种
不同种群个体的性信息素存在着不同的组份比例 ,
这在许多昆虫中已得到证实[1 ] ;二是单腺体抽提量
与野外淡剑袭夜蛾实际释放量的差异. 单腺体提取
法所得的性信息素滴度是雌性腺体内静态的量 ,并
不完全等同于雌蛾在求偶时所释放的精确比例 ;三
是风洞行为测定试验结果与田间试验结果的差异.
风洞是一个模拟自然环境的物理模型 ,其温度、湿
度、风速和化学气迹都是稳定的 ,与田间多变复杂环
境条件和气迹空间还是有差异的[9 ] .
致谢  本文在虫源采集和田间试验方面得到扬州大学农学
院祝树德教授和植保专业王进锋、孙厚俊、王光富及常燕等
同学的大力协助 ,谨致谢意.
参考文献
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作者简介  魏洪义 ,男 ,1964 年 11 月生 ,博士生. 主要从事
害虫综合防治及化学生态学研究 ,发表论文 20 余篇. E2mail :
h1wei @163. com
237 应  用  生  态  学  报                   14 卷