多异瓢虫对棉蚜诱导棉花释放挥发物的电生理及行为反应

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多异瓢虫Hippodamiavariegata(Goeze)属鞘翅目(Coleoptera)瓢虫科,是农作物害虫生物防治领域的一种重要天敌昆虫,其捕食范围广,对多种蚜虫和鳞翅目害虫的卵具有很强的捕食作用,是我国新疆棉田的优势天敌种群。化学信息物质在昆虫化学通讯过程中起到了重要作用,能够使天敌昆虫准确定位害虫,对其取食、交配、产卵等也发挥着一定的作用。目前对于多异瓢虫的研究表明,尚未发现多异瓢虫与棉花及对棉蚜定向捕食行为相关的信息素。因此,本研究以多异瓢虫和棉蚜为对象,利用气相色谱-质谱联用仪GC-MS鉴定棉蚜取食棉花后诱导棉花释放的化学信息物质,按照梯度稀释标准品,对多异瓢虫进行不同浓度的触角电位EAG(Electroantennogram)试验,最后通过“Y”型嗅觉仪进行行为验证。主要结果如下:1.棉蚜危害棉花诱导多异瓢虫嗅觉行为反应利用“Y”型嗅觉仪研究有棉蚜取食的棉花植株是否存能够吸引多异瓢虫的化合物组分。行为试验中气味源分两组,一组为健康棉花植株,另一组为有棉蚜取食的棉花植株。结果表明,有棉蚜取食的棉花植株对多异瓢虫雌、雄成虫和幼虫均有显著的吸引效果,说明有棉蚜取食的棉花中确实存在能够吸引多异瓢虫的挥发物组分。2.目标差异挥发物组分的收集与鉴定利用顶空固相微萃取技术(HS-SPME),收集目标差异挥发物,通过气相色谱-质谱联用仪GC-MS分离鉴定出棉蚜取食棉花后诱导棉花释放的挥发物共13种,分别为:α-蒎烯、顺-3-己烯基乙酸酯、4-乙基-1-辛炔-3-醇、罗勒烯、正十二烷、正癸醛、(E)-β-法尼烯、水杨酸甲酯、β-石竹烯、α-葎草烯、(E)-4,8-dimethyl-1,3,7-nonatriene(DMNT)、金合欢醇、(3E,7E)-4,8,12-trimethyl-1,3,7,11-tridecatetraene(TMTT)。3.多异瓢虫对目标差异挥发物触角电位反应通过触角电位(EAG)实验,不同发育阶段多异瓢虫雌雄成虫和幼虫对13种植物挥发物都呈剂量依赖,触角反应活性与浓度呈正相关,EAG反应相对值在物质浓度为1 00 μg/μL时最大,浓度为0.1 μg/μL时最小。其中水杨酸甲酯对不同发育阶段多异瓢虫EAG反应活性最大。4.多异瓢虫对目标差异挥发物的嗅觉行为反应通过“Y”型嗅觉仪对多异瓢虫的嗅觉行为反应进行测定,结果表明,13种挥发物对不同年龄阶段的多异瓢虫均有不同程度的吸引效果。4个浓度中当物质浓度为100 μg/μL和10 μg/μL时对多异瓢虫吸引效果显著的物质较多;当物质浓度为1 μg/μL时只有水杨酸甲酯对多异瓢虫具有显著的吸引效果;当物质浓度为0.1 μg/μL时,13种物质对多异瓢虫的吸引效果均不显著。综上所述,本研究收集并鉴定棉蚜取食诱导棉花释放的HIPVs有13种挥发性物质,检测1 3种挥发物对多异瓢虫EAG及嗅觉行为反应,结果表明13种物质均能引起多异瓢虫不同程度的EAG及嗅觉行为反应,为后续研究不同配比的HIPVs对多异瓢虫的吸引效果提供数据支撑,以期开发多异瓢虫保育剂及引诱剂奠定基础,对我国新疆棉田防治棉蚜以及我国农业中绿色防治病虫害技术的提高具有重要意义。
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