（森林保护学专业论文）双条杉天牛生物学特性及侧柏提取物对其引诱活性的研究.pdf

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挥发物的提取 水蒸气蒸馏和索氏提取两种方法的收率分别为0 2 3 和2 3 6 ，后者 收率明显大于前者。两种提取法所得产物分别为提取液l 、提取液2 。 3 提取物的生物测定 “y ”型嗅觉仪法双条杉天牛雌、雄成虫对提取液1 和侧柏木屑均 表现出较强的选择性，选择率分别为6 6 7 、5 8 3 ；对提取液2 基本 无反应。前两者相比，双条杉天牛对提取液1 的选择性较强，且差异显著； 雌、雄虫相比，雌虫的趋性略大于雄虫，但差异不显著。 风洞法双条杉天牛对三种气味源的趋性不同，趋向顺序为提取液1 、 侧柏木屑、提取液2 ，对三者及对照的趋向率分别为7 6 7 、6 3 4 、4 6 7 、4 5 o ；雌、雄成虫对同一气昧源的趋向性有差异，差异不显著；在 一定距离范围( 5 0 1 4 0 c m ) 内，双条杉天牛对气味源的趋性基本不受其 双条衫天牛生物学特性及侧柏提取物对其引诱活性的研究 位置和光照条件的影响；对于不同剂量的提取液l ，在一定范围内，双条 杉天牛的趋向率与使用剂量呈正比，6 0 0 1 11 时趋向率最大，为8 0 ，0 ，超 过6 0 0ul 时，天牛趋向率降低；触角切除后的双条杉天牛对气味源的选 择性与对照无显著差异，分别为5 0 o 和4 5 o ，说明触角是双条杉天 牛感受外部信号的主要器官：双条杉天牛对提取液1 和提取液2 表现出的 风洞行为不同。 触角电位提取液1 和侧柏木屑均能引起双条杉天牛成虫的触角电位 反应，前者大于后者，e a g 值分别为1 4 6 8 o 0 6 1 m v 和1 3 4 2 0 0 2 0 m v 。 提取液2 引起的触角电位反应不明显，e a g 值仅为0 4 0 8 o ，0 8 9 m v ；雌、 雄成虫的触角电位活性存在差异；一定范围内，双条杉天牛的触角电位活 性与提取液1 或侧柏木屑的使用量里正比。 4 两种提取液及侧柏木屑挥发物的g c m s 分析 n 侧柏烯、n 一蒎烯、0 蒎烯、b 石竹烯、橙花叔醇为提取液1 和 侧柏木屑挥发物的共有组分，且相对含量较高，这5 种物质可能对双条杉 天牛成虫有引诱活性；两种提取液中所共有的天冬氨酸乙酯和甲苯可能对 双条杉天牛成虫无引诱活性。 关键词：双条杉天牛；侧柏；生物学特性；引诱活性；风洞；y 型嗅 觉仪；触角电位 山东农业大学砸学位论文 a b s t r a c t s e m a n o t u sb i f a s i a t u s ( m a t s c h ) i so n eo ft h es e r i o u ss t e mb o r e r so n p l a t y c l a d u so ，把n f ，妇( l i n n ) i nt h i st h e s i s ，b i o l o g i c a lc h a r a c t e r so f s e m a n o t u s b i f a s i a t u s i ss t u d i e d t w om e t h o d si n c l u d i n gs t e a md i s t i l l a t i o na n ds o x h l e t e x t r a c t i o nt oe x r a c tv o l a t i l ef r o mp l a t y c l a d u so r i e n t a l i sa r ei n t r o d u c e d t h e a t t r a c t i v e a c t i v i t y o ft w ok i n d so fe x t r a c t sa n d s c r a p s o fpo r i e n t a l i si s r e s e a r c h e db yb i o l o g i c a ld e t e r m i n a t i o n c o m p o s i t i o no ft h e mi ss t u d i e db y g c m s t h er e s u l t sa r ef o l l o w i n g ： 1 b i o l o g i c a lc h a r a c t e r so f s e m a n o t u sb i f a s i a t u s s e m a n o t u s b i f a s i a t u sr e p r o d u c e s o n e g e n e r a t i o n e a c h y e a r a n d o v e r w i n t e r sa sa d u l t t h em o s ts u i t a b l et e m p e r a t u r ef o ra d u l tt oc o m eo u ti s f r o m1 5 2 0 t h ep e a kp e r i o di sf r o m1 0 t hm a rt o2 2 n dm a r ，f e m a l e si s l a t e r t h a n m a l e s f o r t w oo r t h r e ed a y st h es e xr a t i o i s1 ：1 1 2 t h ea d u l tb e g i n t ol a ye g g s2 - 3d a y sa f t e rc o p u l a t i o nw i t h o u tn u t r i t i o u sc o m p l e m e n t 9 - 1 3 7 e g g sc 锄b e l a i db ye a c hf e m a l e ，t h em e a l i s7 2 5 4 士2 2 13 l i f eo fa d u l tw i t h c o p u l a t i o ni sl o n g e rt h a nt h o s ew i t h o u tc o p u l a t i o n t h eo v i p o s i t i o np e r i o di s 1 3 7 5 士2 8 2 d a y s a n dt h eh a t c h i n gp e r c e n t a g ei s8 7 2 5 ，t h ed e v e l o p m e n t t h r e s h o l do fe g g si s1 1 4 3 士1 1 5 。c ，a n dt h et h e r m a lc o n s t a n ti s9 1 3 8d d t h e l a r v a p u p a t e i n e a r l ys e p t e m b e r a n dt h e p e r c e n t a g e o f p u p a t i o n i s 9 0 2 8 ，p u p as t a g e l a s t s 8 2 1 d a y s ，t h ep u p a b e c o m et oa d u l ta tl a t e s e p t e m b e r a n dt h ep e r c e n t a g eo fe c l o s i o ni s8 8 16 2 e x t r a c t i o no fv o l a t i l e t h ey i e l dr a t eo fs t e a md i s t i l l a t i o na n ds o x h l e te x t r a c t i o na r e0 2 3 a n d 2 3 6 r e s p e c t i v e l y t h el a t t e ri sh i g h e r t h a nt h ef o r m e ro b v i o u s l y 3 b i o a s s a yo f v o l a t i l e st os e m a n o t u sb i f a s i a t u s “y ”t u b eo l f a e t o m e t e r ：s e m a n o t u s6 扣s i a t u ss h o w sg r e a t t e n d e n c yt o b o t he s s e n t i a lo i le x t r a c t e db ys t e a md i s t i l l a t i o na n d o d d m e n t so fpo r i e n t a l i s ， t h er a t eo fc h o i c ea r e6 6 7 a n d5 8 3 ，t h ef o r m e ri sh i g h e rt h a nt h el a t t e r o b v i o u s l y i ts h o w s n ot e n d e n c yt oe s s e n t i a lo i le x t r a c t e db y s o x h l e te x t r a c t i o n f e m a l es h o w sg r e a t e rt e n d e n c yt h a n m a l e 1 取条衫天牛生物学特性及侧柏提取物对其引诱活性的研究 t h ew i n dt u n n e l ：s e m a n o t u sb i f a s i a t u ss h o w sd i f f e r e n t r e s p o n s e t o d i f f e r e n to d o rr e s o u r c e s ，t h eo r d e ro ft e n d e n c yi s e x t r a c t l ，s c r a p s o fp o r i e n t a l i s ，e x t r a c t 2 t h et e n d e n c yr a t eo ft h e ma n dc ka r e7 6 7 ，6 3 4 ， 4 6 7 4 5 o t h et e n d e n c yw i l lh a r d l yb ei n f l u e n c e db yt h ep l a c eo fo d o r a n dl i g h tt os o n l ee x t e n t t h er a t eo ft e n d e n c yi sa c c o r dw i t hd o s a g eo ft h e e x t r a c tt os o m ee x t e n t ，t h eh i g h e rt h ed o s a g ei s ，t 1 1 eg r e a t e rt h et e n d e n c yi s t h er a t ei sg r e a t e s t ( 8 0 o ) w h e nt h ed o s a g ei s6 0 0 1 ，a n dw h e nt h ed o s a g e i sm o r et h a n6 0 0u1 t h er a t ew i l lb el o w e rt h a nb e f o r e s e m a n o t u sb i f a s i a t u s a l m o s th a v en ot e n d e n c yw i t h o u ta n t e n n a ，w h i c hs h o w st h a ta n t e n n ai st h e i m p o r t a n to r g a n t or e c e i v ei n f o r m a t i o no u t s i d e e l e e t r o a n t e n n o g r a m ：s e m a n o t u sb i f a s i a t u s h a se a gr e s p o n s et o e s s e n t i a lo i le x t r a c t e db ys t e a md i s t i l l a t i o na n ds c r a p so fpo r i e n t a l i s ，t h e v a l u eo ft h e mi s1 4 6 8 ：0 0 6 1 m va n d1 3 4 2 o 0 2 0 m v t h eo i le x t r a c t e db y s e mc a n te v o k ei t ss i g n i f i c a n tr e s p o n s e ，t h ev a l u ei s o 4 0 8 - t - 0 0 8 9 m v t h e r e s p o n s es t r e n g t hi sp o s i t i v e l yc o r r e l a t i v e w i t ht h ed o s a g eo fe x t r a c t lo rs c r a p s t oac e r t a i nr a n g e 4 g c m so ft w ok i n d so fe x t r a c ta n ds c r a p so f r o r i e n t a l i s b o t he x t r a c t la n ds c r a p so fp o r i e n t a l i sh a v ef i v ek i n d so f s u b s t a n c ea n d t h ec o n t e n to ft h e m a r e h i g h i n c l u d i n ga l p h a - t h u j e n e ，a l p h a - p i n e n e ， b e t a o p i n e n e ，b e t a - c a r y o p h y l l e n e a n dn e r o l i d o ，s ot h e yh a v ea t t r a c t i v ea c t i v i t y t os e m a n o t u sb i f a s i a t u sp r o b a b l y a s p a r t a t e ，e t h y la n db e n z e n e ，m e t h y lm a y h a v en oa t t r a c t i v ea c t i v i t yt os e m a n o t u sb i f a s i a t u sb e c a u s et h e ya r ec o m m o n s u b s t a n c eo ft h et w ok i n d so f e x t r a c t k e yw o r d s ：s e m a n o t u sb i f a s i a t u s ( m a t s c h ) ；p l a t y c l a d u so r i e n t a l i s ( l i n n ) ； b i o l o g i c a lc h a r a c t e r s ：a t t r a c t i v ea c t i v i t y ；w i n d t u n n e l ；y 一t u b eo l f a e t o m e t e r ； e l e c t r o a n t e n n o g r a m ( e a g ) 4 山东农业大学硕士学位论文 i 引言 双条杉天牛 s e m a n o t u sb i f a s i a t u s ( m a t s c h ) 属鞘翅目c o l e o p t e r a 、天牛 科c e r a m b y c i n a e 、天牛亚科c e r a m b y c i a n e 、杉天牟属s e m a n o t u s 。主要危 害 j ( t s a b i n ac a f n e 月s 瞎( l i n n ) a n t o i n e 、侧柏p l a t y c l a d u so r i e n t a l i s ( l i m l ) f r a n c o 、桧柏( j u n a p e r u sc o m m u n i s l i n n ) 等柏类树种的衰弱木、枯立木及新 伐倒木，严重损坏植株的韧皮部和木质部，切断或破坏输导组织，从而影 响水分及养分的运输。轻者长势衰弱，重者整枝或整株枯死，严重威胁着 绿化成果和吉柏类树种的保护，为国内森林植物检疫对象( 严文斌，2 0 0 3 ) 。 据报导，截止2 0 0 1 年底，该虫在山东已造成近3 0 万株侧柏死亡( 李波等， 2 0 0 3 ) 。双条杉天牛1 9 8 6 年在大连首次发现( 刘丽珍等，1 9 9 6 ) ，现在国 内主要分布于北京、辽宁、内蒙古、甘肃、宁夏、河北、河南、山东、山 西、陕西、江苏、上海、湖北、四川、安徽、江西、等省市( 章士美，1 9 9 6 ： 丁冬荪，1 9 9 7 ；王淑英，1 9 9 6 ；祁诚进等，1 9 9 9 ) ；在国外主要分布于朝 鲜、日本( k i mkc ，1 9 8 4 ；徐光余等，2 0 0 0 ) 。为了有效的防治双条杉 天牛，近几年来，人们对其生物学、生态学特性及其防治手段都进行了大 量的调查研究。 1 1 双条杉天牛形态特征 成虫：雄虫比雌虫略瘦小，体扁圆形，黑褐色，头部、前胸两侧，胸 部和腹部被有黄褐色长绒毛，口器朝向前下方。触角黑褐色，鞭状1 1 节， 雄虫触角几与体等长，雌虫的触角约为体长的一半。前胸黑色，两侧呈圆 弧形，背部中央有5 个平滑的小突起，呈梅花形排列。鞘翅被有黄褐色短 绒毛，具2 条棕黄色带和2 条黑色宽横带相间，基部棕黄色带颜色较深， 宽约为鞘翅长的1 3 。腹部棕色，末端微露于鞘翅外。足黑褐色，被黄色 竖毛。卵：白色，梭形，一端稍尖。幼虫：体圆形略扁，低龄幼虫乳白色， 老熟幼虫淡黄色。前胸宽扁，背板中部有1 个“小”字形凹陷及4 块黄褐 色斑纹。气门宽椭圆形，褐色，位于中胸的1 对最大，肛部3 裂。蛹：淡 黄色，头部下倾于前胸下，口器向后，触角自胸背迂回到馥面第2 节，末 端达中足腿节中部( 见附图1 5 ) 。 1 2 生物学特性 一一翌墨望垄! ：兰望兰堑丝墨型塑塑堡塑堕苎! ! 至塑堡竺型窒 在朝鲜，双条杉天牛1 年1 代；3 月下旬至4 月下旬为成虫出孔盛期： 卵期1 5 8 1 9 7 d ；幼虫期1 1 2 1 2 6 d ；蛹期l5 2 1 d ；雌成虫寿命1 9 d ， 雄成虫1 6 d 。在山东省，双条杉天牛1 年1 代，以成虫在被害木主干边材 的蛹室内越冬。翌年3 月中下旬为出孔盛期。成虫出孔后即觅偶交尾，3 4 d 后产卵，4 月下旬产卵结束。早期产的卵，卵期为2 2 d 左右，中、后期 产的卵，卵期为8 1 4 d 。3 月下旬，卵开始孵化出幼虫，幼虫孵出后即开 始从树皮表层蛀食，1 2 d 后蛀入皮层，在边材表层钻蛀危害，将木质部 表面蛀成弯曲不规则的扁平坑道。幼虫历期15 0 d 左右，8 月下旬开始化 蛹，蛹历期1 8 2 4 d 。成虫于9 月上旬中旬开始羽化，羽化后即留在蛹 室内越冬( 何邦令等，2 0 0 2 ；高泽正等，2 0 0 1 ) 。成虫在越冬期不需补充 营养，气温1 0 以上开始活动，活动适宜温度1 4 2 2 ：迁飞和交尾多 在1 4 1 8 时和2 2 时，雌成虫有连续多次交尾和边交尾边产卵的习性，卵 多产于树皮裂缝和伤疤处，其余时间多在树皮缝、树洞、伤疤、树干基部 等阴暗处潜伏( 刘丽珍等，1 9 9 6 ；于素英等，2 0 0 0 ；周至明，1 9 8 3 ；任桂 芳，1 9 9 1 ；李素乔，1 9 9 6 ) 。 1 3 植物挥发性物质的研究 2 0 世纪，农药在减少病虫所引起的农林业生产损失中做出过卓越的 贡献，但从2 0 世纪中叶开始，人们意识到化学农药对自然环境的严重破 坏，由此提出了有害生物综合防治策略。近年来，化学生态学的迅猛发展， 使人们意识到对昆虫化学生态学、植物化学生态、微生物化学生态、环境 化学生态等的深入研究，将为解决农林有害生物的综合防治提供新的生态 防治途径。在化学生态领域中开展深层次的基础研究，并通过这些基础研 究发展全新概念的害虫防治新技术。探明植物挥发性次生物质的性质及其 作用机理，将有助于探索、提出新的害虫防治策略( d u j - w ，1 9 9 8 ；y a h f s ，1 9 9 4 ) 。 1 3 1 植物挥发性物质的性质与组成 植物挥发物属于植物次生性化学物质，是由植物表面和时中贮存位点 释放的积累的挥发性物质。这些挥发物大多是一些分子量在1 0 0 2 0 0 之 间的有机化合物，包括烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、萜烯类、有机酸、 山东农业大学硕士学位论文 含氮化合物和含硫化合物等( h s i a o ，1 9 8 5 ；p a r e ，1 9 9 7 ) 。它们是植物复 杂的分支代谢途径的产物，具有植物种类的特异性。即每种植物都有各自 的挥发性次生物质，各以一定比例构成该植物的化学指纹图( c h e m i c a l f i n g e r p r i n t 或称p r o f i l es p e c t r u m ) 。植物所释放的气味是多种微浓度的挥 发性次生物质组成的复杂混合物。 在绿色植物中普遍存在六碳醇、醛和衍生物酯类等化合物，包括叶醛 ( e 2 一h e x e n a l ) 和叶醇( z 一3 一h e x e n l 0 1 ) 等，是各种植物绿叶的特征气味， 称为绿叶挥发物( g r e e nl e a f v o l a t i l e ，g l v s ) ( 杜永军等，1 9 9 4 ；张学祖， 1 9 9 4 ；h e m a n d e z ，1 9 8 9 ；k i t a m u r a ，1 9 9 2 ；w h i t m a n ，1 9 9 0 ) 。这类化合 物是植物散发挥发物的主体，属一般性的挥发物( g e n e r a lv o l a t i l e s ) ，还 有些化合物属于高度特异性的挥发物( h i g h l ys p e c i f i cv o l a t i l e s ) ，例如 存在于十字花科植物中的异硫氰酸酯类化合物等。但是，植物是一动态环 境，气味的组分易发生变化，植物的年龄、生理状态、空间分布、季节性、 土壤、光照等条件的变化都能影响植物气味组成( 高泽正等，2 0 0 1 ) 。 1 。3 2 植物挥发性物质对昆虫引诱作用的研究 植物挥发性物质在植食性昆虫寄主选择和天敌昆虫的栖息定位、寄主 选择的过程中发挥重要作用( v i n s o n ，1 9 8 6 ；v i s s e rj h ，1 9 8 6 ；侯照远， 1 9 9 7 ) ，昆虫利用植物挥发性物质进行寄主的远程定位，表现为植物挥发 物对昆虫的引诱作用，是昆虫在长期的进化过程中对环境适应的结果，其 中对绿叶气味的趋向性反应比较普遍( 邱鸿贵等，1 9 9 8 ；v i n s o n s b ，1 9 8 4 ) 。 人们根据这一观点，开始研究各种植物对其害虫有引诱作用的有效成分， 并期望这些有效成分在害虫的无公害综合治理中发挥作用( 杨本文，1 9 8 4 ； 李素乔，1 9 9 6 ) 。人们对各种害虫及其寄主植物进行了研究。例如，十字 花科植物挥发性物质中的一种成分异硫氰酸丙烯酯( a l l y l i s o t h i o c y a n a t e ) 引诱许多取食十字花科植物的昆虫，如甘蓝种蝇( d e l i a b r a s s i c a e ) 1 5 5 , 5 4 1 油菜露尾甲( m e l i g e t h e s s e n e u s ) 【5 6 和十字花叶甲( p h y l l o t r e t ac ，“c i f e r a e ) 1 5 7 l 。g a l a n i h e 等利用风洞观察了苹果叶瘦蚊已交配雌虫对寄主和非寄主植 物叶片挥发性物质的反应。结果表明，较之苹果成熟叶片和梨树叶片，这 种害虫趋向于苹果树的嫩芽和幼叶，引起这种定向行为的有效成分存在于 苹果嫩叶的二氯甲烷提取物中 5 8 1 。m e t c a l f 研究了美国南瓜属( c u c u r b i t a ) 一一塑垒黧墨! 兰塑堂壁堡墨型塑塑壁塑翌苎! ! 堕塑丝塑型壅 的各种花挥发物对叶甲( d i a d r o t i c a s p p ) 成虫的引诱作用，结果发现，南 瓜属花的挥发物1 ，2 ，4 一三甲基羟基苯、吲哚和( e - ) 肉桂醛的混合物是 几个近源种叶甲的引诱剂，肉桂醇是d i a b r i t i c ab a r b e r i 的引诱荆，4 一甲氧 基肉桂醛是玉米根叶甲( d i a b r o t i c av i r g i f e r a ) 的专性引诱剂，4 一甲氧基苯乙 醇是近源种d b a r b e r i 和d b r i s t a t a 的最有效引诱剂【7 1 1 。b i o s t a d 等在玉 米苗的二氯甲烷粗提物中发现，6 一甲氧基一2 一苯丙恶唑啉酮( m b o a ) 对玉 米根叶甲幼虫有刺激作用，是具有引诱作用的最重要成分f 4 8 1 。 1 。3 3 植物挥发物对昆虫驱避、致死作用的研究 大量研究结果表明，植物挥发性物质对昆虫有驱避和阻碍取食作用。 w i m a l a r a t n e 等研究表明，胡椒树叶的挥发物对家蝇( m u s c ad o m e s t i c a ) 有驱避和阻碍取食作用，在2 种有效成分顺。孟一2 烯1 一醇和反一胡椒脑 中，后者驱避活性最强【i “】。g r o o t 首次报道了绿叶挥发物阻碍红松果小蠹 ( c o n o p h t h r o u sr e s i n o s a e ) 雄虫对性信息素的反应，把4 种醇 己醇，( e ) 一2 己烯1 醇，( z ) 一2 己烯一1 醇，( z ) 3 己烯一1 醇 与性信息素混合，诱捕的 雄虫数量明显减少，其中( e ) 2 己烯1 醇最有效【5 钉。h a r d i e 等认为，甲基 水杨酸和( ) d r ，5 s ) 桃金娘烯醛这2 种植物源挥发物能够阻止寄主植物蚕 豆的挥发物对豆卫矛蚜( a p h i s f a b a e ) 的引诱作用，从而表现为驱避作用 【6 0 。w i l s o n 等以绿叶挥发物作为黑山大小蠹( d e n d r o c t o n u s p o n d e r o s a e ) 的反聚集素进行了室内外试验，在g c e a d 分析中，黑山大小蠹只对6 碳的绿叶醇 1 己醇，( e ) 2 己醇，( z ) 一2 一己醇，( e ) - 3 一己醇 产生触角电 位反应【小。林间试验表明，上述4 种绿叶醇的混合物干扰了黑山大小蠹 对引诱剂的反应。植物挥发物还能导致昆虫死亡。m u s e t t i 等研究表明， 番茄( l y c o p e r s i c o n h i r s u t u m ) 叶片提取物中的挥发物能够于扰定居的马 铃薯长管蚜( m a c r o s i p h u me u p h o r b i a e ) ，2 4 h 后致死率达到1 0 0 。经硅 胶气谱柱分析，2 十三烷酮是有效成分。将毛状体( t r i c h o m e ) 渗出物和 2 一十三烷酮喷于人造膜上可抑制该虫取食，2 4 h 后导致死亡1 7 “a 1 3 4 植物挥发物的其他作用 植物挥发物在植物一植食性昆虫一天敌三级营养关系的系统传递中 起着重要作用。对昆虫选择寄主植物的行为，昆虫的取食、求偶、交配、 山东农业大学硕 学位论文 聚集、示踪、报警等行为具有重要作用( 吴名全，2 0 0 3 ) 。植物挥发物也 可引诱天敌，有助于天敌的栖境选择和搜寻寄主昆虫，特别是受害植物释 放出的挥发性物质，包含有来自植物和植食性昆虫的信息，对天敌有强烈 的引诱作用。例如，菜蚜茧蜂能利用芥子油苷为特征信息，准确的发现取 食十字花科植物的昆虫。p o w e l l 和张芝利报道了2 种麦蚜茧蜂都能对小麦 幼苗产生正趋性反应。侯照远等也研究发现，棉蚜茧蜂对棉花气味有特别 偏好，而对其他3 种瓜类植物却不表现反应。此外，诱导的挥发物作为求 救信息向未受害植株传递危险信号，做好准备，防止害虫危害【坫1 。 植物挥发物还可以作为昆虫外激素的协同素，引诱昆虫产生聚集行 为。例如鞘翅目的大小蠹属( d e n d r o c t o m u s ) 、齿小蠹属( i p s ) 、杉小蠹 属( g n a t h o t r i c h u s ) 、星坑小蠹属( p i t y o g e n e s ) 、钩小蠹属、( p i t y o k t e i n e s ) 、 小蠹属( s c o l y t u s ) 、材小蠹属( t h y p o d e n d r o n ) 的成虫，在松树释放的 挥发物与聚集信息索协同作用下，而产生聚集行为，其中起重要作用的植 物挥发物有蒎烯、香叶烯等( w e s e l o h ，1 9 8 7 ：v e tl e ，1 9 9 9 ；t u r l i n g s ， 2 0 0 0 ) 。有研究表明，这些昆虫是利用植物的这些挥发物作为其聚集信息 素生物合成的前体物( t i l l m a n ，1 9 9 9 ) 。将3 种甲虫( c a p o p h i l u s h e m i i p e r “s , c m u t i l a t u s , c h u m e r a l l s ) 的聚集信息素与寄主植物气味混合使用时，诱到 的这3 种甲虫成虫是单用寄主气味或聚集信息素时的2 0 3 0 倍( h a r t l i e b ， 1 9 9 6 ) 。萝h 蚜对蚜虫报警信息素的主要成份( e ) 一1 3 一法尼烯( e b f ) 的 反应很弱，但当加入植物源的烯丙基异硫氰酸酯时。大大的增强了萝h 蚜 对e b f 的反应强度。桃蚜( m y z u s p e r s i c a e ) 的寄主桃叶的挥发物能增强 蚜虫信息素的诱蚜效果，使诱到的雄蚜数量明显增加( z h a n gf ，2 0 0 0 ) 。 由此说明，把植物挥发性物质与昆虫外激素混合使用可以设计出更为有效 的害虫诱捕器( 严善春等，2 0 0 3 ) 。 1 4 应用植物挥发物中的引诱成分防治害虫的可行性探讨 目前，国外在防治手段上已经开创了用引诱剂防治害虫的新领域，我 国在研究性引诱剂诱虫方面已取得了很大成绩，用天然有机物引诱害虫方 面的研究工作，已经成为当前国际上的发展方向。研究最多的是十字花科 植物。h a w k e s 应用十字花科植物中普遍含有的异硫氰酸丙烯酯大量诱捕 到经交尾后正处于产卵期的甘蓝种蝇、露尾甲( m e l i g e t h e s a e n e u s ) 、甘 9 翌墨堑垂! 竺塑堂壁壁墨型塑量壁塑型茎! ! 亟适丝堕堕壅 蓝蚜( b r e v i c o r y n eb r a s s i c a e ) 、以及甘蓝蚜寄生蜂、菜少脉蚜茧蜂 ( d i a e r e t i e l l ar a p a e ) 1 6 3 j o 1 9 5 0 年底，美国佛罗里达州发生地中海果蝇 ( c e r a t i t i sc a p i t a t a ) 的严重灾害，香橙生产遭受重大损失，当时发现当归 ( a n g e l i c as i n e n s i s ) 种子和根的精油是非常有效的杀虫剂，用以诱杀此害 虫取得了很大成功，后来鉴定出引诱地中海果蝇的有效成分为6 一( e ) 一壬 烯酸甲酯和6 一( e ) 一壬烯酸( w a r t h e m ，1 9 8 9 ) 。 自y a m a n e 发现松树伐倒术及被松褐天牛( m o n o c h a m u sa l t e r n a t u s ) 危害的树木均可诱集雌、雄松褐天牛的事实后，大量的研究集中于应用衰 弱松树挥发出来的单萜类物质和乙醇作为引诱刹来防治松褐天牛 1 0 2 1 。池 田俊弥通过一系列的研究，发现挥发性物质中n 一蒎烯、8 蒎烯具较强的 引诱作用，乙醇是一种强有效的增效剂，同时采用在装有引诱剂的大容器 周围树木上进行大量喷药的防治方法，结果在设置引诱剂区域诱杀的天牛 数量是对照区的1 0 倍【2 。池田俊弥等利用松精油加乙醇，在松褐天牛羽 化期间有较高的诱获量，该物质主要在天牛产卵期具有防止雌、雄交尾和 雌性产卵的作用，从而减少翌年天牛的虫口密度。利用甲基苯酸酯引诱柳 杉枝天牛，置于黄色的盘状诱捕器内，挂于林内1 5 m 高度，诱捕量较高。 张连芹等用主要成份为单萜碳氢化合物与5 5 乙醇混合液的引诱剂防治 松褐天牛，防治效果显著【4 0 】。赵锦年等用单萜烯、松脂、松节油、乙醇、 异丙醇、乙醛、丙酮、安息香酸、丁香酚等按一定比例配成的引诱剂诱获 松褐天牛，马尾松的枯死率可降低9 7 4 1 4 ”。此外，还有应用松树挥发性 物质、小蠹聚集信息素、小蠹性激素三者混合物来防治松大小蠹、松齿小 蠹等成功的例子。葡萄小卷蛾、松齿小蠹和松大小蠹也有利用寄主气味寻 找寄主的行为，并且利用寄主气味来诱捕的引诱剂产品已经在生产上得到 应用( 王玉燕等，1 9 9 1 ) 。 所有这些成功的例子都基于深入开展害虫和寄主相互关系的基础上， 因此在我国开展柏树挥发性物质与双条杉天牛相互关系的研究，不仅具有 科学意义，而且具有潜在的经济价值。 1 5 植物挥发物对昆虫作用的研究方法 1 5 1 植物挥发性物质的提取、分离、鉴定方法 山东农业大学硕= 学位论文 植物挥发性物质的提取是进行信息化合物的鉴定，行为生测的基础。 主要方法有溶剂提取、水蒸气蒸馏提取、吸附剂吸附、固相微萃取、超临 界萃取等。 索氏抽提( s o x h l e te x t r a c t i o n ) 是较为常用的溶剂提取方法。根据相 似易相溶原理选用不同的溶剂对植物材料进行逐步萃取，得到信息化合物 的粗提物。粗提物可以通过短程蒸馏、柱层析等方法进步纯化。溶剂提 取的优点是装置简单，但所得信息化合物特异性不强，部分挥发性组分易 丢失。溶剂提取可以提取挥发性和非挥发性物质，但主要是用来提取非挥 发性信息化合物( 娄永根，1 9 9 9 ) 。 水蒸气蒸馏是用来提取组织材料中挥发性或半挥发性物质的常用方 法之。其基本原理是利用水蒸气形成的负压将样品中的挥发性物质带 出，经冷却系统冷却后，用有机溶剂萃取。常用的水蒸气蒸馏一同步萃取 ( s i r e u l t a n e o u sd i s t i l l a t i o n e x 仃a c t i o n ，s d e ) 将提取与萃取相结合，通过 反复的汽化一萃取一回流，能以少量溶剂在较短时间内提取大量挥发性及 半挥发性物质。该方法的缺点是挥发物组分易破坏和丢失( 胡国文等， 1 9 9 4 ；许宁等，1 9 9 9 ) 。 分子蒸馏法亦称低温高真空蒸馏，主要原理是在高真空( 0 0 0 1 m m h g ) 条件下，利用样品容器( 室温) 与收集器( 浸入干冰丙酮浴锅) 之间的 温差，使样品中的挥发物进入收集器。利用分子蒸馏可以减少产生杂质的 机会( s m i t h ，1 9 9 1 ) 。 热气吸黠法翻固蝴徽萃取是毽前摄取挥发物黪常题方法。撼气吸辩法 是利用特异性的吸附剂在常温下吸跗组织材料敞发出腑挥发性成分，然后 题溶剩进行洗腿、浓缩。获得簿发物静精渔。常用的吸附剡有p o r a p a kq 、 s u p e rq 、t e n a xg c 、t e n a xt a 、t e n a x g r 、x a d 系列等。常用的洗脱剂 有正已靛、乙醚、二氯甲烷等( h e d i n ，2 0 0 0 ) 。 固相微萃取( s o l i dp h a s e m i c r o e x t r a c t i o n ，s p m e ) 是厢一搬表层涂有 特异住涂罄，蝴聚二带纂硅氧烷( p o l y d i m e t h y l s i l o x a n e ) 的石英纤维来嗷 附植物顶空中的挥发物。w 以掇据要摄敬的挥发物的穗质不同选择不耐的 涂层。在提取避稳中，石英绎维较手精捺密僳轳锋套，处于挥发耪中，挥 发物被吸附到纤维涂鼷上，然搿将石葵纤维注入气象饿谱的遴样日，蔽辩 双条衫无牛生物学特性及侧柏提取物对其引诱活性的研究 在其表层的挥发物在厩时高温条件下快速解吸附，进入色谱柱分离。s p m e 可以在自然或半自然状态下对活体生物进行连续取样，是目前分析鉴定少 量挥发性化合物最精确的方法。此方法的优点是只需少量样品材料，且不 需要净化的中间步骤，因而无溶剂干扰。缺点是收集的挥发物量少，只能 用于化学分析，不足以用来进行生物测定( m i l l e r ，1 9 8 6 ) 。 超临界流体萃取( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ，s p e ) 一般采用液体 c 0 2 作为提取物溶剂。当处于临界湿度和临界压力以上时，c 0 2 以种高 扩散度、低黏度的超临界流体存在。超i 临界流体能以高蒸汽压将化合物快 速从样品中蒸发分离，溶于超i 商界流体中。这种方法有提取快、不破坏信 息化合物成分、得率高、少污染、后处理简单等优点，但对设备要求高( c o r e r ，j ，1 9 9 6 ) 。 挥发物的鉴定通常采用气象色谱一质谱联用( g c m s ) 。挥发物经 色谱柱分离后，进入质谱，质谱的离子碎片信号由计算机采集，扫描可检 测的有效峰，通过谱库检索，得出可能的鉴定结果。通过气一质一红外三 联( g c m s 一1 r ) 对m s 流出组份可作进一步的分析。也可以通过购买标 准化合物进行行为测定以进一步确认( 徐汉虹，1 9 9 4 ；任桂芳，1 9 9 1 ) 。 1 5 2 植物挥发物对昆虫作用的测定方法 昆虫对挥发物的行为反应主要利用嗅觉仪来测定( t u m l i n s o n ，1 9 9 2 ) 。 常用的嗅觉仪有“i ”型嗅觉仪、“y ”型嗅觉仪、“t ”型嗅觉仪、四壁 嗅觉仪以及线型轨迹嗅觉仪等。测定时，试虫由释放口释放后，接上拯气 泵接口，气流由挥发物源流向释放口，昆虫接受挥发物的刺激后逆风爬行， 并对不同的挥发物源作出选择。挥发物源可以是活体植物、挥发物粗提物、 挥发物单体、植物一植食性昆虫复合体、植食性昆虫、虫粪等。“y ”型 嗅觉仪还可以测定鳞翅目幼虫或地下害虫对挥发物的行为反应f 4 7 l7 4 1 。四 壁嗅觉仪除了可以测定昆虫是否对挥发物进行选择，还能测定试虫作出选 择的时间，但由于存在清洗困难，气密性不好等缺点，现在一般不常使用。 风洞在昆虫寻食行为研究中己得到广泛应用。风洞不仅能观察昆虫的 飞行和爬行行为、测定某一化合物的作用距离，还能利用