文章信息
- 成小芳, 王金明, 张金桐.
- Cheng Xiaofang, Wang Jinming, Zhang Jintong.
- 沙棘木蠹蛾性信息素的合成与林间诱蛾活性试验
- Synthesis and Field Tests of Sex Attractant for Holcocerus hippophaecolus (Lepidoptera: Cossidae)
- 林业科学, 2007, 43(5): 74-77.
- Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(5): 74-77.
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文章历史
- 收稿日期:2005-10-08
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作者相关文章
2. 山西农业大学动物科技学院 太谷 030801
2. College of Animal Science and Technology, Shanxi Agricultural University Taigu 030801
沙棘木蠹蛾(Holcocerus hippophaecolus) (鳞翅目:木蠹蛾科)是沙棘(Hippophae rhamnoides)的重要蛀干害虫,近年来在山西、陕西、辽宁、内蒙、宁夏等省区大面积发生,对当地的林业生产构成严重威胁。防治沙棘木蠹蛾采用消除虫源木和平茬灌药等方法,虽然取得一些效果,但由于沙棘丛生茂密,用工多成本高,且沙棘木蠹蛾以幼虫在沙棘地下根干部蛀食危害,隐蔽性极强,往往达不到预期防治效果(周章义,2002)。再者,沙棘果和叶有很高的经济利用价值, 多用于食品、饮品及药品的开发, 因此亟需一种高效、无毒、低残留的无公害防治技术措施。而利用性引诱剂防治沙棘木蠹蛾正是一种简便易行的方法,也符合森林有害生物可持续治理的原则(骆有庆等,1998)。通过沙棘木蠹蛾性信息素腺体提取物的分析测定结合文献(方宇凌等,2003. Fang et al., 2005)的鉴定结果,笔者人工合成了相应的性信息素化合物,经2年的不同地区的生测试验,已得到对沙棘木蠹蛾有强引诱效果的性信息素配比和含量,为今后利用性信息素防治沙棘木蠹蛾打下良好基础。
1 材料与方法 1.1 气相色谱(GC)和触角电位(EAG)分析 1.1.1 毛细柱气相色谱分析采用Agilent 6890 N型带无分流进样器的毛细管色谱仪, 氢火焰离子检测器, HP-1石英毛细管柱(30 m×320 μm×0.25 μm)。升温程序为:起始温度80 ℃, 保持2 min, 然后以4 ℃·min-1的速率升温至180 ℃, 再以10 ℃·min-1的速度升温至250 ℃。进样器和检测器的温度均为250 ℃, 氮气作载气。
1.1.2 触角电位分析方法和条件取羽化1~3 d的沙棘木蠹蛾雄蛾,用眼科剪刀将触角自基部2 mm处剪下,切除末端1 mm,横接在参考电极和记录电极上。空气经过过滤、蒸馏水加湿后通过直径为1.2 cm的玻璃管(玻璃管的出口距触角1 cm)以20 mL·s -1的流速吹向触角。样品滴在0.3 mm×3 cm的对折滤纸条上,装入样品管中。记录触角所产生的电信号,以气化的正已烷为空白对照。EAG反应值用对标准化合物(Z5-14:Ac)的EAG反应值的百分比来表示。
1.2 性诱剂的合成根据分析结果和林间诱捕试验的需要,采用廉价易得的原料和中间产物,通过Witting反应合成了供室内生测和田间诱蛾试验使用的标准化合物:
其中,a:HBr(47%)/CuBr(新制new-prepared);b:回流(refluence) 24 h;c:Ph3P/C6H6;d:① n-BuLi/DMSO,②CH3(CH2)5CHO;e:CH3COCl/C5H5N;f:NaNO2/HNO3。
用类似方法合成E3-14:Ac、Z3-14:Ac、E3-14:OH和Z3-14:OH。
1.3 性诱剂诱芯的配制性诱剂标准化合物均由本实验室合成,经毛细柱气相色谱检测Z7-14:Ac、E7-14:Ac、Z7-14:OH和E3-14:Ac纯度均达到93%以上,将上述信息素组分用重蒸正己烷稀释成浓度为5 μg·μL-1的溶液。然后按所需不同比例和剂量将性诱剂溶液滴加到特制反口橡胶塞的凹杯中,待溶剂挥发后,用聚乙烯保鲜膜密封,置于冰箱内,低温保存备用。
1.4 诱捕器采用塑料瓦楞板制成三棱形诱捕器(截面19 cm×19 cm×21 cm,棱长25 cm),将一涂有粘虫胶的蜡纸板(21 cm×25 cm)插入诱捕器内(位于三角形底部),诱芯用大头针穿上扎于蜡纸板中央。
1.5 田间诱蛾试验诱蛾活性试验于2004年和2005年6—8月在辽宁省建平县小东梁村和山西省右玉县六里庄村沙棘林进行的。诱捕器距地面1 m,间距不少于50 m。每种比例的诱捕器设3个重复,诱捕器按随机顺序设置。从诱捕器放置后第2天起,每日清晨检查和记录各诱捕器的雄蛾数。
1.6 剂量对诱捕效果的影响将试验中证明具有诱蛾活性的Z7-14:Ac/E3-14:Ac/E7-14:Ac=10:10:1性信息素分别制成含有100、200、500、1 000 μg不同剂量的诱芯和诱捕器(张金桐等,2001),进行剂量对诱蛾活性影响的试验。
2 结果与分析 2.1 GC和EAG分析结果GC分析结果显示(图 1):沙棘木蠹蛾雌蛾性信息素腺体在重蒸正己烷浸泡12 h的提取物中存在3种主要成分,它们在非极性色谱柱中的滞留时间分别与标准化合物顺-7-十四碳烯醇(Z7-14:OH)、顺-7-十四碳烯基乙酸酯(Z7-14:Ac)和反-7-十四碳烯基乙酸酯(E7-14:Ac)相对应。同时,利用触角电位生测技术测定了沙棘木蠹蛾雄蛾对11种标准化合物的电生理反应,结果显示(图 2):雄蛾触角对E7-14:Ac的EAG反应相对值最大,其次为E9-14:Ac,但前者在田间诱蛾活性试验中只起增效作用,而后者的有无则对诱蛾效果没有影响。Z7-14:Ac在GC分析中量最大,EAG反应值也较大,田间试验活性最强。E3-14:Ac虽然在GC分析中未发现,但它是刺槐木蠹蛾(Prionoxystus robiniae)的性信息素之一(Doolittle et al., 1976),而且经田间试验证实与其他化合物组合配置的诱芯有很好的诱蛾效果。
从表 1可知:S5组分诱蛾效果最好,日最高诱蛾量为7头;与S4呈显著差异,即去掉D(E7-14:AC)组分,诱蛾量将会明显减弱。增加E(E9-14:Ac)组分,诱蛾活性却几乎不受影响。用其他组分的配比组合,引诱效果更差,与S5相比差异极显著。由此可以看出Z7-14:OH有抑制作用,而E7-14:Ac则有增效作用。明确性诱剂主要组分后,从表 2可知性信息素标准化合物的最佳比例配置,T6对沙棘木蠹蛾具有很强的引诱效果,一个诱捕器日最高诱蛾量可达12头,而T4日最高诱蛾量为9头,前者是后者日平均诱捕量的1.515倍,差异显著。T1诱芯的诱捕量最小,说明A、C 2组分的含量差越大,诱蛾效果越差。这一结果证实以Z7-14:Ac/E3-14:Ac/E7-14:Ac=10:10:1配制的诱芯对野外防治沙棘木蠹蛾的效果最佳。
林间诱蛾对比试验结果表明:诱芯中性的含量对诱蛾活性有明显的影响,诱芯中性信息素的含量越高,诱蛾量越多(表 3)。剂量为1 000 μg的平均诱蛾量最高,是100 μg的5.2倍,是200 μg诱芯的2.5倍,诱捕量差异显著。而与500 μg的诱芯相比,虽比其诱蛾量多,但差异不显著。由此可见,用于虫情测报和诱杀防治成虫的诱芯剂量在500 μg左右即可,这样既能达到诱杀和测报的效果又可节省性信息素。
沙棘木蠹蛾为4年1代跨5个年度,幼虫在被害沙棘干部或根部的蛀道内越冬,每年6月初老熟幼虫钻出蛀道,在附近入土化蛹,6月末7月初成虫开始羽化,7月中旬达到盛期(田润民等,1997)。林间试验证明利用性诱剂诱捕沙棘木蠹蛾雄蛾,其诱蛾量的变化能及时准确地反映林间沙棘蠹蛾成虫的消长情况。试验发现,第1次高峰在6月末到7月中期,第2次高峰在7月末到8月中期,这和通过灯诱的结果完全一致(路常宽等,2004)。由此可见,利用性信息素可以准确对沙棘木蠹蛾发生情况进行测报,为对该虫进行适时有效的防治提供科学依据。
鉴于沙棘木蠹蛾生活习性的特点,幼虫蛀干危害周期长,成虫发生期较短,雄蛾比雌蛾早熟,且飞翔能力远大于雌峨,利用性信息素诱捕雄蛾对防治沙棘木蠹蛾有良好的应用前景。
方宇凌, 孙江华, 赵成华, 等. 2003. 沙棘木蠹蛾(鳞翅目:木蠹蛾科)性信息素组分鉴定及其生物活性. 昆虫学报, 46(5): 665-666. DOI:10.3321/j.issn:0454-6296.2003.05.021 |
路常宽, 宗世祥, 骆有庆, 等. 2004. 沙棘木蠹蛾成虫行为学特征及性诱效果研究. 北京林业大学学报, 26(2): 79-83. DOI:10.3321/j.issn:1000-1522.2004.02.016 |
骆有庆, 沈瑞祥. 1998. 试论森林有害生物可持续控制(SPMF)策略. 北京林业大学学报, 20(1): 96-98. DOI:10.3321/j.issn:1000-1522.1998.01.019 |
田润民, 唐蒙昌. 1997. 沙棘木蠹蛾的生物学特性初步研究. 内蒙古林业科技, 8(4): 37-39. |
张金桐, 孟宪佐. 2000. 小木蠹蛾雄蛾对雌蛾性信息素提取物及合成标准化合物的电生理反应. 林业科学, 36(5): 123-126. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2000.05.020 |
张金桐, 孟宪佐. 2001. 小木蠹蛾性诱剂的合成及林间诱蛾活性. 林业科技, 37(4): 71-74. |
周章义. 2002. 内蒙古鄂尔多斯市东部老龄沙棘死亡原因及对策. 沙棘, (6): 7-11. |
Doolittle R E, Roelofs W L, Solomon J D. 1976. (Z, E)-3, 5-tetradecadien-l-ol acetate sex attractant for carpentertworm moth, Prionoxystus robiniae (Peck) (Lepidoptera, Cossidae). J Chem Ecol, 2(4): 399-410. DOI:10.1007/BF00988805 |
Fang Y L, Sun J H, Zhao C H, et al. 2005. Sex pheromone components of the sandthorn carppenterworm, Holcocerus hippophaecolus. J Chem Ecol, 31(1): 39-47. |