硕士论文-虫害诱导棉花挥发物对绿盲蝽和棉铃虫的趋性影响.doc

分类号： 学校代码： 10401 密 级： 学 号： 0202012177 硕 士 学 位 论 文虫害诱导棉花挥发物对绿盲蝽和棉铃虫的趋性影响Taxis of Apolygus lucorum and Helicoverpa armigera to plant volatiles from herbivore-induced cottons 申 请 人： 指 导 教 师： ： 学 科 专 业： 农业昆虫与害虫防治 所在院（所）： 农学院 论文提交日期： 2015年4月15日 研究承蒙国家973课题“害虫和寄主植物的化学通讯机制”（2012CB114104）2012-2017 国家自然科学基金创新群体项目“棉花-害虫-天敌的互作机制”（31321004）2014-2016资助II目录独 创 性 声 明本人声明，所呈交的学位论文，是在指导教师指导下，通过我的努力取得的成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已经作了答谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果，也不包含在江西农业大学或其它教育机构获得学位或证书而使用过的材料。与我一同对本研究做出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如被查有严重侵犯他人知识产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位论文作者亲笔签名： 日 期： 论文使用授权的说明本人完全了解江西农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在 年后解密可适用本授权书。不保秘, 本学位论文属于不保密。 （请在方框内打“”） 学位论文作者亲笔签名： 日 期： 指导教师亲笔签名： 日 期： 目 录摘要IAbstractIII第一章 文献综述11虫害诱导挥发物的定义12虫害诱导挥发物的诱导与特性13虫害诱导挥发物的生物合成24虫害诱导挥发物的作用24.1 HIPVs对有害生物的作用24.2 HIPVs对天敌的作用34.3 HIPVs对邻近植物的作用45虫害诱导挥发物应用前景46本研究的目的和意义4第二章 锦葵科植物挥发物的收集与分析61材料和方法61.1 供试植物61.2 实验方法61.2.1挥发物收集61.2.2挥发物检测61.2.3挥发物定量61.2.4数据处理82 结果与分析82.1锦葵科植物挥发物鉴定与分析82.2 锦葵科植物挥发物的定量9第三章 棉花虫害诱导挥发物的收集与分析111材料与方法111.1试验材料111.1.1 棉花品种111.1.2 供试虫源111.2 实验方法111.2.1 棉花诱导处理111.2.2挥发物收集111.2.3挥发物分析122.1挥发物定量的参数122.2辽阳多毛棉挥发物定量132.3亚洲棉挥发物定量142.4石远321挥发物定量162.5 SGK321挥发物定量183讨论193.1收集方法193.2定量方式193.3物质分析20第四章 绿盲蝽和棉铃虫对几种物质的EAG反应211材料与方法211.1供试虫源211.2试验方法212.1绿盲蝽EAG实验212.2棉铃虫EAG实验213讨论23第五章 绿盲蝽对几种物质的行为反应241材料与方法241.1供试虫源241.2实验方法242结果与分析253讨论26第六章 总讨论27参考文献28致谢33作者简介34附录35摘要摘要绿盲蝽等盲蝽蟓是当前棉花作物上的最主要的害虫。棉铃虫在90年代大爆发曾造成重大损失，随着转基因棉的长期使用，棉铃虫对Bt蛋白也在逐渐产生抗性。为了对绿盲蝽和棉铃虫进行有效地可持续防治，实验通过对室外的锦葵科7种植物（苘麻、蜀葵、黄秋葵、SGK321、石远321、辽阳多毛棉和亚洲棉）的挥发物收集和室内4个棉花品种（SGK321、石远321、辽阳多毛棉和亚洲棉）的虫害诱导处理（A1：棉铃虫取食处理6h；A2：棉铃虫取食处理12h的棉花；A3：棉铃虫取食处理24h的棉花；B：棉蚜取食处理5d的棉花；C：绿盲蝽取食处理24h的棉花；CK：未受虫害的健康棉花），并对这6个处理的棉花进行挥发物的收集与分析。筛选鉴定后的挥发物，进一步对绿盲蝽和棉铃虫进行电生理和行为实验，以期找出相关的活性物质。实验结果如下：7种植物的挥发物类别和含量存在较大差异，其中石远321的挥发量最大。蜀葵的挥发量最小。黄秋葵和苘麻等棉花以外的几种植物DMNT的挥发量均较小。田间棉花于室内棉花的挥发物在挥发物的释放规律上存在很大差异。实验发现被害虫虫取食后的棉花挥发物与对照有很大差异。不同品种棉花的挥发物在种类和含量上均存在较大差异。在同一棉花品种中，一般棉铃虫处理的挥发物的含量高于绿盲蝽，而后是对照和棉蚜处理。三个不同害虫处理之间挥发物释放规律存在差异。在棉铃虫三个处理中，挥发物的释放与处理时间有关。在辽阳多毛棉中，一些挥发物在部分处理中挥发量显著高于对照，棉铃虫3个处理中的罗勒烯，DMNT(3E)-4,8-Dimethyl-1,3,7-nonatriene)始终高于对照。棉蚜处理中的-蒎烯，柠檬烯，壬醛，癸醛，十三烷的挥发量较之对照有所增加。在绿盲蝽处理B中，挥发物DMNT和癸醛的挥发量高于对照。在亚洲棉处理中棉铃虫处理中，芳樟醇，DMNT，随着处理时间的增加而增加。棉蚜处理的-石竹烯和-萜品烯显著高于对照。绿盲蝽处理中罗勒烯，DMNT，TMTT(E,E)-4,8,12-Trimethyl-1,3,7,11-tridecatetraene)均高于对照。在石远321中，月桂烯，罗勒烯，萜品油烯，芳樟醇，DMNT，TMTT，6-甲基-5-庚-2-酮，乙酸叶醇酯在棉铃虫处理A3处理中显著高于对照，而A1处理却与对照没有差异。棉蚜处理中各定量物质与对照均没有差异。绿盲蝽处理中，TMTT显著高于对照。在SGK321中，月桂烯，罗勒烯，DMNT，水杨酸甲酯，芳樟醇，TMTT，6-甲基-5-庚-2-酮，乙酸叶醇酯在棉铃虫A2处理就达到了诱导挥发量的最高值，显著高于A1和A3处理，在棉蚜处理中月桂烯和十三烷挥发量高于对照。绿盲蝽处理中，柠檬烯，DMNT的挥发量显著高于对照。在电生理实验中绿盲蝽对反-2己烯酸丁酯，DMNT，芳樟醇，6-甲基-5-庚-2-酮，有较大的EAG反应，其中反-2己烯酸丁酯反应值最高。总体看来，绿盲蝽雄虫对相同物质的EAG反应高于雌虫。在棉铃虫的EAG反应实验中，化合物的相对值差异较大，棉铃虫对6-甲基-5-庚-2-酮的反应值最高，其次是乙酸己酯和乙酸叶醇酯。雄虫对-石竹烯的反应值显著高于雌虫，而雌虫对6-甲基-5-庚-2-酮的反应值显著高于雄虫。在行为实验中，绿盲蝽雌虫对乙酸叶醇酯，罗勒烯，月桂烯和DMNT表现出较强的趋性。对雄虫有吸引作用的物质有-蒎烯，DMNT和柠檬烯，其中-蒎烯的吸引作用极显著。关键词：棉花挥发物；GC-MS；绿盲蝽；棉铃虫；电生理；行为实验IVAbstractAbstractApolygus lucorum becomes a main pest with the great extension of transgenic cotton and less pesticides used in cotton fields. Cotton bollworm outbroke in 90s and caused significant loss and the long-term use of Bt cotton makes it become resistant. For the aim of sustainable control of Apolygus lucorum and cotton bollworm (Helicoverpa armigera), volatiles of seven species of plants in Malvaceae were collected and analyzed. Six treatments (A1:cotton induced by cotton bollworms for 6h. A2: cotton induced by cotton bollworms for 12h. A3: cotton induced by cotton bollworm for 24h. B: cotton induced by Apolygus lucorumcotton for 24h. C: cotton induced by aphid for 5d. CK: healthy cotton.) of four cotton varieties (liaoyangduomao, yazhoumian, shiyuan321, SGK321) in pest induced test were conducted. The volatile of every treatment was collected and analyzed. Electrophysiological response and behavior test was carried out to find some active chemicals. Volatiles of seven species of plants in Malvaceae showed remarkable difference in categories and quantities. The cultivar shiyuan321 showed the highest while Althaea rosa showed the lowest in content. DMNT was less released outside cotton species in okra and abutilon. The results implied that the volatile of induced cotton showed significant difference compared with the control. Volatile in different cotton varieties resulted in significant differences. Generally, in the same cotton variety, cotton induced by cotton bollworm released more volatile in amount than which was induced by other pests. It appeared to be different rules in treatments of different pests. The release of the volatile in the cotton bollworm treatment was related to the time pest induced. Some volatile were significantly different from the control in some treatments of liaoyangduomao. The content of ocimene and DMNT in the three treatments of cotton bollworm induced cotton were significantly higher than the control. The amount of -pinene, limonene, nonanal, decanal and tridecane in cotton induced by aphid were higher than the control. DMNT and decanal in the treatment of Apolygus lucorum showed difference from the control.Amount of linalool and DMNT in the treatment of yazhoumian induced by cotton bollworm became higher with treatment time increasing. -caryophyllene and -Terpinene in the treatment of aphid were higher in amount than control. The content of DMNT and TMTT induced by Apolygus lucorum was significantly higher than the control.The shiyuan321 variety showed higher content of myrcene, ocimene, -Terpinene linalool, DMNT, TMTT, (Z)-3-Hexen-1-ol acetate than control in the treatment A3, but it was less than A1. No distinction was found in the cotton induced by aphid. TMTT showed significant differences between cotton induced by Apolygus lucorum and the control.In the test of SGK321, myrcene, ocimene, DMNT, methyl salicylate, 6-methyl-5-hepten-2-one, (Z)-3-Hexen-1-ol acetate, TMTT reached the highest content of all treatment in A2, which was significantly different from treatment A1 and A3.Volatile content of myrcene and tridecane are observably higher than the control. Limonene and DMNT of the cotton induced by Apolygus lucorum showed a higher amount than control.Both female and male Apolygus lucorum present a high response on (E)-2-Hexenyl butanoate which was the highest, DMNT, linalool and 6-methyl-5-hepten-2-one in EAG test. In the whole, the EAG response of the male was higher than the female. EAG relative value of different chemicals showed very big difference in the test of cotton bollworm. Both male and female showed largest response in 6-methyl-5-hepten-2-one, followed by Hexyl acetate and (Z)-3-Hexen-1-ol acetate. The males showed a bigger response to -caryophyllene than the female, but the femalespresent higher on 6-methyl-5-hepten-2-one.In the test of olfaction bioassay, female Apolygus lucorum showed a significantly preference to (Z)-3-Hexen-1-ol acetate, ocimene, myrcene and DMNT. The males were attracted by -pinene. DMNT and limonene and -pinene was its favorite.Key word: cotton volatile; GC-MS; Apolygus lucorum; Helicoverpa armigera; EAG; olfactory bioassay第一章 文献综述第一章 文献综述1虫害诱导挥发物的定义健康植株与受植食性昆虫取食后的植株的挥发物在质和量上有很大差异1，虫害诱导挥发物是指植物受到害虫胁迫后释放的挥发性物质（herbivore-induced plant volatiles, HIPVs）。虫害诱导挥发物的组成复杂，国内外学者从有形成过程2，化学结构3，合成途径4等方面分别分类。从化学结构上把HIPVs可分为萜类化合物，绿叶性化合物和其他类化合物。萜类物质从结构上看是以异戊二烯为基础而衍生出来的一类物质，这类物质是虫害诱导挥发物的重要组分，植物挥发物中主要是单萜，倍半萜和一些分子量在200左右的萜类衍生物，在植物受到昆虫取食诱导后地变化最明显，在植物和昆虫之间化学通讯过程中起着重要作用；以C6为基本构架的绿叶性挥发物在被害虫危害前后也有较大差异，对昆虫的行为也有较大影响；植物激素水杨酸甲酯和茉莉酸甲酯在虫害诱导后也有微量增加，两者都是是启动植物防御机制的物质；吲哚等含氮物质在虫害后挥发量也会发生变化，但是具体的生理生态作用还有待研究。虫害诱导挥发物不止局限于受昆虫取食而变化的挥发物，有研究表明，在植物受到害虫产卵时分泌物诱导后，挥发物也会发生变化。但是豌豆蚜在取食蚕豆时，蚕豆的挥发物不会发生变化，同时使甜菜夜蛾幼虫和豌豆蚜取食蚕豆，相比单独甜菜夜蛾取食时挥发物又有所减少，可见豌豆蚜会抑制蚕豆挥发物的释放5。2虫害诱导挥发物的诱导与特性一般的机械损伤而造成的挥发物变化往往都是即时的，只是叶片中贮藏的挥发物的直接释放，而虫害诱导的挥发物在植物体内会经过复杂的合成过程才会释放，因而会表现出有一定的滞后。在油菜露尾甲取食欧洲油菜的花后24小时内，植株的芳樟醇挥发量没有发生变化，但是在取食诱导48小时后挥发量上升了6-7倍，72小时后上升到10倍。-石竹烯、E-法尼烯和Z-罗勒烯挥发量也在72小时后才显著上升6。植物在受到虫害胁迫后，挥发物的量和组成在一定时间内会会发生变化，并在不同时刻达到一个峰值7。植株被害虫危害后，不仅在危害伤口处，整株植物都会大量释放新合成的挥发物8。植物在不同季节不同生长发育阶段被害虫取食而诱导出的挥发物是有差异的9。水杨酸甲酯能够有效诱导虫害诱导挥发物的产生10。但有学者通过不能释放水杨酸甲酯拟南芥突变体和野生型拟南芥的对比，发现突变体更能吸引寄生蜂，从而推测水杨酸甲酯在寄生蜂寄住找寻行为中起到抑制作用11。Prisca通过对比食根害虫的单独诱导和食根害虫和刺吸害虫的双重诱导，发现萝卜挥发物中绿叶性挥发物乙酸己酯在双重诱导中有显著增加12。而经茉莉酸甲酯的诱导，玉米能释放出吸引寄生蜂Cotesia kariyai的物质，无论是健康玉米还是受到黏虫危害后的玉米，在经过茉莉酸甲酯处理后，玉米吸引寄生蜂的能力都有所增强，而这种效果能够持续10d13。单独受红蜘蛛危害和先用甘蓝夜蛾幼虫口腔分泌物诱导而后再用红蜘蛛取食诱导，这两个处理的利马豆植株之间挥发物比较相似，推测植物的间接防御不受先前虫口腔分泌物处理影响14。影响植物挥发物变化的因素有很多，田间收集的挥发物可能受到没有被测出的生物与非生物因子影响，而这些因素可能在植物挥发物的生理和生态功能上都起着重要作用15。3虫害诱导挥发物的生物合成研究发现，经植食性昆虫口腔中的-糖苷酶诱导，植物可以产生和虫害相似的挥发物16。水杨基氧肟酸能够调停茶树虫害诱导挥发物的释放和减少相关基因的表达17。十八碳茉莉酸脂氧衍生物在虫害诱导挥发物的合成过程中起重要作用18。萜类合成酶（TPS, terpene synthase）是萜类合成的关键酶，MtTPS1是-石竹烯的一个合成酶，MtTPS5是多个倍半萜的合成酶，MtTPS3能编码橙花叔醇和香叶基芳樟醇，茉莉酸甲酯能诱导TPS基因的表达19。而萜类的合成路线是通过内质网中的甲羟戊酸途径（MVA）和质体中的1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸/2-C-甲基-D-赤鲜醇-4-磷酸途径（DXP/MEP），草甘膦能够抑制莽草酸途径相关酶的活性，从而降低了植物相关挥发物的释放20。甜菜夜蛾取食诱导玉米和外源茉莉酸甲酯诱导玉米有相似的效果，均能诱导oxylipins信号途径关键基因的表达21。斜纹夜蛾的取食能够诱导水稻中茉莉酸合成途径中的两个关键酶的基因表达，而水稻经茉莉酸处理后也诱导了相关防御基因的表达，推测斜纹夜蛾的取食能够诱导启动水稻茉莉酸传导途径，开启水稻的防御机制22。4虫害诱导挥发物的作用大到生态系统碳循环小到植物个体的生长发育，植物的挥发物都起着至关重要的作用。而虫害诱导挥发物是植物挥发物中具有较高生物活性的一类物质。不同昆虫物种，包括植食性昆虫，捕食性昆虫，寄生性昆虫，腐食性昆虫在不同作物背景下对相同的虫害诱导挥发物表现出不同的吸引或排斥反应。在部分种群中，混合组分的挥发物不一定比单一组分的物质表现出更强的引诱作用，不同的植物背景会改变挥发物对昆虫的吸引能力23。4.1 HIPVs对有害生物的作用虫害诱导挥发物参与对害虫的直接防御和间接防御。虫害诱导挥发物对一些害虫的寄主选择，产卵选产等生直接影响。虫害诱导物质对杨扇舟蛾幼虫的生长有抑制作用，同时杨扇舟蛾幼虫对虫害叶表现出一定忌避反应24。绿盲蝽和中黑盲蝽在行为实验中趋向感性品种的棉花，两种棉盲蝽对受到棉盲蝽危害的感性棉花也有一定趋性，但趋性弱于健康的感性棉花25。番茄受到一种杂食性盲蝽Nesidiocoris tenuis取食诱导后产生的挥发物能够驱避白飞虱26。受到榆紫叶甲危害后的榆树，叶醇、-蒎烯、柠檬烯、乙酸叶醇酯、芳樟醇、水杨酸甲酯、石竹烯、-法尼烯和TMTT的挥发量与健康植株有显著差异，榆紫叶甲雌虫对叶醇，芳樟醇和-法尼烯有较强的趋性，而雄虫对-法尼烯和石竹烯有较强的趋性27。水稻虫害诱导挥发物对褐飞虱有一定驱避作用，较高浓度的(E)-2-己烯醛和芳樟醇对褐飞虱的驱避效果显著28。(E)-2-己烯醛、(Z)-3-己烯-1-醇、(E)-2-己烯-1-醇、柠檬烯、芳樟醇、-子丁香烯和橙花叔醇对水稻稻瘟病菌和纹枯病菌的生长均有一定抑制作用，其中(E)-2-己烯醛和(E)-2-己烯-1-醇的抑制作用最强29。4.2 HIPVs对天敌的作用植食性昆虫的天敌，包括捕食性天敌（草蛉，瓢虫，捕食螨等）、寄生性天敌（寄生蜂，寄生蝇等）、病原线虫、病原真菌、鸟类等，对虫害诱导物质都有一定的感应。虫害诱导物质对天敌的作用是植物对害虫间接抗虫性的一个表现。HIPVs相当于是植物向害虫天敌发出的一种求救信号，引诱天敌从而达到间接防御的目的。Davids的实验发现15种虫害诱导挥发物能够吸引多种害虫天敌。草蛉Stethorus punctum picipes受到水杨酸甲酯，叶醇和苯甲醛的吸引；小花蝽Orius tristicolor受到水杨酸甲酯，叶醇，苯甲醛和辛醛的吸引；大眼蝽Geocoris pallens对水杨酸甲酯，吲哚和反式-2-己烯醛有反应；黄蜂Anagrus daanei受到叶醇，辛醛和法尼烯的吸引；邻氨基苯甲酸甲酯对黄潜蝇Thaumatomyia glabra的吸引效果显著30。茉莉酸甲酯处理的棉花叶片与未处理的棉叶相比，更能吸引十一星瓢虫和叶色草蛉31。在葡萄园的室外实验中，叶醇，乙酸叶醇酯和水杨酸甲酯三者的混合物比单独的三种物质更能吸引瓢虫32。郁金香地下部分的球茎经锈螨取食也能释放吸引捕食螨的气味，而简单经过机械损伤的球茎却对捕食螨无引诱效果33。有学者认为捕食螨定位猎物通过虫害诱导挥发物是对挥发物混合物整体的判别而不是对其中单个物质的识别34。Iris发现8个不同品种的黄瓜之间的挥发物存在质和量上的较大差异，挥发物的成分组成对天敌的引诱作用有较大影响，并发现E-罗勒烯，TMTT和其他两个未知物对捕食螨的吸引作用正相关35。当利马豆和黄瓜收到红蜘蛛和甜菜夜蛾幼虫同时危害时，诱导挥发物的量比之单独危害明显增多了，嗅觉试验也表明多物种危害后的植物更能吸引寄生蜂36。在EAG反应中，专性寄生棉铃虫的寄生蜂Microplitis croceipes对虫害诱导物质有较高的EAG反应，而可以寄生多种夜蛾科昆虫的寄生蜂Cotesia marginiventris对绿叶性挥发物的EAG反应值较高36。黏虫取食和机械损伤的玉米植株均能吸引寄生蝇Exorista japonica，但是在黏虫取食的处理的玉米上，寄生蝇的停留时间更久37。无论寄生蜂Cotesia marginiventris在实验前做过什么学习训练，都会趋向它的寄主昆虫为害后的植株，同时它也能在多种害虫危害的状况下区分寄主昆虫危害后所特有的挥发物并且定位寄主38。木薯叶片受到螨类取食后产生的挥发物会促进该螨的致病菌Neozygites tanajoae产生孢子39。柑橘和蓝莓地下挥发物与地上部分释放的诱导物质有着相似的效果，既能吸引寄生蜂，也能吸引昆虫病原线虫40。鸟类也能感受到虫害诱导挥发物并利用来搜寻害虫，Elina经过四组处理：(1)害虫取食的桦树；(2)15mM的茉莉酸甲酯处理；(3) 30mM的茉莉酸甲酯处理和(4)对照的对比研究发现，鸟类更多的会啄取1处理旁的塑料假虫子41。4.3 HIPVs对邻近植物的作用HIPVs能引起邻近植物的防御准备，植物本身不进行虫害诱导挥发物的释放。在未受害的利马豆植株旁边放置受红蜘蛛危害的利马豆，发现未受害的利马豆也能释放少量虫害诱导挥发物。对健康利马豆进行蛋白合成抑制剂处理后在接红蜘蛛危害后，虫害诱导挥发物产生受到抑制。而先前暴露在受害利马豆旁边的健康利马豆植株，在进行蛋白合成抑制剂处理后，挥发物的释放没有受到影响，因此推测临近虫害植株的未受害植株，只是被动地吸附了附近虫害植株的挥发物而非本身进行了虫害诱导物质合成和释放。在未受害的利马豆植株旁边放置(1) 受红蜘蛛危害的利马豆植株；(2) 健康的利马豆植株。这两个处理后的利马豆植株再受到红蜘蛛危害后，处理1的虫害诱导挥发物量高于处理2 42。未受虫害的利马豆植株在受到邻近附近受到红蜘蛛危害的植株挥发物的影响后，能增加花蜜的分泌，延缓植株上捕食螨分散速度，使之停留更长时间43。5虫害诱导挥发物应用前景人工合成的植物源的挥发物质在农业上广泛用于对害虫的防治过程中，是环境友好的生物防治制剂。常见的萜类物质被用作合成原料，广泛应用于化工，医药，食品和化妆品行业。人工合成的植物源挥发物在制成缓释剂后可以用于害虫的监测和防治，有效地诱集害虫或者驱避害虫，降低作物田间虫口密度。同时虫害诱导物质对天敌的招引作用，也在田间加强了生物防治效果。David在葡萄园设置的水杨酸甲酯，茉莉酸甲酯和乙酸叶醇酯的缓释剂能够明显吸引寄生蜂44。在田间设置虫害诱导挥发物能够提高寄生蜂对害虫的感知，有效提高寄生率45。受害的甘蓝和蜜源植物荞麦都能吸引寄生蜂Trybliographa rapae的雌虫，在行为测试一端放置蜜源植物而另一端同时放置蜜源植物和受害甘蓝时，低日龄的雌虫能够选择受害甘蓝端而稍高龄的寄生蜂却不能区分两者的区别，因而在作物中间作蜜源植物能够有效的吸引较高龄的寄生蜂，使他们投入更多时间搜寻寄主，而不会另花时间精力寻找食物46。-蒎烯是空气中一种主要的单萜物质，广泛存在于天然植物中，具有杀菌消毒的功能47，-蒎烯能够显著抑制人体致病菌白色念珠菌的生物合成，对白色念珠菌胞壁中的几丁质、多糖成份和胞膜中麦角固醇的合成具有抑制作用,对其核酸 DNA 和 RNA 的合成均有明显的抑制作用48。柠檬烯是一种广泛应用的单萜，在香料工业中可用于调香，也有研究表明柠檬烯有预防和抑制肿瘤的功效49。6本研究的目的和意义绿盲蝽和棉铃虫寄主广泛，是多种农作物上的重要害虫。在90年代Bt棉推广之前，棉田打药在防治棉铃虫的时候也同时控制了绿盲蝽等次要害虫。随着Bt棉的推广，农药使用的减少，绿盲蝽一跃成为棉田的主要害虫。同时也有报道棉铃虫对Bt毒蛋白已产生一定抗性。投入大量农药容易产生“3R”问题，因而急需寻求更科学合理的手段，可持续地防治害虫，指导农业生产。植物源的引诱剂被广泛应用于害虫的监测和防治，绿叶性挥发物对绿盲蝽的吸引作用已见报道50,绿盲蝽对一些小型昆虫有一定的捕食作用51，推测虫害诱导挥发物对绿盲蝽也存在一定的引诱作用。本实验通过收集多个棉花品种的挥发物，对相关挥发物进行定性和定量分析，筛选特异性物质，进行电生理和行为实验，以期找出对绿盲蝽和棉铃虫有活性的物质。 5第二章 锦葵科挥发物的收集与分析第二章 锦葵科植物挥发物的收集与分析1材料和方法1.1 供试植物植物种子取自自廊坊农科院基地棉虫组储藏室。植锦葵科植物苘麻，蜀葵，黄秋葵取自棉虫组节肢动物调查小区，棉花种子辽阳多毛棉，亚洲棉，SGK321，石远321取自棉虫组绿盲蝽调查小区。植物种于廊坊试验基地棉虫组网室，在网室中每种植物种10行，每行种15株，每一行都用防虫网罩住，生长40天后备用。1.2 实验方法1.2.1挥发物收集采用动态顶空收集法，方法参照于惠林，200752。采样仪型号为北京劳动局的QC-1B。吸附柱材料为Tenax-TA。气流流向：采样仪出口活性炭聚乙烯保鲜袋吸附柱采样仪进口。流速为1L/min。挥发物收集24h后用400L正己烷分2次洗脱至进样瓶中。正己烷中加入8.6ng/L的癸酸乙酯作为内标。样品放于4冰箱待测。1.2.2挥发物检测采用气质联用系统GC-MS（HP6890。HP5973）。色谱条件：程序升温50保持1min。以5/min升至150保持2min。以10/min升至250保持2min。进样量1L。进样口流速50mL/min。载气为氦气。柱流速2.6mL/min。采用不分流进样。质谱条件：溶剂延迟3min。全扫描模式。扫描范围33-250amu。离子源温度250。电离方式EI，70eV。使用MSD ChemStation和NIST谱图库分析挥发物。1.2.3挥发物定量查阅棉花挥发物相关文献53-60，筛选匹配率较高的挥发物购买挥发物标样（表1）。定量方法参照汪小根52加以改进，以正己烷为溶剂把各个标准化合物稀释成浓度为10L/L的溶液，并分别进样确定各个标准化合物地保留时间。质谱色谱图对比进行挥发物定性。分别配制10L/L，20L/L，30L/L，40L/L，50L/L的正己烷多标准化合物的混合溶液，确定定性离子，用以下公式1计算比例常数k。（公式 1）表1 订购样品来源Table 1 Source of the chemicals序号NO.化合物CompoundCAS号Cas number纯度%Purity来源Producer16-甲基-5-庚-2-酮6-methyl-5-hepten-2-one110-93-098ACROS2十三烷tridecane629-50-599ACROS3-蒎烯-pinene7785-70-898JK4月桂烯myrcene123-35-390JK5萜品油烯terpinolene586-62-990SIGMA6茉莉酸甲酯jasmonic acid methyl ester39924-52-295SIGMA7柠檬烯limonene5989-27-597SIGMA8罗勒烯ocimene13877-91-390SIGMA9-石竹烯-caryophyllene6753-98-696SIGMA10癸酸乙酯ethyl silicate110-38-398SIGMA11双丙酮醇4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone123-42-299SIGMA12茉莉酮jasmone488-10-885SIGMA13-萜品烯-Terpinene99-85-495东京化成工业株式会社14乙酸叶醇酯(Z)-3-hexen-1-ol acetate3681-71-897东京化成工业株式会社15芳樟醇linalool78-70-696东京化成工业株式会社16壬醛nonanal124-19-695东京化成工业株式会社17癸醛decanal112-31-295东京化成工业株式会社18反-2-己烯酸丁酯(E)-2-hexenyl butanoate53398-83-793东京化成工业株式会社19-蒎烯-pinene127-91-394东京化成工业株式会社20-石竹烯-caryophyllene87-44-590TCI21乙酸己酯hexyl acetate142-92-799TCI22水杨酸甲酯methyl salicylate119-36-899TCI23DMNT(3E)-4,8-dimethyl-1,3,7-nonatriene19945-61-096常州宁录生物科技有限公司24TMTT(E,E)-4,8,12-trimethyl-1,3,7,11-tridecatetraene62235-06-780常州宁录生物科技有限公司1.2.4数据处理通过以上公式计算收集到的挥发物的浓度，采用DPS统计软件Duncan式多重比较不同植物间主要挥发性物质的含量差异。2 结果与分析2.1锦葵科植物挥发物鉴定与分析经过初步的谱库检索和相关文献的查阅，确定对以下19种物质绘制标准曲线（表2）,包括10种烯类，4种酯类，2种醛类，1种酮类，1种烷类，1种醇类。表2 标样定量参数Table 1 Quantitative parameters of chemicals标样Chemicals保留时间(min)Retention time比例常数kProportional constant相关系数r2Correlation定量离子m/zIcon for quantify-蒎烯4.390.070.99893甲基庚烯酮5.550.530.998108月桂烯5.640.450.99893乙酸叶醇酯6.030.10.98667乙酸己酯6.190.540.98956柠檬烯6.490.340.99393罗勒烯7.020.30.99993-萜品烯7.240.180.99193萜品油烯8.030.20.99793芳樟醇8.380.250.99993壬醛8.460.140.99757DMNT8.780.320.99969水杨酸甲酯10.880.840.999120癸醛11.190.160.99957十三烷13.690.380.99857癸酸乙酯16.161188-石竹烯16.620.760.99893-石竹烯17.460.560.99893TMTT20.470.510.99669茉莉酸甲酯22.240.410.999832.2 锦葵科植物挥发物的定量经GC-MS分析，7种植物的挥发物之间存在很大差异（表3）。定量挥发物中，含物质种类最少的挥发物是蜀葵，其次是黄秋葵和苘麻。月桂烯，水杨酸甲酯，十三烷在亚洲棉中的挥发量最大，与其他植物达到了显著性差异。柠檬烯，萜品油烯，-萜品烯，TMTT，乙酸叶醇酯，DMNT在石远321的挥发量最大，与其他植物之间差异显著，甲基庚烯酮在黄秋葵中挥发量最大。表3 锦葵科植物挥发物定量（ng/L）Table 3 The amount of volatile components in different plants物质chemicals黄秋葵辽阳多毛棉石远321SGK321亚洲棉蜀葵苘麻-蒎烯14.511.4c55.430.2ab12.25.2c47.912.7b76.918.3a00c10.15.4c月桂烯5.11.4d319.4131.9c783.5111.5b281.4129.8c1018.7364.9a1.70.7d1.00.2d柠檬烯2.91.2d63.737.9b125.837.3a22.98.0cd51.731.2bc00d00d罗勒烯32.020.2c359.6253.7bc3367.21300.1a1007.6361.1b154.766.8bc171.628.4bc491.5182.0bc萜品油烯00b00b86.015.7a00b3.42.3b4.51.8b00b芳樟醇00c32.122.8a21.411.9ab13.13.2bc5.03.7c1.51.2c1.80.8c-萜品烯00b2.83.3b195.5108.9a0.90.6b0.80.6b0.10.2b0.91.2b-石竹烯18.313.1a12.99.1ab7.15.2bc0.81.1c5.92.9bc00c0.40.8cTMTT5.02.29c51.429.1b206.055.3a7.79.3c10.17.3c9.15.6c7.01.2c-石竹烯00c4.40.5a1.51.9bc0.20.4c2.83.3ab00c0.30.8c甲基庚烯酮64.825.3a12.714.4b16.710.4b13.315.6b18.18.6b3.52.8b5.94.5bDMNT27.215.1c3872.02493.2b8735.05487.5a583.7140.1bc882.7320.6bc20.510.5c19.612.6c乙酸叶醇酯2.61.5c280.6102.3b1112.8375.3a75.534.7bc26.57.9c11.03.6c25.813.9c乙酸己酯2.70.7b15.77.4a3.60.3b4.11.5b2.40.4b7.54.1b8.06.4b茉莉酸甲酯9.00.5b40.910.8a11.13.5b6.35.9b13.74.5b52.630.9a19.113.2b水杨酸甲酯0.20.5c1.12.2c45.843.5b0.70.5c136.746.0a00c1.72.1c壬醛5921.21934.8ab3866.02217.6bc4067.91919.8bc5362.52269.3abc8647.03452.6a1845.4813.5c4393.91363.4bc癸醛2550.2657.7a67.8154.2c1090.0610.7bc779.6158.1c2956.41794.7a447.4188.7c2125.9626.ab十三烷86.439.2b406.7167.9b290.6227.