西花蓟马4种不同喜好蔬菜寄主挥发物的比较

曹宇　李灿　高杭

摘要：西花蓟马对甘蓝、莴苣、芹菜、大蒜的喜好性不同，偏好甘蓝、莴苣，忌避芹菜、大蒜。利用气相色谱/质谱联用仪对4种机械损伤寄主的挥发物成分进行鉴定和分析。结果表明，4种寄主在挥发物种类和成分上都存在巨大差异，甘蓝上共鉴别出12种化合物，其中异硫氰酸烯丙酯含量最高，为57.376%；莴苣上鉴别出13种化合物，2-甲基丁醇、角鲨烯含量最高，分别为18.993%、18.617%；芹菜上鉴别出8种化合物，月桂烯含量最高，为52.737%；大蒜上鉴别出19种化合物，大蒜素含量最高，为34.863%。4种寄主挥发物成分在种类及含量上的差异可能引起西花蓟马对其产生不同的偏好性。

关键词：西花蓟马；蔬菜；挥发物；气相色谱/质谱

中图分类号： S433.89 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2016）07-0189-03

寄主释放的挥发物在昆虫寻找寄主的识别和定位过程中起重要作用。植食性昆虫通常利用寄主释放的挥发性物质寻找食物和产卵场所；植物也可产生大量的挥发性次生化学物质，对取食昆虫产生拒避或拒食作用[1]。关于植物挥发物对昆虫行为（如寄主定向、产卵、聚集、传粉）的影响、作用机理等，前人已有不少理论论述[2-3]。学者们探讨了室内寄主挥发物及其相关成分对昆虫行为的影响，如青杨脊虎天牛（Xylotrechus rusticus）对杨树挥发物的EAG反应[4]、柑橘挥发物对柑橘粉虱（Dialeurodes citri）的引诱力[5]、多异瓢虫（Hippodamia variegata）对黄瓜叶片挥发物的选择性及挥发物成分的鉴定[6]、云斑天牛（Batocera lineolata）对10种植物挥发物的EAG反应和嗅觉反应[7]等。

西花蓟马[Frankliniella occidentalis（Thysanoptera：Thripidae）]是世界上最为凶险的害虫之一，其危害广泛，寄主众多，且危害具有极强的隐蔽性，及早发现是防治西花蓟马的关键，搞清楚西花蓟马如何搜寻寄主是监测其动态变化的有效手段[8]。挥发物是植食性昆虫寻找寄主的重要线索[9]，西花蓟马在4种豆科植物中最为偏好四季豆[10]；在3种茄科植物中，对茄叶的趋性最强[11]；除了叶片，西花蓟马在田间表现出对花香显著的偏好性。室内研究发现，添加花香的人造花对西花蓟马也有明显的吸引力[8]。以上研究反映西花蓟马对不同挥发性物质趋性不同。

目前，关于蔬菜寄主挥发物成分与害虫危害研究较少[12]，甘蓝、莴苣、芹菜、大蒜等4种蔬菜在贵州省种植面积较大，但深受西花蓟马等害虫的危害[13]。笔者发现，西花蓟马对这4种蔬菜寄主挥发物偏好不同，其偏好程度与其对寄主的为害程度一致[14]。本研究对西花蓟马4种寄主的挥发物进行提取、鉴定，以期为蔬菜上西花蓟马防治奠定基础。

1 材料与方法

1.1 寄主种植

甘蓝、莴苣、芹菜、大蒜均盆栽种植在单独人工气候室，保证无虫危害，长至15～20 cm时进行试验。温度设定为（28±1） ℃，湿度（70±5）%，光—暗周期为16 h—8 h。

1.2 寄主挥发物的提取与分析

采用顶空吸附法收集挥发性物质。选取各寄主的叶片，用打孔器（直径0.5 cm）在叶片上打孔（伤口总量50～100），将其密封在三角瓶中24 h，收集一定量的挥发物待测。采用固相微萃取（SPME）提取挥发物，用固相微萃取头插入采样瓶中，固定手柄高度，推出萃取头，在样品顶空萃取保持 30 min 取出，将快速移出的萃取头立即插入气相色谱仪进样口（250 ℃）中，热解析5 min进样，在气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）上进样分析，利用质谱库检索，对寄主的挥发物成分进行鉴定。GC/MS分析条件为：色谱柱，HP-5MS 5% Phenyl Methyl Siloxane （30 mm×0.25 mm，0.25 m）弹性石英毛细管柱，初始温度50 ℃（保留1 min），以5 ℃/min升温至280 ℃，保持1 min；汽化室温度250 ℃；载气为高纯He（99999%）；柱前压7.62 psi，载气流量1.0 mL/min；进样量1 L；分流比 20 ∶ 1；离子源为EI源；离子源温度230 ℃；四极杆温度 150 ℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 A；倍增器电压 1 756 V；接口温度280 ℃；溶剂延迟5 min；质量范围 10～550 amu。

1.3 分析仪器

采用HP/HP5973气相色谱/质谱（GC/MS）联用仪（美国惠普公司）分析样品。

2 结果与分析

通过气相色谱和质谱联用，对西花蓟马的相对偏好寄主甘蓝、莴苣，忌避寄主芹菜、大蒜的挥发物进行了提取、分析、鉴定，结果表明，4种寄主植物在挥发性化合物的种类、成分和相对含量等方面都存在极大差异。

2.1 甘蓝挥发物成分及含量分析

在甘蓝上共检测到12种化合物（表1），主要为酯类、烃类化合物，其中以异硫氰酸烯丙酯含量最高，占57.376%，其同分异构体异硫氰酸丙烯酯含量占8.250%；另外2种酯类同分异构体异硫氰酸丁酯、异硫氰酸异丁酯相对含量共占22.477%；在甘蓝挥发性化合物中，酯类相对含量占80%左右。

2.2 莴苣挥发物成分及含量分析

在莴苣中共鉴定出13种挥发性化合物（表2），主要为醇醛、烯烃化合物，含量最高的为2-甲基丁醇和角鲨烯，分别占18.993%、18.617%。

2.3 芹菜挥发物成分及含量分析

在芹菜上检测到的挥发性化合物种类最少（表3），仅8种，主要为烯烃，其中月桂烯相对含量占52.737%，其4种同分异构体二戊烯、β-反式-罗勒烯、顺式-β-罗勒烯和γ-萜品烯，分别占18.428%、22.767%、1.108%、1.127%，此5种烯烃占到芹菜挥发物相对含量的95%以上。

2.4 大蒜挥发物成分及含量分析

在大蒜中鉴定出的挥发性化合物种类最多（表4），共19种，主要为硫醚化合物，其中大蒜素含量最高，为34.863%，其他相对含量较高的为甲基2-烯丙基三硫醚，为 12.881%。

3 结论与讨论

寄主挥发物能够为昆虫的寄主定位提供重要线索。西花蓟马对4种蔬菜寄主的挥发物具有不同的偏好性，其偏好于甘蓝、莴苣的挥发物，忌避于芹菜、大蒜的挥发物[14-15]。本研究结果表明，4种寄主在挥发物的成分及含量上存在巨大差异，这可能是引起西花蓟马不同寄主偏好的原因。莴苣上主要检测到烯烃、醇醛类化合物，其对西花蓟马有较强的吸引力[16]，寄主芹菜上主要检测到烯烃，但西花蓟马表现出忌避作用，因此，筛选出具体影响西花蓟马行为选择的化学物质尤为重要[17]。与莴苣相比，同为西花蓟马偏好寄主的甘蓝主要检测到酯类化合物，但甘蓝上并未检测到文献报道的吸引物质烟酸乙酯。与芹菜相比，同为忌避寄主的大蒜主要检测到硫醚化合物。因此，综合西花蓟马的偏好与忌避寄主的挥发物成分的差异，说明自然界许多植物挥发物均能引起西花蓟马的趋避作用，但起作用的具体成分须进一步分析。

虽然4种蔬菜挥发物的主要成分存在巨大差异，但不能直接证明其引起西花蓟马对寄主的不同趋性，其不同行为反应还可能受多种混合挥发物的协同作用[18-19]，且与挥发物的浓度有关。本研究虽只对机械损伤的4种蔬菜寄主挥发物进行鉴定分析，并未涉及健康寄主的相关测定，且健康寄主与机械损伤寄主的挥发物的确存在一定的差异[20]，但并不影响西花蓟马的寄主偏好性选择。受害寄主释放的挥发物成分对西花蓟马为害有更强的吸引作用，也更容易吸引其天敌胡瓜钝绥螨（Neoseiulus cucumeris）[21-24]。

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