青杨脊虎天牛(Xylotrechus rusticus)属鞘翅目天牛科(Cerambycidae)，是中国东北林区的主要蛀干害虫之一，对杨属(Populus)植物的危害尤为严重，同时对柳属(Salix)、桦属(Betula)、榆属(Ulmus)、椴属(Tilia)、栎属(Quercus)和山毛榉属(Fagus)林木也有不同程度的危害，其对象主要是健康树木和老龄树木(胡春祥等，2004)。青杨脊虎天牛生活隐蔽，其幼虫钻蛀树木的枝干或根部，使输导组织遭到破坏，影响树木正常生长发育，甚至导致树木风折死亡。目前，青杨脊虎天牛有扩散蔓延趋势，对杨树人工林造成严重威胁，导致林木大面积死亡，不但带来不可估量的经济损失，而且对生态环境产生不良影响(程立超等，2009; 周茂建等，2006)。

目前利用一般的杀虫剂防治蛀干害虫很难达到理想的防治效果(周琳等，2006)，随着青杨脊虎天牛危害的不断加剧，对其进行有效的防控已迫在眉睫。随着化学生态学的迅速发展，人们越来越重视昆虫与植物之间的化学联系。寄主所释放的信息化学物质直接决定成虫对补充营养和产卵寄主的选择，如果没有植物气味的存在，将影响多数植食性昆虫的生存繁衍(杜家纬，2001; 江望锦等，2005)，所以利用植物源挥发性物质制备相应的引诱剂与驱避剂显得尤为重要。

在昆虫寄主植物中筛选引诱性挥发物质和在非寄主植物中筛选驱避性挥发物质是制备引诱剂与驱避剂的一般原则，目前利用常规的电生理及生测方法可以检测出挥发物和信息素对昆虫行为的影响(Ngumbi et al., 2009; Williams et al., 2008; Allison et al., 2008)。研究表明:植物释放的特定的挥发性气味物质能够对天牛起到引诱和驱避的作用(Allison et al., 2004)。本研究所采用的挥发性气味物质是从青杨脊虎天牛抗性杨树小黑杨(Populus simonii × P.nigra)、斯大林杨(P.stalintz)、银中杨(P.alba × P.berolinensis)中选出含量较高的挥发物，包括苯甲醛、糠醛、十四烷等(程立超等，2007)。从高抗性杨树欧洲黑杨(P.nigra)、山新杨(P.davidiana × P.bolleana)中选出含量较高的挥发物，包括邻二甲苯、苯甲醇、香叶醇等。从非寄主植物松树(Pinus)等植物中选出对鞘翅目昆虫有行为影响的挥发物，包括柠檬烯、丁香酚、2 －苯乙醇、异戊醇、月桂烯(Chénier et al., 1989)等。研究青杨脊虎天牛对这些挥发性物质的EAG反应和行为反应，探索其对青杨脊虎天牛行为的影响，不同单体挥发物对青杨脊虎天牛行为影响的差异，进而为筛选有效单体开展混合制剂(引诱剂与驱避剂)对青杨脊虎天牛牛行为的影响奠定基础。

1 材料与方法 1.1 供试昆虫

2009年4月从哈尔滨市呼兰区采集被青杨脊虎天牛危害杨木，将有虫部位锯成长约1~2 m的木段，两端封以石蜡以阻止木段内水分流失，置于室外纱笼中，每天定时检查刚羽化的青杨脊虎天牛成虫，分别采集雌雄成虫置于养虫笼中饥饿12 h，待用。

1.2 供试挥发性气味物质及其配制

供试挥发性气味物质的标准化合物和对照标准化合物的名称、纯度和来源见表 1。

根据杨树中各种挥发物的最高含量，并参照王广利(2009)、程红(2006)研究结果，选定1 mol·L^-1定为测试的最大浓度。将各挥发物分别溶于二氯甲烷中，在涡旋混合器上充分混合，配制成基础浓度为1 mol·L^-1的溶液。在使用时分别用二氯甲烷将其稀释成10^-1，10^-2，10^-3，10^-4，10^-5 mol·L^-1等浓度。

1.3 触角电位测定和生物测定的药剂种类及浓度选择

本研究以1 mol·L^-1浓度为测定青杨脊虎天牛触角电位反应(EAG)的最大测试浓度，以二氯甲烷为对照组，在这个浓度下EAG测试有差异(P < 0.01)的单体挥发物再进行不同浓度(1，10^-1，10^-2，10^-3，10^-4，10^-5 mol·L^-1)的EAG测试。最后将EAG测试有差异(P < 0.01)的单体挥发物各浓度再分别进行行为生测。

1.4 触角电位测定(EAG)

触角电位仪来自荷兰Syntech公司。测定方法参照杜永均等(1994)、方宇凌等(2002)。刺激气流流速、持续气流均设定为400 mL·min^-1，刺激时间0.5 s，2次刺激间隔30~60 s (依浓度而定，以保证触角的活性完全恢复)。将剪成2 cm × 0.5 cm的定性滤纸纸条折成‘之’字形作为各溶液的载体，测试剂量为10 μL。用锋利的刀片将青杨脊虎天牛触角从基部切下，尖端切除少许后，用导电胶将其横搭在电极上，调整气味混合管与触角相距1 cm (严善春等，2006)。以二氯甲烷为对照，在测定青杨脊虎天牛对不同浓度的同种挥发物的EAG反应时，不同浓度的刺激顺序按浓度由低到高进行。各种挥发物测定时每个浓度同个触角连续测定3次。

1.5 “Y”型嗅觉仪生物测定

本研究采用自制“Y”型嗅觉仪。“Y”型管基部长24 cm，内径4 cm; 两臂长约26 cm; 夹角60°。“Y”型管两臂分别连接装有气味源或洁净空气的广口瓶、装有蒸馏水的广口瓶(保持空气湿润)、大气采样仪(控制空气流速)、装有活性碳的广口瓶(净化空气)，各部件之间用硅胶管连接。测试前将青杨脊虎天牛雄成虫、雌成虫分置于养虫笼中饥饿12 h。试验前将“Y”型嗅觉仪各部件连接好，放在空气洁净、阳光充足的环境下，开启大气采样仪，调节流速使两臂均为1 mL·min^-1，通气10 min，保证测试时“Y”型管内空气清洁(Bertschy et al., 1997; 曹兵等，2004; 李娟等，2008)。

以面积为4 cm²的普通滤纸作气味源载体，每次吸取20 μL的溶液在滤纸上，待溶剂挥发后作气味源，以洁净空气作对照。整个生物测定过程均在日间、天气晴朗、青杨脊虎天牛活动期进行。测试过程中转动“Y”型管方向，使两臂所接受的光强基本一致，光线均匀，避免光对天牛行为的影响。将青杨脊虎天牛成虫放在“Y”型管基部，头朝向两臂延伸方向，每组测试5头，待前一头前行4~5 cm后放后放入另一头。观察成虫的行为反应。1 min内进入某一臂，定为对这一侧有趋性，进入与气味源相连接的一臂记作虫体对气味源有趋向性或正趋向性，未进入与气味源相连接的一臂记作虫体对气味源无趋向性或有负趋向性，未进入两臂的记作无反应。每种单体挥发物测试5头，10次重复。更换不同气味源时，用蒸馏水彻底清洗整个装置。

1.6 数据分析

驱避率、引诱率及反应率计算公式(严善春等，2006) :

利用Tukey多重分析法比较青杨脊虎天牛雌、雄成虫对系列挥发物质反应的差异。用SPSS 17.0统计软件对试验数据进行方差分析和多重比较。EAG反应值用方差分析检验其显著性(P < 0.05)，生测数据采用配对T检验检测差异显著性(P < 0.05) (刘勇等，2005; Hern et al., 2004; Tooker et al., 2005)。

2 结果与分析 2.1 青杨脊虎天牛成虫对不同单体挥发物的EAG反应 2.1.1 青杨脊虎天牛对不同挥发物最大浓度下的EAG反应

青杨脊虎天牛成虫对13种植物挥发性气味物质(浓度1 mol·L^-1)的EAG反应结果见表 2。从EAG绝对值看出:雌性成虫对抗性杨树挥发物糠醛的EAG反应最强，其次是对柠檬烯与2 －苯乙醇的反应; 雄性成虫对抗性杨树挥发物糠醛的EAG反应最强，其次是对丁香酚与柠檬烯的反应。Tukey多重比较表明:雌虫对丁香酚、2 －苯乙醇、糠醛、柠檬烯、月桂烯和十四烷六种挥发物的EAG反应值与对照相比差异显著(P < 0.05)，其中丁香酚、2 －苯乙醇、糠醛、柠檬烯、月桂烯的EAG反应值与对照相比差异极显著(P < 0.01)，对其他7种挥发物的EAG反应值与对照相比差异不显著(P > 0.05)。雄虫对丁香酚、2 －苯乙醇、糠醛、柠檬烯和月桂烯5种挥发物的EAG反应值与对照相比差异极显著(P < 0.01)，对其他8种化合物的EAG反应值与对照相比差异不显著(P > 0.05)。

经配对T检验表明:青杨脊虎天牛雌、雄成虫对2 －苯乙醇与十四烷的EAG反应值差异显著(P < 0.05)，雌虫的EAG反应均强于雄虫。对其他11种化合物的EAG反应雌雄成虫并无明显差别(P > 0.05)。

2.1.2 青杨脊虎天牛对不同浓度的6种挥发物的EAG反应

青杨脊虎天牛雌雄成虫对不同浓度的丁香酚、2 －苯乙醇、糠醛、柠檬烯、月桂烯和十四烷6种挥发物的EAG反应见图 1A~F。

1) 图 1A所示:雌、雄成虫对10^-1 mol·L^-1柠檬烯的EAG反应值均最大，分别达到0.281和0.285 mV。方差分析表明:雌虫在从10^-3~1 mol·L^-1 4个浓度下的EAG值与对照相比均差异极显著(P < 0.01);雄虫在10^-1与1 mol·L^-1 2个浓度下的EAG值与对照相比差异极显著(P < 0.01)。

2) 图 1B所示:雌、雄成虫对10^-1 mol·L^-1丁香酚的EAG反应值均最大，分别达到0.229和0.292 mV。方差分析表明:雌虫在10^-3~1 mol·L^-1 4个浓度下的EAG值与对照相比均差异极显著(P < 0.01)，在10^-4 mol·L^-1浓度下的EAG值与对照差异显著(P < 0.05);雄虫在10^-2~1 mol·L^-13个浓度下的EAG值与对照相比均差异极显著(P < 0.01)，在10^-3 mol·L^-1浓度下的EAG值与对照相比差异显著(P < 0.05)。

3) 图 1C所示:雌、雄成虫对10^-2 mol·L^-1 2 －苯乙醇的EAG反应值均最大，分别达到0.209和0.125 mV。方差分析表明:雌、雄成虫在1 × 10^-2~1 mol·L^-13个浓度下的EAG值与对照相比均差异极显著(P < 0.01)。

4) 图 1D所示:雌、雄成虫对1 mol·L^-1糠醛的EAG反应值均最大，分别达到0.174和0.165 mV。方差分析表明:雌、雄成虫在10^-1与1 mol·L^-12个浓度下的EAG值与对照相比均差异极显著(P < 0.01)，雄虫在10^-2 mol·L^-1浓度下的EAG值与对照相比差异显著(P < 0.05)。

5) 图 1E所示:雌、雄成虫对10^-1 mol·L^-1月桂烯的EAG反应值均最大，分别达到0.201和0.192 mV。方差分析表明:雌虫在10^-1与10^-2 mol·L^-12个浓度下的EAG值与对照相比差异极显著(P < 0.01)，在10^-3与1 mol·L^-1等2个浓度下的EAG值与对照相比差异显著(P < 0.05);雄虫在10^-1与1 mol·L^-1等2个浓度下的EAG值与对照相比差异极显著(P < 0.01)。

6) 图 1E所示:雌虫对1 mol·L^-1十四烷的EAG反应值最大，达到0.173 mV。方差分析表明:雌虫在10^-1与1 mol·L^-12个浓度下的EAG值与对照相比差异极显著(P < 0.01)。

2.2 青杨脊虎天牛成虫对不同植物挥发物的行为反应

利用“Y”型嗅觉仪测定了青杨脊虎天牛雌虫对柠檬烯、丁香酚、2 －苯乙醇、糠醛、月桂烯和十四烷6种挥发物不同浓度的行为反应(表 3)。

雌虫对10^-1 mol·L^-1柠檬烯的反应率较大，为88%，引诱率也较大，达到72%。4个浓度下的驱避率与引诱率对比均呈极显著差异(P < 0.01)。雌虫对10^-1和10^-2 mol· L^-1浓度的丁香酚的反应率都比较大，其中10^-2 mol· L^-1浓度的引诱率较大，达68%。对10^-2 mol· L^-1 2 －苯乙醇的反应率较大，同时引诱率也较大，达54%。对1和10^-1mol·L^-1糠醛的驱避率与引诱率对比均呈极显著差异(P < 0.01)。对1 mol·L^-1的反应率与驱避率较大，分别达到66%和52%。雌虫对10^-1 mol· L^-1月桂烯的驱避率与引诱率对比呈极显著差异(P < 0.01)，反应率达66%，引诱率达52%。对1和10^-1 mol· L^-1十四烷的驱避率与引诱率对比均无显著差异(P > 0.05)，且2个浓度下的反应率也均未超过50%。

利用“Y”型嗅觉仪测定青杨脊虎天牛雄虫对柠檬烯、丁香酚、2 －苯乙醇、糠醛和月桂烯5种挥发物不同浓度的行为反应(表 4)。雄虫对1和10^-1 mol·L^-1柠檬烯的驱避率与引诱率对比均呈极显著差异(P < 0.01)。对1 mol·L^-1的反应率较大，达86%，同时引诱率达到66%。对10^-1和10^-2 mol·L^-1丁香酚的驱避率与引诱率对比均呈极显著差异(P < 0.01)，其中对10^-1 mol·L^-1的反应率较大，达64%，引诱率达52%。对1 × 10^-1 mol·L^-1 2 －苯乙醇的反应率较大，对10^-2 mol·L^-1次之，2个浓度下的驱避率与引诱率对比均呈显著差异(P < 0.05)，但引诱率均未超过50%。对1 mol·L^-1糠醛的反应率较大，达62%，驱避率达46%。对1 mol·L^-1月桂烯的驱避率与引诱率对比无显著差异(P > 0.05)，对10^-1 mol·L^-1月桂烯的驱避率与引诱率对比呈极显著差异(P < 0.01)，反应率达56%，引诱率达44%。

总体比较可以看出:雌虫对10^-1 mol·L^-1柠檬烯的反应率与引诱率均最大，分别达到88%和72%，对1 mol·L^-1糠醛的反应率与驱避率均最大，分别达到66%和52%;雄虫对1 mol·L^-1柠檬烯的反应率与引诱率均最大，分别达到86%和66%，对1 mol·L^-1糠醛的反应率与驱避率均最大，分别达到62%和46%。

3 讨论

青杨脊虎天牛雌成虫对最高浓度1 mol·L^-1的丁香酚、2 －苯乙醇、糠醛、柠檬烯、月桂烯和十四烷6种挥发物的EAG反应强烈，在这一浓度下，除十四烷外雄成虫对其他5种挥发物的EAG反应强烈。各挥发物的浓度梯度测定结果表明:雌虫对10^-1 mol·L^-1柠檬烯、10^-1 mol · L^-1丁香酚、10^-2 mol·L^-1 2 －苯乙醇、1 mol·L^-1糠醛，10^-1 mol·L^-1月桂烯和1 mol·L^-1十四烷的EAG反应值都比较大，雄虫对10^-1 mol·L^-1柠檬烯、10^-1 mol·L^-1丁香酚、10^-2 mol· L^-1 2 －苯乙醇、1 mol·L^-1糠醛和10^-1 mol·L^-1月桂烯的EAG反应值也都比较大。经配对T检验表明:雌虫与雄虫对2 －苯乙醇和十四烷的EAG反应存在显著差异(P < 0.05)，雌雄成虫对其他挥发物EAG反应之间的差异并不显著(P > 0.05)，但总体上雌虫的反应略大于雄虫，这是因为昆虫不同性别的个体在寻找寄主、繁殖后代等行为中所起的作用不同而导致的雌雄成虫对相同挥发物所表现的不同反应(Raguso et al., 1996; 金凤等，2009)。

根据研究的杨树中挥发性气味物质的含量和王广利(2009)、程红(2006)等研究结果，笔者初步认为:青杨脊虎天牛对超过1 mol·L^-1浓度的一些植物挥发物的电生理测定及行为生测均没发现明显反应，所以将1 mol·L^-1浓度定为本次测定触角电位反应(EAG)及行为生测的最大测试浓度。在1 mol·L^-1浓度下对13种单体挥发物依次进行EAG测试，结果发现:苯甲醛、苯酚、邻二甲苯、1，2 －环己二酮、苯甲醇、香叶醇、异戊醇、十四烷(对于雄虫)等8种挥发物与对照(二氯甲烷)相比无显著差异(P > 0.05)。

同一物质的不同浓度对植食性昆虫表现出不同的生理活性(樊慧等，2004)。青杨脊虎天牛对各挥发物的EAG反应随浓度的变化而变化，当浓度很低时，EAG反应并不强烈，而当浓度达到一定程度时，EAG反应随之增强，但并不是浓度越大反应越强烈，虫体对能够引起自身最大反应的挥发物浓度有一定的极限，如雌雄成虫对柠檬烯、月桂烯和丁香酚在10^-1 mol·L^-1的刺激浓度下EAG反应很强烈，当浓度升高和降低后EAG反应都随之减小。因此，尽管在1 mol·L^-1浓度下EAG测试发现苯甲醛、苯酚、邻二甲苯、1，2 －环己二酮、苯甲醇、香叶醇、异戊醇、十四烷(对于雄虫)等8种挥发物与对照(二氯甲烷)相比无显著差异(P > 0.05)，但不能肯定地认为这些化合物在较低浓度下也不会引起青杨脊虎天牛成虫的EAG或行为反应。这些化合物在较低浓度下是否会引起青杨脊虎天牛成虫的EAG或行为反应，尚需进一步深入研究。

根据生测结果分析:丁香酚、2 －苯乙醇、糠醛、柠檬烯、月桂烯5种挥发物在相应的浓度下均能引起雌雄成虫的定向反应。与EAG测定结果相比可发现: EAG反应值的大小与生测定向反应率的大小并非一一对应，如1 mol·L^-1的丁香酚对雌虫的EAG值与对照相比差异极显著(P < 0.01)，但这个浓度下并不能引起虫体明显的定向作用，这可能与嗅觉感受器的生理结构和其对气味的敏感性和选择性有关，具体的原因还需进一步的研究。

在行为测试中，丁香酚、2 －苯乙醇、糠醛、柠檬烯、月桂烯5种挥发物一定浓度下均能引起雄虫的定向反应，但反应率明显低于雌虫。雌虫在寻找寄主产卵中起到关键作用，如果能利用上述挥发物开发出相应的引诱剂和驱避剂，用于在林间防治可有效调控雌虫种群。

植物所释放的气味是多种微浓度的挥发次生物质组成的复杂混合物(严善春等，2003)，昆虫所受到气味的影响是多种挥发物的协同影响，将单体挥发物按不同比例配比研究其作用效果是昆虫驱避剂与引诱剂研制中的重要环节。混合物在影响昆虫行为反应中起到重要作用，赵锦年等(2001)筛选出对松褐天牛(Monochanus altematus)引诱活性较高的引诱剂M99-1，在林间应用起到很好的效果。蔡世民等(1989)研究侧柏(Biota orientalis)树皮挥发油对双条杉天牛雌、雄成虫具强烈引诱作用。混合型挥发物制剂对青杨脊虎天牛的影响研究尚处于起步阶段，还需在本研究的基础上，结合严善春等(2006)、程立超等(2009)的研究继续深入进行。