韭菜迟眼蕈蚊取食习性及趋性行为反应

徐 蕾， 赵彤华， 许国庆， 钟 涛， 刘培斌

(辽宁省农业科学院植物保护研究所，辽宁沈阳 110161)

韭菜迟眼蕈蚊(BradysiaodoriphagaYang et Zhang)是葱蒜类蔬菜的重要害虫，其幼虫别称韭蛆，主要聚集在韭菜根部、茎部部进行取食，造成韭菜田缺苗、断垄甚至成片死亡，严重影响着韭菜的产量和品质[1]。韭菜迟眼蕈蚊在我国分布广泛，寄主植物多，取食范围较广，严重危害百合科、菊科、十字花科等7科30多种蔬菜，其中以北方保护地韭菜受害最为严重且可周年发生，露地韭菜以春、秋两季危害较重[2]。目前，防治韭蛆普遍采用的是以毒死蜱和辛硫磷为主的有机磷类化学药剂喷洒或灌根，由此引发的“3R”[抗性(resistance)、残留(residue)、再猖獗(resurgence)]效应十分严峻。

植食性昆虫的生长发育和种群繁衍与其能否准确找到合适的寄主植物以获得足够的营养息息相关，寄主植物的挥发性气味传递着寄主定位、取食、交配产卵等重要行为活动的有效信息[3]。研究发现，取食不同寄主植物不但对韭菜迟眼蕈蚊的生长发育和繁殖产生影响[4]，还影响到韭菜迟眼蕈蚊幼虫体内的乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，简称AChE)活性，从而引起其对杀虫药剂敏感性产生差异[5]。杨峰山等通过室内试验统计了培养皿内寄主植物引诱源对采集笼内韭菜迟眼蕈蚊成虫的吸引，结果表明，试虫在茄科植物马铃薯上产卵量最大，其次为葫芦科的黄瓜和十字花科的萝卜[6]。田间罩笼试验结果表明，韭菜迟眼蕈蚊成虫对韭菜选择性最强，其次是大葱和大蒜，在圆葱上数量最少[7]。

为探索高效、绿色的韭菜迟眼蕈蚊无公害防治方法，须要结合其取食、嗅觉趋性等行为学特性，从而建立基于行为调控基础上的综合防控体系。首次在室内针对韭蛆取食韭菜段的侵入位点进行观察，另外，前期利用四臂嗅觉仪测定韭菜迟眼蕈蚊雌成虫对多种味源物的寄主选择性及行为反应[8]，作为后续研究测试不同味源物鲜质量及测试间隔对雌成虫引诱率的影响，以期为韭菜迟眼蕈蚊植物源引诱剂或驱避剂的进一步研发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

2016年3月在辽宁省北镇市中安镇韭菜棚(121°58′E，41°36′N)内采集韭菜迟眼蕈蚊幼虫，将其带回辽宁省农业科学院植物保护研究所实验室[温度为(25±1)℃，湿度为(70±5)%，光—暗周期为14 h—10 h]内，用温室自栽的无公害韭菜作饲料继代饲养30代以上作为试验种群，取特定虫态做备用种群完成本试验。

1.2 供试材料

处理味源材料：健康韭菜采自辽宁省农业科学院试验基地，挑拣并称取2 g(鲜质量)无病虫为害的苗株，从近地表处切断根茎，断口处用Parafilm封口膜裹紧备用；机械损伤韭菜是选取2 g健康韭菜叶片，用直径为0.5 cm的打孔器打10个孔，形成机械损伤，每隔30 min更换机械损伤叶片以保证挥发物的持续释放；浸泡大豆是称取无病虫危害的2 g大豆在自来水中浸泡24 h后切成小块，在沸水中浸泡3 min后取出，用滤纸吸干表面水分，冷却至室温[(25±1) ℃]后备用；腐殖质的品名为“无土育苗营养基质”，由沈阳凡宇园艺科技有限公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 韭菜迟眼蕈蚊幼虫取食习性观察 将灭菌后的滤纸平铺在直径为9 cm的无菌培养皿内，并在滤纸上滴加适量蒸馏水；选取新鲜健康的韭菜叶片分别剪成长度为5 cm的均匀韭菜段，处理组将断面用高温熔化后的蜡油密封以保护伤口，对照组以不封蜡处理使伤口自然裸露；每皿分别放置处理和对照韭菜各3段，各重复4次，用软毛笔轻轻挑取10头3龄幼虫于韭菜段上，在温度为(25±1)℃条件下饲养，每天定时观察幼虫的取食行为，同时记录幼虫化蛹、羽化、死亡(用毛笔尖轻触虫体，虫体不动且未见明显收缩即为死亡)等情况。

1.3.2 利用四臂嗅觉仪进行趋性测试 四臂嗅觉仪是由无色有机玻璃制成的内部为星状空间的生测装置，利用一个可移动的玻璃盖板封闭，中心区是试虫放口和气泵接口，其他为4个反应区(对应四臂)，分别与味源瓶或对照瓶相连。测试时，其中2个对角作为处理区，另外2个作为对照区。试验前用NH4OH和HCl测试并调节气体流速为300 mL/min。在四臂嗅觉仪的4个反应区上部分别放置4个25 W的台灯，以消除仪器各个方向的光照差异，并用遮光布覆盖(留有观测孔)。在温度为(25±1)℃，湿度为(70±5)%的实验室条件下用真空抽气泵抽取气体，先经过活性炭装置过滤，再经蒸馏水加湿后从四臂吹入中心区内，用流量计控制每臂空气流速均匀一致；测试逐头进行，每头试虫测定时间为10 min，统计滞留于各反应区的试虫数量(停留4 min及以上计作该试虫趋向该味源臂，同时终止试验)。每测试5头试虫调换1次嗅觉仪装置，同时更新味源植物，以此消除客观因素对试虫嗅觉选择行为的影响；每组处理测定结束后，用无水乙醇清洁生测装置，烘干后待用，以便消除残余气味。每种材料测试40头雌成虫，10 min内未到达任一臂最终选择区的试虫不计入统计数。引诱率=味源管中试虫数量/供测试虫总量×100%。

1.4 数据分析

将成虫趋性反应中的引诱率进行arcsin(y/300)1/2反正弦转换后，应用SPSS 23.0软件对同一组数据利用卡方(χ2)检验对统计结果进行差异性比较和回归分析[9]。

2 结果与分析

2.1 韭菜迟眼蕈蚊幼虫取食侵入位点观察

通过观察韭菜迟眼蕈蚊幼虫对蜡封处理断面伤口和自然裸露断面伤口韭菜段的取食行为，结果发现，幼虫偏好从韭菜自然裸露伤口处侵入取食，断面未经处理的韭菜段更容易吸引幼虫取食和定殖。对照组完成幼虫取食阶段所需时间明显少于蜡封处理组；韭菜断面经蜡封处理后，幼虫只能等到植株逐渐破损腐败后才开始取食，以致在调查开始几天内处理组幼虫死亡率远高于对照组(图1-a)；在食料未见明显破损或腐败时，处理组幼虫须要耗费更多的时间寻找合适的侵入位点进行取食，因此幼虫的发育速率受到较大影响，生长发育活动均滞后于对照组，具体表现为幼虫化蛹率比对照组延后3 d(图1-b)，蛹羽化率比对照组延后4 d(图1-d)，且处理组比对照组晚4 d进入老熟幼虫期(图1-c)。随着时间进程的推进，在调查9～15 d期间，由于对照组断面伤口裸露加速了韭菜的腐败，因此在调查后期对照组试虫死亡率明显高于处理组(图1-a)，而老熟幼虫的占比也明显低于处理组(图1-c)。

2.2 韭菜迟眼蕈蚊雌成虫对不同味源的趋性

利用四臂嗅觉仪对韭菜迟眼蕈蚊雌成虫进行趋性行为反应测试，由图2可知，当四臂嗅觉仪的处理臂为空气时，其引诱率与对照臂之间无显著差异(P>0.05，χ2=0.18)，说明试虫在无任何气味源引诱下进入某一臂的行为是随机的。4种处理味源中，腐殖质对雌成虫平均引诱量最大，为31头，极显著高于空白对照(P<0.01，χ2=11.29)；其次是机械损伤韭菜，对雌成虫平均引诱量为25头，极显著高于空白对照(P<0.01，χ2=9.68)；而浸泡大豆对雌成虫的引诱力最小，平均引诱量为16头，低于空白对照的23头，但两者差异不显著(P>0.05，χ2=0.92)。

对韭菜迟眼蕈蚊雌成虫具有极显著引诱作用的味源物(机械损伤韭菜和腐殖质)分别设置5、20、40、60、120、160、200、220、250、300 min共计10个时间间隔进行调查，测试试虫对处理味源的行为反应，通过相关性分析，结果表明，在以机械损伤韭菜做味源(图3)时，测试时间间隔与雌成虫引诱率呈极显著的正相关关系(r=0.930 8**)；在以腐殖质做味源(图4)时，测试时间间隔与雌成虫引诱率存在一定的正相关关系，但不显著(r=0.370 7ns)。表明随着测试时间间隔的延长，机械损伤韭菜对雌成虫的引诱作用随之显著增强，而对腐殖质的引诱效果则无显著影响。

对机械损伤韭菜和腐殖质分别设置2、4、6、9、12、15、18、20 g共计8个鲜质量梯度，测试味源物质量对试虫趋性行为反应的影响。由图5可知，当机械损伤韭菜鲜质量为12 g时，对试虫的引诱率最高，达到92.52%，与空气对照(6.94%)相比差异极显著(P<0.01，χ2=17.29**)；当腐殖质鲜质量为9 g时对试虫的引诱率最高，达到90.19%，与空气对照(9.49%)相比差异极显著(P<0.01，χ2=18.54**)。但当味源材料鲜质量达到峰值后，处理味源对试虫的引诱作用就不再明显，引诱能力随着鲜质量的增加而下降。根据观察数据间的统计关系并进行回归分析，机械损伤韭菜和腐殖质的鲜质量(x)与试虫引诱率(y)之间存在极显著的二次多项式逐步回归关系，模型参数及表达式如表1所示，2个回归模型的判定系数分别达到0.817、0.806，回归显著概率分别为0.014、0.017，由此说明模型逐步回归的拟合程度较高。

3 结论与讨论

昆虫在对寄主植物和产卵场所的选择过程中，通过嗅觉感知来自味源物的挥发性气味，从而表现出趋性行为反应[10]。本研究通过对韭蛆在寄主植物上侵入位点的观察发现，韭菜段假茎、叶片由于完整表皮的保护，可有效阻挡韭蛆的危害；相反，如果韭菜植株体表有明显的腐败或创口则有利于甚至加速韭蛆的侵袭和种群发展。韭菜收割后挥发性含硫气味浓度会大幅升高，因此容易吸引大批韭菜迟眼蕈蚊成虫前来产卵[11]。北方地区冬季温室大棚内密闭环境下易发病害，韭菜长势弱，当韭菜植株出现腐败或机械伤口时，韭蛆趁机侵入取食，进而加剧韭菜衰败死亡。因此，辽宁地区防治韭蛆危害可以针对多年韭菜棚的管理，严控病害发生，促进韭菜生长，保健栽培，培育壮株，以此达到针对韭菜迟眼蕈蚊幼虫期防控减灾的目的。

表1 机械损伤韭菜和腐殖质鲜质量与韭菜迟眼蕈蚊雌成虫引诱率的二次回归分析结果

本研究首次对韭蛆趋性较强的2种味源物腐殖质和机械损伤韭菜进行鲜质量和调查时间的梯度设定，分别得到其与引诱率之间的量化回归关系，其中，2种味源物鲜质量与引诱率之间存在显著的多元回归关系。对重要寄生蜂类天敌黑刺粉虱细蜂(AmitushesperidumSilvestri)的行为反应进行研究发现，随着黑刺粉虱(AleurocanthusspiniferusQuaint)虫体密度和受害茶树叶片质量的增加，天敌细蜂的引诱率有所加强，但当味源挥发物达到一定量后，引诱作用开始逐渐下降，而趋性与受害叶片质量及粉虱密度之间也存在二次回归关系[12]，本研究结果与之相一致。对赤拟谷盗(TriboliumcastaneumHerbst)进行触角电位(electroantennography，简称EAG)反应测试发现，赤拟谷盗对不同刺激物的EAG反应值差别较大，其中，当水杨酸甲酯质量浓度大于5 μg/μL时，EAG反应值开始下降[13]，本研究的结果与之相似。

形成植物气味特征的主体是植物体释放出的挥发性化学物质，研究植物挥发性信息物质对昆虫侵入取食以及寄主选择有着重要作用。未来的工作可以通过分离、提纯和鉴定昆虫趋向挥发性次生物质的组分和生物活性，从化学生态学的角度深入揭示韭菜迟眼蕈蚊的嗅觉选择机制，为进一步开发信息素诱捕或驱避剂忌避的研究奠定基础，从而实现对韭菜迟眼蕈蚊的早期监测和绿色防控。