川滇桤木气味活性物质对云南切梢小蠹卵巢及胚后发育的影响与评价

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植物挥发物是植物与植食性昆虫进行信息交流的重要信号,非寄主植物挥发物可影响或干扰昆虫的多种行为。云南切梢小蠹(Tomicus yunnanensis)属鞘翅目(Coleoptera)、小蠹科(Scolytidae)、切梢小蠹属(Tomicus)昆虫,是我国西南地区以为害云南松(Pinus yunnanensis)为特征的一类蛀干害虫。目前,对该虫的防治主要采用化学农药,造成了“3R”效应加剧。为此,本研究以非寄主植物川滇桤木(Alnus ferdinandi-coburgii)为材料,采用顶空动态法、GC-MS、GC-EAD及行为学测试获取气味活性物质,再用气味活性物质干扰该虫的卵巢和胚后发育,主要研究结果如下:(1)云南切梢小蠹卵巢发育及幼虫龄期划分云南切梢小蠹雌成虫卵巢位于第4腹节消化道侧下方,由1对卵巢、2根短侧输卵管、1根中输卵管、受精囊和附腺构成;卵巢包括四根管状的卵巢管,每个卵巢管前端延伸出端丝并集合成悬带,附着于体壁或脂肪体上。根据卵巢发育形态特征的变化,分为透明期(I级)、延伸期(Ⅱ级)、卵黄沉积前期(Ⅲ级)、卵黄沉积期(Ⅳ级)、产卵期(Ⅴ级)共5个等级,卵巢发育过程与蛀梢补充营养密切相关,每一级别可持续1-4月不等;I-Ⅳ级卵巢管长度增长较慢,Ⅴ级增长快速,而卵巢管宽度Ⅱ级和Ⅴ级增加快,卵巢面积呈幂指数级增长。同时以幼虫头壳宽为指标将云南切梢小蠹幼虫发育分为3个龄期,分别为初孵幼虫、二龄幼虫和三龄幼虫。(2)川滇桤木气味活性物质的筛选在川滇桤木中共收集到化合物45种,以萜烯类及酮类物质为主要成分。GC-EAD表明云南切梢小蠹对5种其为成分表现出触角电生理活性,分别为(Z)-Hex-4-en-1-ol、trans-2-Hexen-1-ol、4-Allylanisole、(1R)-(+)-alpha-pinene和4-Ethylacetophenone,其中4-Allylanisole的反应强度最大。行为学测试结果表明,(1R)-(+)-alpha-pinene和3-carene对云南切梢小蠹表现出引诱作用,其中(1R)-(+)-alpha-pinene的引诱效果强于3-carene;beta-Pinene,trans-2-Hexen-1-ol,(Z)-4-Hexen-1-ol,4-Ethylacetophenone,4-Allylanisole均表现出明显的驱避作用,以4-Ethylacetophenone的驱避效果最好;然而当beta-Pinene与3-carene、(1R)-(+)-alpha-pinene同时存在时beta-Pinene并未表现出明显的驱避作用。(3)气味活性物质对云南切梢小蠹卵巢及胚后发育的影响气味活性物质干扰后云南切梢小蠹雌成虫主坑道、幼虫子坑道长度表现出不同程度的增加;雌成虫产卵量未表现出明显变化,但当气味活性物质存在时云南切梢小蠹各龄幼虫体长及体重呈现增加趋势;同时,非寄主植物挥发物可降低云南切梢小蠹雌成虫卵黄蛋白的合成。通过本研究,确定了该蠹虫卵巢发育动态和幼虫龄期,明确了川滇桤木气味挥发物中的活性成分及各成分对云南切梢小蠹的作用,为该害虫的综合治理和混交林的营造提供科学依据。
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