白蠟吉丁嚙小蜂雌蜂對寄主揮發物的觸角電位和行為反應

高宇　王志英　趙紅盈　等

摘要：白蠟吉丁嚙小蜂是我國東北地區白蠟窄吉丁幼蟲期的優勢性天敵，研究白蠟吉丁嚙小蜂與白蠟窄吉丁、水曲柳之間的化學通信機制，為白蠟吉丁嚙小蜂搜索和識別寄主的機理提供依據。采用昆蟲觸角電位和行為生測技術，測定雌蜂對寄主植物和寄主昆蟲揮發物的觸角電位和行為反應。結果表明，雌蜂對白蠟窄吉丁幼蟲排泄物的觸角電位反應最強，與對照相比有顯著差異；水曲柳受害樹皮、混合物1和混合物3對雌蜂具有顯著的吸引作用，受害樹皮和白蠟窄吉丁幼蟲也有較強的吸引作用，而健康樹皮和健康葉片等對雌蜂無顯著的吸引作用；白蠟窄吉丁幼蟲排泄物是寄主揮發物中主要的活性組分，在雌蜂寄主搜索、定位和識別過程中起著重要的作用。

關鍵詞：白蠟吉丁嚙小蜂；寄主揮發物；觸角電位反應；行為反應；白蠟窄吉丁幼蟲排泄物

中圖分類號： S763.43文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0141-03

收稿日期：2014-03-13

基金項目：國家林業公益性行業科研專項（編號：201104069）；黑龍江省森林工業總局科技計劃項目（編號：sgzjY2010016）；黑龍江省財政廳科研基金項目。

作者簡介：高宇（1983—），男，吉林長春人，博士，講師，主要從事昆蟲化學生態學和害蟲綜合治理等研究和教學工作。Tel：（0451）82191512；E-mail：627492257@qq.com。

通信作者：王志英，博士，教授，博士生導師，主要從事森林有害生物防治等研究和教學工作。E-mail：zyw0451@sohu.com。白蠟吉丁嚙小蜂（Tetrastichus planipennisi Yang）是我國東北地區白蠟窄吉?。ˋgrilus planipennis Fairmaire）幼蟲期的優勢性天敵[1-2]。該蜂主要寄生白蠟窄吉丁的3～4齡幼蟲，在對白蠟窄吉丁的自然控制中發揮著重要作用，是一種具有廣闊生物防治應用前景的寄生蜂[3]。目前，國內外廣泛開展了白蠟吉丁嚙小蜂的生物學、生態學及其大量繁殖和釋放技術等研究，并被美國引進和應用，取得了良好的控制效果[4-10]。利用寄生蜂進行生物防治的效果在很大程度上依賴于其搜索、定位和識別寄主的能力[11]。探索白蠟吉丁嚙小蜂主動搜索、定位和識別寄主植物和寄主昆蟲的機理，對于提高生物防治的效率十分關鍵，同時對于深入了解白蠟吉丁嚙小蜂的寄主定位機理，白蠟吉丁嚙小蜂與白蠟窄吉丁、水曲柳（Fraxinus mandshurica Rupr.）之間的化學通信機制，開展白蠟吉丁嚙小蜂行為調控和水曲柳資源的保護和利用等研究具有重要意義。白蠟吉丁嚙小蜂觸角上著生多種感覺器，雌蜂可能利用某些感覺器定位水曲柳和白蠟窄吉丁幼蟲[12]。但有關白蠟吉丁嚙小蜂對寄主揮發物的電生理和行為學研究尚未見報道。本研究采用昆蟲觸角電位和行為生測技術測試白蠟吉丁嚙小蜂雌蜂對寄主植物和寄主昆蟲揮發物的觸角電位和行為反應，以期為白蠟吉丁嚙小蜂、白蠟窄吉丁和水曲柳之間的化學通信機制提供佐證。

1材料與方法

1.1供試植物和昆蟲

在東北林業大學實驗林場采集水曲柳枝干、白蠟窄吉丁3～4齡幼蟲及其排泄物。在凈月潭森林公園采集白蠟吉丁嚙小蜂老熟幼蟲，帶回實驗室飼養，待成蜂羽化后用20%蜂蜜水飼喂，選取1～2日齡雌蜂供試。

1.2觸角電位反應

采用荷蘭Syntech公司的昆蟲觸角電位儀測試白蠟吉丁嚙小蜂對寄主揮發物的電生理反應，參照孫凡等的測試方法[13]。設置5個味源處理：健康樹葉、健康樹皮、受害樹皮、白蠟窄吉丁幼蟲和白蠟窄吉丁幼蟲排泄物，對照為干凈空氣，每處理測試5頭雌蜂。

1.3行為反應

采用自制Y形嗅覺儀測試雌蜂的行為反應，裝置結構參照高宇的方法[14]。設置21種味源處理：（1）以干凈空氣為對照，設置健康樹皮、受害樹皮、健康葉片、白蠟窄吉丁幼蟲、白蠟窄吉丁幼蟲排泄物、混合物1（受害樹皮+白蠟窄吉丁幼蟲排泄物）、混合物2（受害樹皮+白蠟窄吉丁幼蟲）、混合物3（受害樹皮+白蠟窄吉丁幼蟲+白蠟窄吉丁幼蟲排泄物）共8種味源；（2）以健康樹皮為對照，設置受害樹皮、白蠟窄吉丁幼蟲、白蠟窄吉丁幼蟲排泄物、混合物1共4種味源；（3）以健康葉片為對照，設置受害樹皮、白蠟窄吉丁幼蟲、白蠟窄吉丁幼蟲排泄物、混合物1共4種味源；（4）以受害樹皮為對照，設置白蠟窄吉丁幼蟲、白蠟窄吉丁幼蟲排泄物、混合物1、混合物3共4種味源；（5）以白蠟窄吉丁幼蟲為對照，設置白蠟窄吉丁幼蟲排泄物共1種味源。白蠟吉丁嚙小蜂在白天活動力較強，于08：00—15：00進行試驗，室內溫度保持（25±2）℃、濕度（65±5）%。將雌蜂導入引蟲管后，連接到Y形嗅覺儀下風端，兩側臂流速為500 mL/min。當雌蜂越過側臂選擇線并停留超過30 s，記為雌蜂對這種氣味源有趨向反應，若10 min內未作出選擇的則記為無反應。每頭雌蜂只測試1次，觀察時間為30 min，每味源處理至少測試30頭。

2結果與分析

2.1觸角電位反應

與對照相比，雌蜂對白蠟窄吉丁幼蟲排泄物的觸角電位反應有顯著差異（F=3.389，P<0.05），而對健康樹葉、健康樹皮、受害樹皮、白蠟窄吉丁幼蟲的觸角電位反應無顯著差異，雌蜂對白蠟窄吉丁幼蟲排泄物的觸角電位反應最強烈，受害樹皮次之，二者之間無顯著差異，均高于其他寄主揮發物（圖1）。

2.2白蠟吉丁嚙小蜂的行為反應

雌蜂進入嗅覺儀后，將頭部略抬起，伸向前方，時左時右地逆氣流方向前進，有時作短暫停留，并以兩前足跗節擦拭觸

角，在抵達兩側臂交叉處時常稍作停頓，隨后進入其中一側。雌蜂對不同寄主揮發物的行為反應結果如下：（1）以干凈空氣為對照，雌蜂對寄主揮發物的正趨向性從高到低依次為：混合物3>混合物1、白蠟窄吉丁幼蟲+白蠟窄吉丁幼蟲排泄物、白蠟窄吉丁幼蟲排泄物、受害樹皮>白蠟窄吉丁幼蟲>健康葉片、健康樹皮>對照；（2）以健康樹皮為對照，雌蜂對寄主揮發物的正趨向性從高到低依次為：白蠟窄吉丁幼蟲+白蠟窄吉丁幼蟲排泄物、白蠟窄吉丁幼蟲排泄物>白蠟窄吉丁幼蟲、受害樹皮；（3）以健康葉片為對照，雌蜂對寄主揮發物的正趨向性從高到低依次為：白蠟窄吉丁幼蟲排泄物、受害樹皮>白蠟窄吉丁幼蟲、白蠟窄吉丁幼蟲+白蠟窄吉丁幼蟲排泄物；（4）以受害樹皮為對照，雌蜂對寄主揮發物的正趨向性從高到低依次為：混合物3>白蠟窄吉丁幼蟲+白蠟窄吉丁幼蟲排泄物>白蠟窄吉丁幼蟲、白蠟窄吉丁幼蟲排泄物；（5）與白蠟窄吉丁幼蟲味源相比，雌蜂顯著趨向白蠟窄吉丁幼蟲排泄物味源（圖2）。

這說明水曲柳受害樹皮、白蠟窄吉丁幼蟲和白蠟窄吉丁幼蟲排泄物的混合物、受害樹皮和白蠟窄吉丁幼蟲排泄物的混合物對雌蜂的吸引作用最強，其中，白蠟窄吉丁幼蟲排泄物的揮發物是寄主揮發物中主要的活性組分，受害樹皮、白蠟窄吉丁幼蟲對雌蜂也有較強的吸引作用。

3結論與討論

寄主揮發物包含寄主植物和寄主昆蟲的揮發物。白蠟窄吉丁幼蟲危害水曲柳韌皮部，受害部位的樹皮輕微隆起和開裂，這些揮發物為雌蜂提供比較可靠的信息，雌蜂可能利用這些揮發物來完成棲境選擇和寄主定位等行為[14]。本研究通過測試雌蜂對不同寄主揮發物的觸角電位和行為反應，發現白蠟窄吉丁幼蟲排泄物、水曲柳受害樹皮和3種混合物等多種寄主揮發物能引起雌蜂較強的觸角電位反應并具有顯著的引誘作用，白蠟窄吉丁幼蟲排泄物是寄主揮發物中主要的活性組分，在雌蜂寄主搜索、定位和識別過程中起著重要的作用。

很多隱蔽性害蟲的寄生蜂與白蠟吉丁嚙小蜂的行為類似，糞便是最有可能存在吸引其寄生性天敵的寄主揮發物，例如，咖啡小蠹姬小蜂（Phymastichus coffea LaSalle）是咖啡果小蠹（Hypothenemus hampei Ferrari）成蟲的寄生性天敵，該蜂對機械損傷并帶有咖啡果小蠹的咖啡漿果有正趨性，但對不帶有咖啡果小蠹的咖啡果無趨性， 而且被寄主留在咖啡果上的

蟲糞所吸引，但對取食人工飼料的寄主產生的蟲糞和來自非寄主平額咪小蠹[Hypothenemus crudiae（Panzer）]的蟲糞則無反應[15]。由于試驗在室內進行，可能受到諸多因素的限制，與林間自然條件有一定的差異，今后還需進一步鑒定和分析寄主植物和寄主昆蟲揮發物的指紋圖譜以及白蠟吉丁嚙小蜂對這些揮發物的行為反應，以進一步明確白蠟吉丁嚙小蜂的寄主定位機制。

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