香梨对桔小实蝇的引诱作用及挥发物成分的GC-MS分析

申建梅，姚 鑫，陆永跃，郭晓洁，胡黎明

（1.仲恺农业工程学院农业与生物学院，广东 广州 510225；2.华南农业大学农学院，广东 广州 510640）

桔小实蝇（Bactrocera dorsalis）是我国南方一种重要的果蔬害虫，能取食40多科250多种水果和蔬菜。桔小实蝇为害的主要特点是其雌成虫产卵于果皮下，幼虫孵化后直接取食果肉，从而造成烂果和落果［1］。化学防治和诱杀是目前对桔小实蝇的主要防治方法，但化学防治不但存在环境和食用安全风险问题，且近年来桔小实蝇已对多种化学药剂产生抗性，致使防治效果大幅度下降［2-3］。诱杀主要使用类性引诱剂甲基丁香酚、水解蛋白和植物提取物等［4］，其中人们最常用和效果较好的是甲基丁香酚，但它主要是引诱桔小实蝇雄虫，且甲基丁香酚对生态平衡和哺乳动物健康有负面影响［5-6］，这样极大程度地限制了甲基丁香酚在桔小实蝇田间防治中的应用。而根据桔小实蝇为害的特点来看，控制其雌虫产卵是防治桔小实蝇繁殖和为害的主要切入点。因此，从寄主和非寄主植物的叶片或果实中筛选对桔小实蝇雌虫具有较高引诱活性的物质，进而开发新型、高效引诱剂已成为目前重要的研究思路［7］。植物挥发性化合物在害虫搜寻寄主、产卵的过程中起着举足轻重的作用［8］。前人的研究结果已表明，多种果实的挥发性物质对桔小实蝇雌虫具有引诱作用［9-11］。成熟的胭脂红番石榴叶和果肉对桔小实蝇雌雄虫均具有显著的引诱作用［12］。桔小实蝇雌虫对甜橙精油和柠檬精油均具有明显的选择作用［13-14］。番石榴、芒果、杨桃、香蕉等多种成熟水果挥发性物质对桔小实蝇成虫有一定的吸引力［15］。莲雾挥发物可引诱桔小实蝇雌虫，其中乙酸异丁酯、癸醛和莰酮等3种化合物对桔小实蝇雌虫的引诱活性较强［16］。库尔勒香梨（Pyrus brestschneideriRehd.）简称香梨，属于蔷薇科梨亚科梨属植物，我们在农业生产中观察发现，成熟香梨对桔小实蝇雌虫具有明显的引诱效果，说明成熟香梨挥发物中存在引诱桔小实蝇雌虫的化学物质。为探明成熟香梨中对桔小实蝇雌虫具有引诱活性的挥发性物质，我们利用“Y”型嗅觉仪检测桔小实蝇雌虫对成熟香梨的行为选择反应，并利用固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（SPME-GC-MS）对成熟香梨的挥发物进行了收集和分析。

1 材料与方法

1.1 试验材料

桔小实蝇幼虫采用人工饲料进行室内饲养，饲养条件为温度27（±1）℃、相对湿度50%～70%、光周期L∶D=12 h∶12 h，选用饥饿处理的产卵期雌虫作为供试虫源。试验用成熟香梨购自市场，洗净后用于后续测试。

主要仪器设备包括：“Y”型嗅觉仪：由味源瓶、空气加湿器、活性碳空气过滤装置和“Y”型管等部件组成，两个侧臂长20 cm、直管长30 cm、两臂夹角为75°。气相色谱-质谱联用仪：TRACE GC 2000/TRACE MS，购自美国Thermo Finnigan公司。顶空微萃取仪：由SPME手动进样手柄和75 μm的CAR/PDMS微萃取头组成，购自Supelco公司。

1.2 试验方法

1.2.1 雌虫对香梨气味的选择测定 采用“Y”型嗅觉仪测定桔小实蝇雌成虫对成熟香梨果实的嗅觉选择行为。将嗅觉仪的一臂与置有香梨的味源瓶相连作为处理臂，另一端与空白味源瓶相连作为对照臂，测试时空气流量为200 mL/min。从“Y”型嗅觉仪基管末端引入20头供试桔小实蝇雌虫。每次测试10 min，测试结束后进入某一测试臂成虫视为对该侧气味源有选择性，停留在基臂的成虫视为未发生反应，分别记录进入两侧臂的桔小实蝇数目。利用上述方法，分别测定桔小实蝇雌虫对不同剂量（5 g和30 g）成熟香梨的反应。每个处理共设置10次重复，每次测试后调换“Y”型管两臂方向，以消除测试位置对桔小实蝇选择的影响。每做完一个处理，立即用95%（体积分数）乙醇清洗整个装置，并于100℃烘箱中烘干备用。

1.2.2 香梨挥发物的采集 试验前先洗净、晾干香梨表面水分，然后在电子天平上称取约30 g，将其密封于200 mL的顶空样品瓶中进行气味平衡15 min，平衡后采用75 μm的固相微萃取纤维CAR/PDMS进行顶空萃取30 min，萃取收集后于250℃解吸3 min进样。

1.2.3 香梨挥发物的GC-MS测定 色谱条件：DB-5石英毛细管柱（柱长30 m、内径0.25 mm、膜厚0.25 μm）；载气为氦，进样口温度220℃，流速1 mL/min。柱温采用程序升温，初始温度45℃，保留2 min；然后以5℃/min的升温速度升至180℃，保持2 min；再以10℃/min的升温速度升至220℃，保留5 min。质谱条件：接口温度250℃，电子轰击离子源EI，离子化能量70 eV，检测器电压350 V，扫描质量范围35～335 u。采用相应质谱图计算机检索方法进行检索确定挥发物成分，并采用面积归一法计算相对含量。

1.3 数据处理方法

试验数据采用Microsoft Excel 2007进行处理，采用SPSS 22软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 香梨气味对桔小实蝇选择行为的影响

利用“Y”型嗅觉仪测定了不同剂量香梨对桔小实蝇雌虫的引诱作用，从试验结果（图1）可以看出，当香梨的测试剂量为5 g时，有54%的桔小实蝇雌虫选择香梨、30%选择对照，二者之间差异显著；当香梨的测试剂量为30 g时，有74%的桔小实蝇雌虫选择香梨、17%选择对照，二者之间差异显著。

图1 桔小实蝇雌虫对香梨的选择反应

2.2 香梨挥发物的GC-MS鉴定

图2 香梨挥发性物质的GC-MS离子流图

应用GC-MS对香梨挥发性物质的种类和含量进行了检测，图2为香梨挥发性物质的GCMS总离子流图（TIC）。TIC图显示分离效果好，背景干扰小。对总离子流图中的各色谱峰经质谱扫描后得到质谱图，经质谱数据系统检索和对照碎片峰分度对各化学成分进行了定性，并利用总离子流色谱峰的峰面积对各化学成分进行了相对定量。本研究从香梨气味（挥发物）中共检出27种化学物质，各化合物的相对含量见表1。表1显示，相对含量大于0.5%的化合物共10种，它们约占挥发物总量的81.85%，分别是己酸乙酯（28.650%）、乙酸乙酯（21.960%）、丁酸乙酯（15.480%）、辛酸乙酯（4.800%）、正己基乙酸酯（3.500%）、2-甲基丁酸乙酯（3.330%）、（R）-（+）-柠檬烯（1.890%）、水芹酸乙酯（1.180%）、正十四烷（0.540%）和α-法尼烯（0.520%）等烯类物质。

表1 香梨挥发性化学物质种类及其相对含量

3 结论与讨论

桔小实蝇主要借助寄主植物挥发物来搜寻和定位寄主［10］。本试验结果表明，在室内条件下，成熟香梨对桔小实蝇具有显著的引诱效果。已有文献报道，马拉巴栗（Pachira macrocarpWalp）果实中的乙酸异戊酯和乙酸乙酯等挥发性物质对桔小实蝇有显著的产卵引诱效果［17-18］。乙酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸异戊酯、乙酸已酯、乙酸香叶酯、己酸乙酯、乙酸壬酯等化合物均对多种实蝇类害虫具有较强的电生理活性［19-21］。吴华等［22］研究发现，一定比例的诱蝇酮与丁酸乙酯混剂对瓜实蝇（Bactrocera cucurbitae）的引诱效果显著高于诱蝇酮单剂的引诱效果。刘玉章等［23］提出，乙酸乙酯或丁酸乙酯与糖蜜引诱剂混合，可增强糖蜜引诱剂对桔小实蝇的引诱作用。莫如江等［24］研究发现，2-甲基丁酸乙酯对桔小实蝇雄虫具有较强烈的吸引作用。金菊等［16］指出，α-尼烯对桔小实蝇具有引诱作用。杨晴阳等［25］研究发现辛酸乙酯对桔小实蝇雌雄成虫具有显著的引诱作用。郭钰等［26］研究表明，正十四烷对长头谷盗（Latheticus oryzae）具有引诱作用。徐磊等［27］研究发现，喜马拉雅落叶松球果中所含的α-蒎烯、月桂烯、柠檬烯等3种优势组分可能对丽江球果花蝇（Strobilomyia lijiangensis）具有引诱作用。本试验从香梨挥发物中初步鉴定出10种含量大于0.5%的化合物，它们分别为己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、正己基乙酸酯、2-甲基丁酸乙酯、（R）-（+）-柠檬烯、水芹酸乙酯、正十四烷和α-法尼烯等烯类物质。上述文献报道了香梨挥发物中的己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯和α-法尼烯等均对桔小实蝇具有显著的引诱作用，而正十四烷和（R）-（+）-柠檬烯分别对长头谷盗和丽江球果花蝇具有引诱作用，因此推测以上8种化合物可能是香梨引诱桔小实蝇雌虫的主要活性物质。但目前有关香梨挥发物中的正己基乙酸酯和水芹酸乙酯是否对桔小实蝇具有引诱活性尚未见报道，本课题组也在开展进一步的生测实验，如果能确定这些化合物对桔小实蝇具有较强的引诱活性，将对开发高效、新型桔小实蝇雌虫引诱剂具有一定的实践意义。

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