小木蠹蛾(Holcocerus insuleris Staudinger), 也称小褐木蠹蛾, 是危害白蜡、国槐和银杏等园林树木的重要蛀干害虫之一, 在北京、天津、山东、河北等16个省市自治区均有分布(高瑞桐等, 1983; 蒋三登等, 1983)。小木蠹蛾幼虫孵化后, 先取食卵壳, 而后蛀入树干皮层、韧皮部至木质部, 致使被害树木千疮百孔, 常发生枯枝、风折甚至整株死亡, 同时幼虫从树干虫道口排出大量木质粪屑, 挂满树干或飘落到地上, 严重影响树木的生长发育、观赏和使用价值。目前北京、天津等地对该虫的防治基本上是采用传统的防治措施, 即砍伐被害严重的树枝和树干或注射化学农药, 往往达不到预期效果。近年来虽采用线虫防治小木蠹蛾幼虫取得了一定效果, 但两年来的虫情调查发现, 此虫的危害程度有增无减。因此, 亟需研究和探索高效、无公害防治小木蠹蛾的新方法、新途径。我们研制的小木蠹蛾性诱剂诱蛾活性高、效果好, 有重要应用前景。

1 材料与方法 1.1 性诱剂合成

我们采用廉价易得的原料和中间体, 通过简便可行的合成路线合成了13种供室内生测和田间诱蛾试验使用的标准化合物。

Z3-14:Ac及E3-14:Ac的合成:

或:

用类似的方法合成了Z5-12:OH、Z5-12:Ac, Z5-14:Ac, E5-14:Ac, Z9-14:OH, Z9-14:Ac和E9-14:Ac.

Z3E5-14:Ac的合成:

用类似的方法合成了Z3Z5-14:Ac和E3E5-14:Ac。

1.2 触角电位(EAG)测定

触角电位测定仪主要由微电极放大器, 直流交流放大器(Syntech UN-06), 刺激放大器(Syntech CS-05), 微动操作仪(Syntech MP-15), 双目实体显微镜(Syntech WILD M3Z)和计算机操作分析软件(Syntech Softaware)组成。连续气体流量为124mL/min, 刺激气体流量为20mL/min, 刺激时间为0.1s, 刺激间隔为30~60s。测试样品剂量为20μg, 正己烷为溶剂和对照(CK)。

1.3 诱芯和诱捕器

利用特制橡胶塞作为性诱剂载体, 将合成性诱剂及类似物溶于正己烷中制成溶液, 用注射器定量将正己烷溶液注入橡胶塞的凹处, 溶剂挥发后即成诱芯, 密封低温保存。用只注入正己烷溶剂的橡胶塞作对照。用塑料瓦棱板制三棱柱形诱捕器(截面19cm×19cm×21cm, 棱长25cm), 将一涂有粘虫胶的蜡纸板(21cm×25cm)插入诱捕器内(位于三角形底部), 诱芯用细铁丝穿上从诱捕器上棱中间垂下, 距粘胶面约4cm (图 1)。

1.4 林间试验

诱蛾活性试验是在北京市中关村地区行道两边白蜡树上进行的。将诱捕器挂在白蜡树干上, 距地面3~4m, 诱捕器之间相距10m以上。每个诱捕器均含500μg合成标准化合物。每种试验设3~6个重复。同时设置4个小木蠹蛾活雌蛾诱捕器(雌蛾放在2cm×4cm×6cm小纱笼内, 悬挂在诱捕器当中)及空白对照诱捕器。

虫情监测试验是将具有诱蛾活性的诱捕器持续设置到8月上旬, 没有小木蠹蛾雄蛾被捕获时结束, 每两周更换一次诱芯(每个诱芯含500μgZ3-14:Ac)。每天傍晚检查记录每个诱捕器中捕获的小木蠹蛾雄蛾头数。

1.5 剂量对诱蛾活性影响试验

将试验证明具有诱蛾活性的化合物Z3-14:Ac分别制成含有50μg, 100μg, 200μg和500μg不同剂量的诱芯和诱捕器, 进行剂量对诱蛾活性影响的试验。

2 结果与讨论 2.1 标准化合物的电生理反应(EAG)

利用触角电位生测技术测定小木蠹蛾雄蛾触角对13种标准化合物的电生理反应, 结果发现(图 2) :小木蠹蛾雄蛾对这些化合物的EAG反应强烈顺序为: (A) Z3-14:Ac (7)、(B) Z3E5-14:Ac (10)、(C) E3-14:Ac (8)、(D) Z9-14:Ac (4)、(E) Z5-14:Ac (3)、(F) Z5-12:Ac (2) ……。在选定的条件下分别为5.9、5.3、4.6、4.2mv……。尽管E和F是芳香木蠹蛾(Cossus cosuss)和蒙古木蠹蛾(Cossus cossus mongolicus Erschoff)性信息素的主要成分, 但小木蠹蛾雄蛾触角对这两种物质的EAG反应却较弱, 分别为2.8和2.6mV。

2.2 合成性诱剂及类似物的林间活性试验

根据上述小木蠹蛾雄蛾触角对13种标准化合物的电生理反应的结果, 我们主要选取6种标准化合物进行林间诱蛾活性试验, 结果表明(表 1) :Z3-14:Ac对小木蠹蛾具有很强的引诱活性。一个诱捕器最高日诱捕量达19头, 而一只活雌蛾最高日诱捕量为6头, 前者是后者的3倍多。平均日诱捕量前者(2.7头)是后者(1.5头)的1.8倍。E3-14:Ac虽有一定的引诱作用, 但最高日诱捕量仅是Z3-14:Ac的1/9。Z3E5-14:Ac的EAG反应较强, 却无诱蛾活性。A和B组合后, 诱蛾活性有所增强, 但不显著, A+C、A+E、A+F组合, 其诱蛾活性均不如单组分A。两年的实验室及林间试验结果表明:合成性诱剂Z3-14:Ac对小木蠹蛾雄蛾有强烈的引诱作用。

1976年Doolittle等人通过洋槐木蠹蛾(Prionxystus robiniae)雄蛾对雌蛾腺体提取物以及合成标准化合物的触角电位反应, 结合实验室及田间生物测定, 首先提出Z3E5-14:Ac是其雌蛾释放的性信息素组分之一。其后又相继发现了5种木蠹蛾的性诱剂或性信息素(Doolittle et al., 1976; Landolt et al., 1985; Capizzi et al., 1983; Tonini et al., 1986; 祁云台等, 1990)。从化学结构上看, 这些性诱剂(性信息素)的主要成分是碳链长度为12~18个碳的烯醇或其乙酸酯。小木蠹蛾同上述已发现性诱剂木蠹蛾的关系是同科不同属, 种源较相近, 其性诱剂结构应具有一定程度的相似性。我们新发现的小木蠹蛾性诱剂Z3-14:Ac同上述前人所发现的木蠹蛾性诱剂(或性信息素)相比, 是一种结构相似的不同化合物。该化合物是否是小木蠹蛾雌蛾性腺体所释放的性信息素, 还有待于进一步深入研究和鉴定。

2.3 剂量对诱蛾活性的影响

林间诱蛾对比试验结果表明:诱芯中性诱剂的含量对诱蛾活性有明显的影响, 当诱芯中性诱剂的含量增加时, 诱蛾量正相关递增(表 2)。剂量为500μg的诱蛾量是50μg的3.5倍, 是200μg诱芯的1.2倍。由此可见, 用于虫情测报的诱芯剂量在200μg左右即可。而用于诱杀防治成虫时的剂量在500μg效果可能更好。

2.4 性诱剂的应用

小木蠹蛾两年一代, 幼虫在树干内两次越冬, 世代发育跨三个年度, 历时640~723天, 少数为一年一代, 幼虫越冬一次, 跨两个年度, 世代发育历期342~408天。因此, 每年小木蠹蛾成虫羽化应有两个发蛾高峰。林间试验证明利用性诱剂Z3-14:Ac诱捕小木蠹蛾雄蛾, 其诱蛾量的变化能及时准确地反映林间小木蠹蛾成虫的消长情况。试验发现, 在北京, 2000年小木囊蛾成虫发生期在6月2日~7月20日, 而1999年发生期在6月8日~7月26日。从发生期的诱蛾量的变化趋势来看, 羽化盛期在6月下旬至7月中旬, 出现两个峰点, 这是否是世代不同的成虫羽化高峰或其它自然因素所致有待进一步试验证实。由此可见, 利用性诱剂可以准确对小木蠹蛾发生情况进行测报, 为该虫进行适时有效的防治提供科学依据。利用性诱剂作小木蠹蛾虫情测报方法简便, 成本低廉, 灵敏度高, 专一性强, 适于推广应用。

林间诱蛾试验证实, Z3-14:Ac对小木蠹蛾雄蛾具有强烈引诱作用。鉴于小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蛾, 利用性诱剂大量诱捕对防治小木蠹蛾有良好应用前景, 今后我们将继续进行这方面的试验和研究。