荔枝蒂蛀虫化学生态调控物质的基础研究

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荔枝蒂蛀虫(Conopomorpha sinensis Bradley)是荔枝、龙眼害虫防治中的重点和难点。本文以化学生态学原理为基础,以害虫化学生态调控理论为指导,在室内饲养荔枝蒂蛀虫研究的基础上,着重筛选荔枝蒂蛀虫的化学生态调控物质,研究其对荔枝蒂蛀虫的控制作用,为荔枝蒂蛀虫的化学生态调控提供依据及方法,以期达到对荔枝蒂蛀虫实施生态控制的目的。掌握了室内饲养荔枝蒂蛀虫的关键技术,组建了荔枝蒂蛀虫实验种群生命表。对特定年龄生命表(Age-specific life table)和特定时间生命表(Time-specific life table)参数之间的换算进行了论述;系统研究了荔枝蒂蛀虫的寄主及非寄主植物挥发物油对荔枝蒂蛀虫的触角电位及嗅觉行为反应的影响,对其进行了化学成分的检测鉴定,明确了其主要成分。在室内,对几种主要化学成分对荔枝蒂蛀虫化学调控作用进行了系统研究。主要结果如下: 1、室内饲养荔枝蒂蛀虫的关键技术 研究荔枝蒂蛀虫室内饲养过程有三个关键技术:一是荔枝蒂蛀虫成虫产卵环境条件的控制。荔枝蒂蛀虫产卵对环境的温湿度(26±1℃、80±5%)要求比较严格,室内饲养荔枝蒂蛀虫是否产卵的关键是湿度的控制。二是收集荔枝蒂蛀虫卵的的材质选择。选取合适的产卵材质是饲养蒂蛀虫成功的关键。试验表明:荔枝蒂蛀虫成虫可在广东中顺纸业集团有限公司生产洁柔蓝精品、红精品和红花精品及维达纸业集团有限公司生产的蓝色经典和经济装卫生卷纸上产卵。三是荔枝果核或龙眼果核接卵前的处理。.剥取的荔枝果核和龙眼果核经水冲洗干净后,要经过75%酒精灭菌处理2-3min,才能成功饲养。 以荔枝果核、龙日艮果核为饲料,2005年在实验室里饲养了1个世代;2006年在实验室里连续饲养了3个世代;2007年在实验室里连续饲养了3个世代。 荔枝蒂蛀虫成虫产卵试验表明:荔枝、新鲜龙眼果的挥发性物质是引诱荔枝蒂蛀虫产卵的重要因素。荔枝、新鲜龙眼果表面不同区域着卵量有显著差异,以果蒂四周最多。试验过程中发现新鲜荔枝和龙眼果去壳后仍能招致荔枝蒂蛀虫在其上产卵,表明荔枝和新鲜龙眼果果肉也具有引诱荔枝蒂蛀虫产卵的挥发性物质。 2、荔枝蒂蛀虫实验种群生命表组建与研究 在室内成功饲养荔枝蒂蛀虫的基础上,组建了荔枝蒂蛀虫实验种群的特定时间生命表和特定年龄生命表。特定时间生命表参数为:第一世代尺R0(I)=2.0503,rm=0.0230;第二世代R0(I)=7.5067,rm=0.0538;第三世代R0(I)=0.3104,rm=0.0321。特定年龄生命表参数为:第一世代R0(I)=2.0594,rm=0.0217;第二世代R0(I)=7.5261,rm=0.0559;第三世代R0(I)=0.3114,rm=0.0333。研究了两类生命表参数之间的关系,并进行了相应的换算论证。通过R0≈I的关系,在本例中,两种生命表之间的参数是可以进行换算的。生殖力表不同于特定时间生命表,它丢失了幼期累计存活率而使R0失真。由特定年龄生命表中的I值计算瞬时增长速率rm值,可以为特定年龄生命表的应用提供方便。 3、荔枝蒂蛀虫对植物挥发油的触角电位反应和嗅觉行为反应的测定 荔枝蒂蛀虫对供试的6种植物挥发油的触角电位反应结果表明:荔枝蒂蛀虫交配前后对植物挥发油的触角电位反应存在差异。交配前雌、雄虫对同一种植物挥发油的触角电位反应差异不大;但对不同植物挥发油的触角电位反应之间存在较大差异。交配后雌、雄虫对植物挥发油的触角电位反应明显增强,雌虫的触角电位反应显著大于雄虫;对不同植物挥发油的触角电位反应之间差异显著。在本研究范围内,荔枝蒂蛀虫对植物挥发油的触角电位反应大小顺序是:柠檬油>薄荷油>飞机草挥发油>荔枝壳挥发油>早熟素Ⅱ>松节油。 荔枝蒂蛀虫对供试的6种植物挥发油嗅觉行为反应结果表明:寄主植物(荔枝壳)挥发油对荔枝蒂蛀虫具有引诱作用,非寄主植物挥发油对荔枝蒂蛀虫有一定的驱避作用。不同非寄主植物挥发油对荔枝蒂蛀虫的驱避作用差异显著,驱避效果较好的是薄荷油、飞机草挥发油和柠檬油。荔枝蒂蛀虫交配前后,雌雄成虫对植物挥发油(除松节油外)的反应差异显著,雌虫反应较雄虫明显。表明荔枝蒂蛀虫交配后对寄主植物挥发油(荔枝壳挥发油)更有趋性,而对非寄主挥发油敏感性加强。 4、荔枝蒂蛀虫的寄主和非寄主植物挥发物、挥发油成分的检测鉴定 采用顶空固相微萃取(Head Space Solid-Phase Micro-Extractions,HS-SPME)和气相色谱-质谱联用(Gas Chromatgraphy-Mass Spectrometry,GC-MS)方法分别对新鲜荔枝果挥发性成份、新鲜龙眼果挥发性成份和荔枝壳挥发油、飞机草挥发油进行了检测鉴定。从新鲜荔枝果的挥发性成分中共检测出25种化合物,占总峰面积达3%以上的共有8种,共占总峰面积73.85%。其中主要是反式石竹烯(Trans-caryophyllene)(23.75%)。从新鲜龙眼果挥发性成分中共检测出20种化合物,占总峰面积达3%以上的共有4种,共占总峰面积89.37%。其中主要是3,7-二甲基-1,3,7-辛三烯(1,3,7-octatriene,3,7-dimethyl-)(67.6%)。新鲜荔枝果挥发性成分和荔枝壳挥发油威分有很大差异,从荔枝壳挥发油中共检测出27种化合物,占总峰面积达3%以上的共有5种,共占总峰面积73.19%。其中主要成分是姜烯(Zingiberene)(37.16%)。飞机草挥发油成分多而复杂,共鉴定出43种化合物,而占总峰面积达3%以上的仅有6种,共占总峰面积36.77%。其中主要是大根香叶烯D(Germacrene-D)(28.68%)。 5、荔枝蒂蛀虫对植物挥发油主要化合物的触角电位反应的测定 荔枝蒂蛀虫对供试的9种植物挥发油主要化合物的触角电位反应表明:雄虫和雌虫对不同的化合物的触角电位反应是有差异的;雌、雄虫交配后,触角电位反应强度明显增加,对不同化合物的触角电位反应敏感顺序有所差异。综合来看,荔枝蒂蛀虫对芳樟醇、薄荷酮、柠檬萜的触角电位反应稳定而且显著。这与荔枝蒂蛀虫对植物挥发油的触角电位反应结果是一致的,表明芳樟醇、薄荷酮、柠檬萜是其植物挥发油中的主要活性成分。 6、植物挥发油主要化合物对荔枝蒂蛀虫化学调控作用的研究 在室内试验中,用芳樟醇、薄荷酮、丁香酚和印楝素不仅对荔枝蒂蛀虫成虫产卵驱避进行了试验,同时研究了化合物对荔枝蒂蛀虫卵的孵化和蛹的羽化过程的影响。不同化合物处理对荔枝蒂蛀虫成虫寿命和产卵都有一定的抑制作用。雌虫受化合物影响较雄虫明显,表现出存活期明显缩短、存活率显著降低。随着处理浓度的增加,对荔枝蒂蛀虫产卵的驱避作用进一步增强。在同一浓度下,对荔枝蒂蛀虫成虫产卵的驱避效果依次是丁香酚>芳樟醇>薄荷酮>印楝素。对荔枝蒂蛀虫卵的调控试验表明:0.3%印楝素对荔枝蒂蛀虫卵不具有熏杀作用,而其触杀作用最好。其他化合物对荔枝蒂蛀虫卵均具一定的熏杀和毒杀作用。随着化合物浓度的增加,熏杀和毒杀作用增强。对荔枝蒂蛀虫蛹的毒杀作用试验表明:用纯化合物处理蛹时,蛹茧立刻胀起,边缘皱缩。两天后观察。蛹体发黑,干缩死亡。而稀释后的化合物处理蛹,蛹死亡率较低,仅为20.00%~26.70%之间。结果表明:芳樟醇、薄荷酮、丁香酚和印楝素对荔枝蒂蛀虫的不同虫态的发生均具有一定的抑制作用。为进一步开发生产对荔枝蒂蛀虫实施化学生态调控的植物保护剂提供了参考依据。
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