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两种寡食性昆虫对非寄主植物挥发性物质的嗅觉及产卵行为反应

舒金平  
【摘要】: 植物挥发物是植物与昆虫之间最为重要的化学信息纽带。许多非寄主植物挥发物对植食性昆虫成虫有驱避作用,这类次生化合物在害虫行为调控中有开发利用的潜力。已有试验表明,植食性昆虫的学习经历可导致其对源于非寄主植物的驱避素产生习惯性反应乃至诱导嗜好性。为了进一步明确学习经历对植食性昆虫成虫行为影响的普遍性及化学机制和行为机制,本文测定了小菜蛾和瓜绢螟两种寡食性昆虫对多种非寄主挥发物、粗提物或单一驱避性化合物及其混合物,在缺乏和获得经历的生理状态下,其所表现出嗅觉反应和产卵选择行为。研究结果如下: (1)非寄主植物番茄对小菜蛾和瓜绢螟、非寄主植物杭白菊对瓜绢螟有显著的驱避作用。但这两种寡食性昆虫对非寄主植物的短暂经历,都可使其对非寄主植物挥发物产生显著的习惯性反应,甚至诱导嗜好性,非寄主植物挥发性气味对两种寡食性昆虫的驱避作用消失。 (2)小菜蛾和瓜绢螟在获得番茄植株经历或经历缺失的状态下都不会选择在番茄植株上产卵。对杭白菊的经历仅能诱导瓜绢螟在杭白菊上产下极少量的卵。 (3)番茄粗提物对无经历小菜蛾表现出显著的驱避作用,而对于番茄粗提物的经历可诱导小菜蛾产生习惯性反应。经番茄粗提物处理的寄主植物白菜对小菜蛾具有吸引作用。在经番茄粗提物处理白菜和对照白菜之间,学习经历对小菜蛾的嗅觉及产卵行为影响不明显。番茄和杭白菊粗提物对无经历瓜绢螟表现出显著的驱避作用,但对非寄主植物粗提物的短暂经历可诱导瓜绢螟产生诱导嗜好性,非寄主植物粗提物的驱避作用消失,反而表现出吸引作用。 (4)嗅觉反应和产卵选择试验结果表明,β-caryophyllene、(-)-camphor或经此两种化合物分别处理的寄主植物白菜对无经历小菜蛾均具有极显著的驱避作用,而当小菜蛾对这些驱避物质有过短暂的经历之后,无论是经历化合物还是经历经化合物处理的白菜,小菜蛾不再被这些化合物或经其处理的白菜所驱避,相反被吸引。α-humulene、(-)-camphor或经(-)-camphor处理的黄瓜对瓜绢螟有显著的驱避作用,而对驱避素的经历使得瓜绢螟对α-humulene、(-)-camphor或经(-)-camphor处理的黄瓜产生了诱导嗜好性。经α-humulene处理的黄瓜对无经历瓜绢螟表现出了吸引作用。 (5)嗅觉反应和产卵选择试验结果表明,β-caryophyllene和(-)-camphor的混合物对无经历小菜蛾具有显著的驱避作用,当小菜蛾对该混合物有过短暂的经历之后,小菜蛾对该混合物的接受概率有所提高,但仍被该混合物所驱避,经历驱避素混合物对小菜蛾的嗅觉及产卵行为影响不显著。α-humulene和(-)-camphor;混合物对无经历瓜绢螟表现出显著的驱避作用,而对α-humulene和(-)-camphor混合物的经历可诱导瓜绢螟产生习惯性反应,混合驱避素的驱避作用消失。 (6) Allyl isothiocyanate对未经历小菜蛾表现出显著的吸引作用,当小菜蛾对该化合物有过经历之后,对allyl isothiocyanate的嗜好性略有提高。α-humulene对无经历小菜蛾既不表现出吸引作用,也不表现出驱避作用,经历该化合物对小菜蛾的嗅觉反应基本无影响。 (7)利用水蒸汽同步蒸馏、固相微萃取及动态吸附3种方法对番茄挥发物进行了收集,采用动态吸附法对杭白菊的挥发物进行了收集,并通过GC-MS对挥发物进行了鉴定,共鉴定出番茄挥发物25种,杭白菊挥发物38种,为研究番茄和杭白菊在自然状态下所释放的挥发性物质在植食性昆虫与植物互作中的作用奠定了基础。 本研究首次证实了小菜蛾、瓜螟对源于非寄主植物番茄或杭白菊的驱避素,均可因经历产生习惯性反应或诱导嗜好性,从而使得这些驱避素的驱避作用减弱或丧失。揭示了这两种植食性昆虫因经历而导致的行为变化主要是对非寄主植物挥发物中驱避化合物的习惯性反应乃至诱导嗜好性引起的。同时证明不同类型驱避化合物的混合可抑制植食性昆虫习惯性反应的发生;这些试验结果为进一步揭示植食性昆虫对驱避素学习行为的化学机制、以及有效利用植物源驱避素进行害虫行为调控提供了新的重要基础信息。


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