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刺桐姬小蜂Quadrastichus erythrinae Kim是一种新入侵我国的有害生物,仅危害刺桐属植物,生活周期短,繁殖能力强,扩散速度快,危害可致寄主植物严重落叶甚至死亡。刺桐属植物广泛分布于长江以南各省区,是我国南方造林及城市绿化的乡土树种,具有重要的观赏价值。为了有效控制刺桐姬小蜂的危害,本研究通过对刺桐姬小蜂生活习性,危害特点调查分析、触角感器电镜扫描及三维显微系统辅助观察、寄主植物挥发物萃取分析、室内外刺桐姬小蜂对挥发物的行为反应测试等系统研究,为探明该虫在刺桐属植物上产卵、取食危害的内在机理提供科学依据和理论基础。
1、调查了刺桐姬小蜂对5(品、变)种刺桐属植物(刺桐东方变种Erythrinavariegate L.var.orientalis(L.)Merr.、金脉刺桐E variegate var.orientalis cv.golden vein、本地刺桐E variegate L.、龙牙花刺桐E.Corallodendron L.、鸡冠刺桐E.Cristagalli L.)的危害特点以及发生情况。调查地点为深圳市梧桐山林场、福田区新洲滨河立交、笔架山公园,其中梧桐山林场4种刺桐属植物(金脉刺桐、本地刺桐、龙牙花刺桐、鸡冠刺桐)集中种植在一起。新洲滨河立交和笔架山公园主要种植刺桐东方变种。通过调查分析刺桐姬小蜂对种植在林场、公园及绿化带几个不同生境刺桐属植物的危害习性,结果表明:从危害树种来看,刺桐姬小蜂危害最严重的是刺桐东方变种及金脉刺桐,龙牙花刺桐受轻微的危害,本地刺桐和鸡冠刺桐完全不受害。从危害的方位来看,刺桐姬小蜂对刺桐东方变种的东、南、西、北、中5个方位中,以树冠东边叶片3级危害较为严重。在刺桐东方变种和金脉刺桐树冠上、中、下3个层次中,以树冠中上部的叶片受害较为严重。
2、通过电镜扫描和三维显微系统辅助观察,发现刺桐姬小蜂触角上主要分布有7种感器,分别为B(o)hm氏鬃毛、感觉孔、刺形感器、多孔板状感器、毛状感器、锥形乳头状感器、单孔毛状感器。对刺桐姬小蜂雌、雄成虫触角上的感器数量和分布特点进行统计比较分析。发现刺桐姬小蜂雌、雄成虫触角上都分布有7类感受器。感器种类和数量在支角突、柄节、梗节上的分布大致相同,但在鞭节各亚节上有一定的差异。还发现了一种较少有文献报道并且雌、雄成虫触角上都有分布的感器,即位于梗节端部的感觉孔。
3、利用顶空固相微萃取(HS-SPME)技术分别在4个不同时间(9:00、11:00、13:00、15:00)对4种刺桐属植物(刺桐东方变种、金脉刺桐、龙牙花刺桐、本地刺桐)进行挥发性化学物质萃取采集,结合总离子流色谱图及气质联用(GC-MS)分析所得结果表明,在4种刺桐属植物不同时间的萃取中,晨9:00时吸附的化合物最多,鉴定出4种刺桐属植物挥发物的化学组分各由17种化合物组成,而且各树种之间的化合物不尽相同,这些化合物包括醇类、醛类、酸类、酯类、酮类、萜类及其它化合物等;各树种在9:00时以后挥发物的释放都有所减少,且在不同时间所释放的挥发物不完全相同,不同树种在同一时间释放的挥发物也有所不同。
有些物质在所测试的4个时间,均能在各自树种上收集得到,这些物质为:刺桐东方变种树上的正丁醚、3-蒈烯、壬醛、1-辛烯-3-醇、苯甲醛、甲酸、苯甲腈、2,2,4-三甲基戊二醇异丁酯、苯酚,其中正丁醚在各时间的释放量都占有比较高的比例,其次为3-蒈烯;金脉刺桐上的正丁醚、乙酸丁酯、正丁醇、丙烯酸丁酯、2-乙烯基-1,1-乙烷-3-亚甲基环己烷、甲酸、α-法呢烯、2,2,4-三甲基戊二醇异丁酯、苯酚,其中正丁醚的峰面积最大,甲酸、α-法呢烯、苯酚相对较小;龙牙花刺桐树的正丁醚、丙烯酸丁酯、2-乙烯基-1,1-乙烷-3-亚甲基环己烷、芳樟醇、甲酸、水杨酸甲酯、法呢醇、2,2,4-三甲基戊二醇异丁酯、苯酚;本地刺桐树的正丁醚、乙酸丁酯、正丁醇、丙烯酸丁酯、壬醛、2,2,4-三甲基戊二醇异丁酯、苯酚。其中正丁醚、2,2,4-三甲基戊二醇异丁酯、苯酚在各树种中都有挥发,尤其是正丁醚,在每种刺桐树上的挥发量都相对比较大,处理中最小的峰面积也达26.22%。
另外,还分别在4个时间检测到不同树种中释放的特有挥发物,它们分别是:刺桐东方变种中的3-蒈烯、1-辛烯-3-醇、苯甲醛、苯甲腈;金脉刺桐上的α-法呢烯;龙牙花刺桐树上的芳樟醇、水杨酸甲酯、法呢醇;本地刺桐上没有检测到特有的挥发物。
各刺桐属植物中,挥发物释放最多的时间是早晨9:00时。此时释放的挥发物中,有些物质是其中各自树种所特有的物质,即其他树种中没有收集到该物质。其中刺桐东方变种中有:4-溴丁醚苄酯、1,2-二甲苯、3-蒈烯、乙酸叶醇酯、苯甲腈、棕榈酸异丙酯、反油酸、反亚油酸甲酯(C18∶2);会脉刺桐中有:α-法呢烯、2-甲氧基(1)七并噻吩(2,3-c)喹啉-6(5H)-酮、庚酸、奎诺二甲基丙烯酸酯、1,1-联二环丙基-2-辛酸-2-己基-甲酯、十七烷酸、二十二烷、柏木烯醇;龙牙花刺桐中有:芳樟醇、水杨酸甲酯、法呢醇;本地刺桐中有:正辛醛、甲基庚烯酮、正己醇、叶醇、反式-2-辛烯-1-醇、2,4,5-三甲基二苯甲烷。
4、利用自制的“Y”型嗅觉仪测定了刺桐姬小蜂对11种挥发物(4-溴丁醚苄酯、1,2-二甲苯、3-蒈烯、乙酸叶醇酯、苯甲腈、α-法呢烯、奎诺二甲基丙烯酸酯、柏木烯醇、芳樟醇、水杨酸甲酯、法昵醇)的嗅觉行为反应,结果表明:刺桐姬小蜂雌成虫对刺桐属植物挥发物中的11种化合物均具有较强的行为反应。通过反应率,选择反应率及选择系数的研究比较,明确了不同物质及不同浓度溶液对刺桐姬小蜂的行为影响。除了化合物苯甲腈选择反应率以外,其余均在50%以上,且随着化合物浓度的增大而增大。苯甲腈在浓度10倍溶液和原样时,刺桐姬小蜂成负趋性,并且与其他化合物的反应差异显著。
5、通过11种挥发物单体制成的诱虫板进行野外刺桐姬小蜂诱集试验,发现雌、雄成虫对不同挥发物具有不同的趋性,其中100倍液苯甲腈对刺桐姬小蜂雌、雄成虫的引诱效果最好,100倍液水杨酸甲酯对刺桐姬小蜂雄虫的引诱效果比较强。利用计算机在RGB模式下配色,选用不同颜色诱板研究了刺桐姬小蜂对不同颜色的趋性行为反应,结果表明,刺桐姬小蜂对带荧光的翠绿色具有较强的趋性,其次为无荧光的黄色,对其他颜色的趋性差异不显著。