杨晴阳, IDREES Atif, 杜迎刚, 季清娥, 蔡普默, 谷小红, 王　波, 陈家骅

(1.福建农林大学植物保护学院，福建 福州 350002；2.潍坊科技学院，山东 寿光 262700)



7种啤酒废酵母酶解液挥发性成分对橘小实蝇的引诱作用

杨晴阳1, IDREES Atif1, 杜迎刚2, 季清娥1, 蔡普默1, 谷小红1, 王波1, 陈家骅1

(1.福建农林大学植物保护学院，福建 福州 350002；2.潍坊科技学院，山东 寿光 262700)

测试了啤酒废酵母酶解液7种挥发性成分(3-甲基-1-丁醇、苯甲醛、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、苯乙腈和苯乙醇)及其混合物对不同发育期橘小实蝇的引诱效果.结果显示，乙酸辛酯、乙酸苯乙酯和辛酸乙酯对橘小实蝇雌雄成虫的引诱作用显著；利用正交试验方法得到200 μL·mL-1乙酸辛酯、200 μL·mL-1乙酸苯乙酯和100 μL·mL-1辛酸乙酯的混合物对橘小实蝇的引诱效果最好，引诱率达到88.6%.

橘小实蝇; 啤酒废酵母酶解液; 挥发性成分; 蛋白诱剂; 引诱作用

橘小实蝇[Bactroceradorsalis(Hendel)]，隶属双翅目Diptera实蝇科Tephritidae果实蝇属Bactrocera，广泛分布于东南亚及太平洋地区，寄主种类多，是世界著名的毁灭性害虫[1].该虫的危害特点:雌性成虫产卵于果实中，幼虫孵化后在果实内取食发育，最终导致烂果、落果，严重影响果品质量和产量，给农业经济和食品安全带来巨大威胁[2-3].橘小实蝇传统的防治措施是以化学防治为主，物理防治和农业防治为辅.但化学防治会对环境造成污染，且容易导致害虫产生抗药性[4]；物理防治和农业防治效果不明显或操作复杂.近年来，随着人们环保和可持续发展意识的增强，蛋白诱剂及其他生物防治方法(如昆虫不育技术和释放寄生蜂)逐渐成为国内外防控实蝇类害虫的主要措施[5-6].

用啤酒废酵母酶解液制备的蛋白诱剂对包括橘小实蝇在内的实蝇类害虫均具有显著的引诱作用[7-8]，该作用主要依靠酶解液产生的挥发性物质[8].已有研究表明，啤酒废酵母酶解液中有16种挥发性成分的含量最为丰富[9-10].本研究前期已筛选出7种主要挥发性物质，即3-甲基-1-丁醇、苯甲醛、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、苯乙腈和苯乙醇等，本试验主要测定这7种物质及其混合物对橘小实蝇的引诱效果，旨在为研发高效的橘小实蝇蛋白诱剂提供依据.

1　材料与方法

1.1材料

1.1.1供试虫源橘小实蝇是福建农林大学益虫研究所于2002年建立的室内种群，试验所用虫源分别为性未成熟期实蝇(羽化后2～3 d)、性成熟期实蝇(羽化后7～9 d)、产卵高峰期实蝇(羽化后11～13 d).试验开始前，成虫饥饿处理8～10 h(只提供水).

成虫饲养条件：温度(25±1) ℃，相对湿度75%±5%，光周期12 h∶12 h.

1.1.2试剂试验所用7种试剂(3-甲基-1-丁醇、苯甲醛、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、苯乙腈和苯乙醇)均购自北京索莱宝科技有限公司，纯度均≥98%；石蜡油购于比利时Acros Organics,纯度为100%.

以石蜡油为溶剂，将每种挥发性物质分别溶于石蜡油中，在漩涡混合器上充分混合，按体积比配成浓度为10、50、100、150、200、250 μL·mL-1的溶液，并按正交设计方案配成9组混合物，现配现用.

1.2室内引诱试验

1.2.17种挥发性物质对3个不同发育期橘小实蝇的引诱作用每个测试小笼(30 cm×30 cm×30 cm，不锈钢骨架加100目尼龙网)中放入50头成虫(雌∶雄=1∶1)，笼顶部对角线处各放置一块含有清水的海绵.每笼中央放置一个诱集瓶(50 mL广口锥形瓶用封口膜封住，膜中央插入一个与洞口平齐的1 mL枪头，长度约3 cm)，内加用石蜡油作溶剂配制的样品125 μL，以石蜡油作对照.测试时间为30 h，早上8:00开始，次日14:00结束，统计诱集瓶中的实蝇数量.试验过程中，温度( 25±1)℃，相对湿度75%±5%，光期为7:00-19:00(30 W日光灯).分别测定不同浓度(10、50、100、150、200、250 μL·mL-1)的7种挥发性物质对性未成熟期、性成熟期和产卵高峰期橘小实蝇雌雄成虫的引诱作用.每个处理设3次重复.

1.2.2挥发性物质混合物对产卵高峰期橘小实蝇的引诱作用根据1.3.1试验结果，选取乙酸辛酯(A)、乙酸苯乙酯(B)和辛酸乙酯(C)3种物质，设计L9(34)正交试验.按正交设计方案将挥发性物质溶于石蜡油中，配成混合溶液.混合物对产卵高峰期橘小实蝇引诱作用的测定方法同1.3.1.每个处理设3次重复.

1.3数据分析

所获得数据经SPSS 17.0和Excel 2003处理，数据均用平均值±标准误表示；采用Tukey检验方法分析差异显著性.

引诱率/%=t1/t×100

式中，t为每笼用于试验的实蝇数量(50头)，t1为处理组(挥发物)诱集到的实蝇数量.

2　结果与分析

2.17种挥发物对橘小实蝇的引诱作用

由表1～3可以得知，各浓度的乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、3-甲基-1-丁醇、苯乙醇和苯乙腈对性成熟期和产卵高峰期橘小实蝇的引诱效果好于对性未成熟期橘小实蝇的引诱效果，但差异不显著；这6种挥发性物质对性成熟期和产卵高峰期橘小实蝇的引诱效果类似.其中，乙酸辛酯、乙酸苯乙酯和辛酸乙酯的引诱效果最显著.对照组的诱集瓶中未诱集到实蝇，说明石蜡油对橘小实蝇无引诱作用.苯乙醇和苯乙腈对雄虫的引诱效果比对雌虫的引诱效果好，但差异不显著.3-甲基-1-丁醇、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯、苯乙腈、苯乙醇对性未成熟期橘小实蝇的最佳引诱浓度分别为150、150、150、200、150、150 μL·mL-1，其引诱率分别为37.4%、61.4%、60.0%、62.6%、30.0%、34.6%；对性成熟期橘小实蝇的最佳引诱浓度分别为200、150、150、200、150、200 μL·mL-1，其引诱率分别为46.0%、64.0%、76.6%、71.4%、35.2%、51.4%；对产卵高峰期橘小实蝇的最佳引诱浓度分别为150、150、200、200、150、150 μL·mL-1，其引诱率分别为40.0%、60.6%、78.6%、76.0%、31.4%、48.6%.

2.23种挥发物混合物对橘小实蝇的引诱作用

采用直观分析法，对于雌虫，极值RA>RC>RB，即各因素重要性顺序为乙酸辛酯>辛酸乙酯>乙酸苯乙酯；最佳条件组合为A3B3C2，即200 μL·mL-1乙酸辛酯、200 μL·mL-1乙酸苯乙酯、100 μL·mL-1辛酸乙酯.对于雄虫，极值RA>RB>RC，即各因素重要性顺序为乙酸辛酯>乙酸苯乙酯>辛酸乙酯；最佳条件组合为A3B3C2，即200 μL·mL-1乙酸辛酯、200 μL·mL-1乙酸苯乙酯、100 μL·mL-1辛酸乙酯.综合考虑雌雄虫，则极值RA>RC>RB，最佳条件组合为A3B3C2，即200 μL·mL-1乙酸辛酯、200 μL·mL-1乙酸苯乙酯、100 μL·mL-1辛酸乙酯(表4).由表5可以得知，9组混合物对产卵期橘小实蝇的引诱率分别为46.8%、74.0%、78.0%、78.6%、76.0%、71.4%、73.4%、82.0%和88.6%.这9组混合物对橘小实蝇的引诱效果相比于单一挥发性物质均有不同程度的提高，且第1组混合物的引诱效果显著低于其他混合物.

表1　不同浓度挥发物对橘小实蝇性未成熟雌雄虫的引诱效果1)Table 1　Attractive effect of different concentrations of volatile to B.dorsalis before maturity

1)表中数据均为平均值±标准误，同行数据后附不同字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同字母者表示差异不显著(P>0.05，Tukey法).

表2　不同浓度挥发物对橘小实蝇性成熟雌雄虫的引诱效果1)Table 2　Attractive effect of different concentrations of volatile to B.dorsalis after maturity

1)表中数据均为平均值±标准误，同行数据后附不同字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同字母者表示差异不显著(P>0.05，Tukey法).

表3　不同浓度挥发物对橘小实蝇产卵高峰期雌雄虫的引诱效果1)Table 3　Attractive effect of different concentrations of volatile to B.dorsalis in the peak of oviposition

1)表中数据均为平均值±标准误，同行数据后附不同字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同字母者表示差异不显著(P>0.05，Tukey法).

3　讨论

本试验结果表明，测试的挥发性物质(除苯甲醛外)对橘小实蝇均具有一定的引诱作用，但不同挥发物的引诱效果不同，不同浓度的同一挥发物的引诱效果也有差别.其中，3-甲基-1-丁醇、辛酸乙酯、苯乙腈对橘小实蝇有一定的引诱力，这与前人的研究结果[11-13]一致.苯甲醛的引诱作用很微弱，与陈玲[14]的研究结果(橘小实蝇气味结合蛋白与苯甲醛有较强的结合能力，同时触角电位反应较强烈)存在差异，具体原因有待进一步探讨.此外，乙酸辛酯、乙酸苯乙酯和辛酸乙酯对橘小实蝇有显著的引诱作用，且其均为酯类物质.Siderhurst et al[15]对杏仁气味挥发物的研究发现，乙酸乙酯、乙酸己酯、乙酸芳樟酯、乙醇等9 种醇酯类物质对橘小实蝇的引诱作用显著；乜兰春等[16]、张序等[17]的研究也发现了类似的现象，酯醇类物质是大多数果实芳香气味的主要组分，其在实蝇趋向行为中发挥主要作用.橘小实蝇对其他酯类物质是否也有明显的趋性，如啤酒废酵母酶解液挥发性成分中的其他3种酯类物质[10](壬酸乙酯、癸酸乙酯、十二烷酸乙酯)，还需深入探讨.另外，正交试验结果表明，乙酸辛酯、乙酸苯乙酯、辛酸乙酯的混合物对实蝇的引诱效果相比于其单一挥发物的引诱效果更显著，可能是由于自然界中实蝇通常感受到的是一种复杂的混合气味[18-20].

表4　L9(34)正交试验方案与结果Table 4　Plan and results of the othogonal experiment

表5　9组混合物对产卵高峰期橘小实蝇的引诱效果1)Table 5　Attractive effect of 9 mixtures of volatiles to B.dorsalis in the peak of oviposition

1)表中数据为平均值±标准误，同列数据后附不同字母者表示差异显著(P<0.05)，附相同字母者表示差异不显著(P>0.05，Tukey法).

实蝇的趋性行为是一个很复杂的过程，受多方面因素的影响，包括引诱剂的颜色和形状，实蝇的视觉、触角、生理状态，对性激素、非寄主和寄主植物化学挥发物及水解蛋白挥发物的嗅觉反应[21-25].植物挥发性物质对昆虫的寄主植物定位、产卵行为、取食行为等起重要作用[26]，而用啤酒废酵母酶解液制备的蛋白诱剂对橘小实蝇生长发育以及飞行、觅食、交配等行为同样起着重要的作用[9]，两者是否存在相同的引诱机理，还有待进一步探讨.此外，本研究通过室内引诱试验已筛选出有良好引诱效果的单一挥发性物质及其混合物，下一步将探讨其在田间的引诱情况.

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(责任编辑:杨郁霞)

Attraction of 7 volatile compounds from spent brewer′s yeast enzymatic hydrolysate to adultBactroceradorsalis(Hendel)

YANG Qingyang1, IDREES Atif1, DU Yinggang2, JI Qing′e1, CAI Pumo1,GU Xiaohong1, WANG Bo1, CHEN Jiahua1

(1.College of Plant Protection, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China;2.Weifang University of Science and Technology, Shouguang, Shandong 262700, China)

The attractive effects of 7 volatile compounds (3-methyl-1-butanol, benzaldehyde, octyl acetate, phenethyl acetate, ethyl caprylate, benzyl cyanide and phenylethyl alcohol) from spent brewer′s yeast enzymatic hydrolysate were tested on adultBactroceradorsalisat three developmental periods, and followed by orthogonal experiment to develop a bait formula with the best efficacy. Results showed that octyl acetate, phenethyl acetate and ethyl caprylate demonstrated significantly attractive efficacy, and mixture of 3 compounds in the combination of 200 μL·mL-1, 200 μL·mL-1and 100 μL·mL-1was proved to attract the most quantity (88.6%) of adultB.dorsaliscompared with any single or combination of volatiles.

Bactroceradorsalis; spent brewer′s yeast enzymatic hydrolysate from brewery; volatile compound; protein bait; attraction

2015-12-29

2016-03-29

联合国粮农组织/国际原子能机构技术合作项目(16035).

杨晴阳(1992-)，男，硕士研究生.研究方向：农业昆虫与害虫防治.Email：386245310@qq.com.通讯作者季清娥(1968-)，女,研究员，博士生导师.研究方向：农业昆虫与害虫防治.Email：707660390@qq.com.

S475.1

A

1671-5470(2016)05-0505-05

10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2016.05.005