陈颖睿 文光忠 徐芳玲

摘要 为了筛选出对蓝莓上黑腹果蝇雌蝇具有驱避效果的植物精油单组分化合物，本文采用Y形嗅觉仪，评价10种植物精油单组分化合物对该种雌果蝇的驱避效果，筛选出驱避效果最优的植物精油单组分化合物后进行不同体积的混配，测定其对黑腹果蝇雌蝇的驱避活性。结果表明：D-柠檬烯、香茅醛2种植物精油单组分化合物对黑腹果蝇雌蝇的驱避效果最佳，且在浓度10%～50%范围内，驱避率与浓度呈正相关;30% D-柠檬烯与30%香茅醛以不同体积比混配后，驱避效果均优于其单剂驱避效果，其中以5∶5的配比对黑腹果蝇雌蝇驱避率显著高于其他配比（P<0.05），为79.68%。综上，D-柠檬烯和香茅醛对黑腹果蝇雌蝇具有较好的驱避效果，相同浓度下2种植物精油混配后有一定的相加、增效作用，具有进一步开发植物源蓝莓上黑腹果蝇驱避剂的潜力。

关键词 黑腹果蝇; 植物精油单组分化合物; 驱避效果; 混配

中图分类号： S436.639

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2021267

Abstract To screen monocomponents from plant essential oils （PEOs） as repellents for female adults of Drosophila melanogaster， the repellency of the monocomponents derived from 10 PEOs was evaluated by Y-tube olfactometers test. The best candidates were mixed in different volumes to determine the repellent activities against female adults of D.melanogaster. The results suggested that among the screened PEO-derived monocomponents， dipentene and （±）-citronellal were most effective in deterring female adults of D.melanogaster， and the repellency was positively correlated with the concentrations of these monocomponents in the range between 10% and 50%. Mixtures containing different volumes of 30% dipentene and 30% （±）-citronellal outperformed the single monocomponent as repellents for female adults of D.melanogaster， with the solutions mixed at 5∶5 （V∶V） showing the optimal repellency of up to 79.68% significantly higher than other mixing proportion （P<0.05）. In conclusion， dipentene and （±）-citronellal are active repellents for female adults of D.melanogaster， and the mixture of these two repellents at equal concentrations exhibits synergistic repellency to female adults of D.melanogaster， which has potential to be further developed into plant-derived repellents for D.melanogaster.

Key words Drosophila melanogaster; plant essential oil component; repellent activity; mixture

为害蓝莓果实的果蝇主要有斑翅果蝇Drosophila suzukii Matsumura和黑腹果蝇D.melanogaster，其中黑腹果蝇是为害贵州省蓝莓园的主要果蝇，属双翅目Diptera果蝇科Drosophilidae果蝇属Drosophila昆虫。其雌虫产卵于成熟或过熟的鲜果内，幼虫在果内孵化后蛀食，造成蓝莓果实早落、腐烂[1]。截至2020年，贵州省蓝莓种植面积达到1.5万hm2，成为全国最大的蓝莓种植产区[2]。而黑腹果蝇以其繁殖能力强、世代重叠严重及发生数量大等特点对贵州省蓝莓产业构成了嚴重威胁。基于水果有机生产需求，生物防治成为其主导防治方法之一，也是当前有害生物防控研究热点。

植物精油是由分子量相对较小的简单化合物组成的一类植物源次生代谢物，主要包括萜烯类、醛类、酮类、醇类、酯类、有机酸类以及芳香类等化合物[3]，这类挥发性化合物分子在空气中与植食性昆虫触角中的嗅觉受体蛋白相互作用形成神经信号，从而影响植食性昆虫寻找寄主、交配、产卵、取食等行为[45]。植物精油除了具有较高的生物活性和选择性之外，其毒性低，对非靶标生物安全，在环境中易降解[6]。迄今，学者们研究发现多种植物精油对果蝇具有较好的驱避效果，如葡萄柚精油、欧薄荷精油、杜松精油、尤加利精油、没药精油、柠檬精油、日本扁柏精油、生姜精油等[79]，利用植物精油防治果蝇具有良好的开发应用前景，但植物精油的组成成分和各组分间的相互作用十分复杂[10]，单组分的精油化合物结构简单，探究单组分的精油化合物，有助于找到活性物质，更易于分析其对昆虫的活性以及作用靶标。因此，本试验采用Y形嗅觉仪测定10种植物精油单组分化合物对蓝莓上黑腹果蝇雌蝇的驱避效果，并进一步利用驱避效果表现优秀的植物精油单组分化合物进行混配，测试其驱避活性。为今后研发防控蓝莓黑腹果蝇雌蝇的植物精油类驱避剂提供基础数据。gzslib202204041452

1 材料与方法

1.1 试剂及试验仪器

根据本课题组前期试验以及利用植物精油单组分化合物防治农林类及卫生类害虫的文献报道，选择10种具有强烈气味的植物精油单组分化合物。95%胡薄荷酮，购自成都普思生物科技股份有限公司;95%（-）-马鞭烯酮、95%香茅醇、99%D-薄荷醇、96%香茅醛、97%柠檬醛、93%α-石竹烯、95%D-柠檬烯、99%丁香酚、99%香芹酚，购自上海麦克林生化科技有限公司。

RXZ-430C 型人工气候箱（新江南仪器有限公司）;Y形嗅觉仪（赛兰博化学仪器药品公司）。

1.2 供试虫源

黑腹果蝇采集于贵州省麻江县白竹林有机蓝莓基地，6月-7月将采集的黑腹果蝇带回室内在人工气候箱中进行饲养及扩繁，人工气候箱饲养环境参数为光照周期L∥D=12 h∥12 h、相对湿度60%、温度（25±1）℃。

1.3 黑腹果蝇的选择

采用低温麻醉法[11]，挑选出30头个体大小相近的雌果蝇备用。具体雌雄果蝇形态差异如表1所示[1]。

1.4 植物精油单组分化合物对黑腹果蝇雌蝇驱避效果的测定

植物精油单组分化合物对黑腹果蝇雌蝇的驱避效果测定参照陈哲[1]的Y形嗅觉仪测定法，连接装置，并将装置置于日光灯下方保证受光均匀，调节流速计控制气流为30 mL/min。试验时，将30头雌果蝇放置于Y形管公共基部，取未稀释的植物精油单组分化合物3 μL滴加于滤纸条，放入Y形管一侧臂气源瓶作为处理组，另一侧臂气源瓶放置空白滤纸条作为对照，10 min内观察试虫所处于Y形管中的位置，并记录。每处理6次重复，测试过程中调换Y形管两臂方向，以消除Y形管两臂几何位置对果蝇趋向性行为的影响。

选取驱避活性达到Ⅴ级的2种植物精油单组分化合物，用正己烷为溶剂稀释成10%、20%、30%、40%、50%（V/V）5个浓度;取3 μL滴加于滤纸片，待溶剂挥发后放入Y形管一侧臂的气源瓶;取3 μL正己烷滴加于滤纸条，待其挥发后放入另一侧臂气源瓶作为对照。按上述方法测定不同浓度的植物精油单组分化合物对黑腹果蝇雌蝇的驱避效果。

将前一试验筛选出的2种植物精油单组分化合物稀释成30%的浓度，按体积比进行5个不同比例混配，混配比例如下：1∶9、3∶7、5∶5、7∶3、9∶1;取3 μL正己烷滴加于滤纸条，待其挥发后放入另一气源瓶作为对照。按上述方法测定植物精油单组分化合物混剂对黑腹果蝇雌蝇的驱避效果。

1.5 数据处理

驱避率=（对照的成虫数-处理的成虫数）/（对照的成虫数+处理的成虫数）×100%;

驱避活性分级标准参照赵娜娜等[12]的方法。

用SPSS 23、Excel 2010軟件完成数据统计分析和图表制作，平均值间的比较采用单因素方差分析，不同处理间的差异采用Duncan氏新复极差法进行多重比较，相关性分析采用双变量Pearson检验。

2 结果与分析

2.1 植物精油单组分化合物对黑腹果蝇的驱避效果

通过Y形嗅觉仪测定10种植物精油单组分化合物对黑腹果蝇雌蝇的驱避作用发现，这10种不同的植物精油单组分化合物对黑腹果蝇雌蝇均表现出不同的驱避效果（表1）。D-柠檬烯和香茅醛对黑腹果蝇雌蝇的驱避活性达到了Ⅴ级，驱避率均超过80%，其中D-柠檬烯对黑腹果蝇雌蝇的驱避率达到86.56%;香茅醛对黑腹果蝇雌蝇的驱避率达到84.34%;α-石竹烯对黑腹果蝇雌蝇的驱避活性（Ⅲ级）最弱，驱避率为55.39%。

2.2 不同浓度的D-柠檬烯和香茅醛对黑腹果蝇的驱避效果

双变量Pearson检验结果显示，在10%、20%、30%、40%、50%（V/V）的浓度范围内，D-柠檬烯对黑腹果蝇雌蝇的驱避率与浓度呈正相关（r=0.921，P<0.05）;香茅醛对黑腹果蝇雌蝇的驱避率与浓度呈正相关（r=0.969，P<0.01），这2种植物精油单组分化合物随着浓度的增高，驱避效果增强。如图1所示，D-柠檬烯浓度为50%时，较其他4个浓度具有显著的驱避效果（P<0.05），驱避率为63.71%;浓度在20%～40%之间时，驱避效果无显著差异;当浓度≥30%时，驱避率超过了50%（驱避率为51.08%）。香茅醛浓度为50%时（驱避率为63.03%），显著高于浓度10%、20%和30%的驱避效果;当浓度≥30%时，驱避率超过了50%（驱避率为50.56%）。

2.3 植物精油单组分化合物的混配对黑腹果蝇的驱避效果

选取30% D-柠檬烯和30%香茅醛按体积比1∶9、3∶7、5∶5、7∶3、9∶1混配。由表2可见，不同的混配比例对黑腹果蝇雌蝇具有不同的驱避效果，且同一浓度的植物精油单组分化合物混配后驱避效果均显著高于其单剂的驱避效果。其中，2种植物精油单组分化合物按照5∶5混配时，驱避率为79.68%，表现出对黑腹果蝇雌蝇最高的驱避效果，是30% D-柠檬烯的1.56倍，是30%香茅醛的1.58倍，与其他处理差异显著;当2种植物精油单组分化合物按照7∶3混配时，驱避率为58.84%，在混配组合中对黑腹果蝇雌蝇的驱避效果最弱，但驱避效果优于2种单剂，且差异显著。

3 结论与讨论

植物精油是从植物不同组织部位提取的次生代谢物质，是植物用来保护自身的生物活性物质，对昆虫具有较强的行为和生理干扰作用。目前，学者们在植物精油对昆虫驱避效果的研究方面进行了大量的探讨，但植物精油的单组分化合物对黑腹果蝇驱避效果的研究较少，本试验测定了10种植物精油单组分化合物对黑腹果蝇雌蝇的驱避活性，结果表明，10种植物精油单组分化合物的驱避活性均达到Ⅲ级以上，其中D-柠檬烯、香茅醛2种植物精油化合物的驱避活性为Ⅴ级，表现出较强的驱避活性，并且在试验浓度范围内，2种植物精油单组分化合物当浓度升高时驱避率均升高。当30% D-柠檬烯与30%香茅醛按不同体积比例混配后，驱避效果均显著高于其单剂的驱避效果，其中，按5∶5混配时，混配后的驱避率是30% D-柠檬烯的1.56倍，是30%香茅醛的1.58倍，说明在同一浓度下2种植物精油单组分化合物混配后驱避效果优于其单剂驱避效果。gzslib202204041452

D-柠檬烯对烟粉虱Bemisia tabaci、杂拟谷盗Tribolium confusum、柑橘红蜘蛛Panonychus citri、果蝇等多种昆虫有较好的生物活性[13]。在本试验中D-柠檬烯对黑腹果蝇雌蝇有较强的驱避效果，且随着浓度增加驱避效果增强，该研究结果与陈哲[1]和张仁芳[14]的试验结果一致。香茅醛是驱蚊效果较好的一种植物成分，对淡色库蚊Culex pipiens pallens、白纹伊蚊Aedes albopictus等具有驱避作用[1516];有报道香茅醛可激活果蝇的特异性受体从而影响果蝇的嗅觉和味觉[1718]，本研究结果得出香茅醛与D-柠檬烯对黑腹果蝇雌蝇的驱避效果相似，但驱避效果稍弱于D-柠檬烯。另外，D-柠檬烯和香茅醛对果蝇除了具有较好的驱避效果，还具有较强的熏蒸活性[14，19]。如何协调利用D-柠檬烯和香茅醛二者的驱避作用及熏杀作用来防控黑腹果蝇还需进一步研究。

应用植物精油防治害虫是目前国内外研究的热点，而植物精油对害虫的生物活性可能是各组分化合物之间的协同作用，加强植物精油有效成分协同作用的研究在害虫防治领域具有重要意义[4]。有研究报道，薰衣草油和肉桂油混配后对5日龄雌成螨的驱避效果高于单剂[20]，邻二甲苯和β-石竹烯在10-4和10-6浓度下混配后以及邻二甲苯和棕榈酸乙酯等比例混配后对普通大蓟马Megalurothrips usitatus表现出极显著的驱避作用[3]。本研究发现30% D-柠檬烯与30%香茅醛2种植物精油单组分化合物进行混配后，对黑腹果蝇雌蝇驱避效果优于其单剂的驱避效果，说明相同浓度下这2种植物精油单组分化合物混合后对黑腹果蝇雌蝇驱避效果具有一定的相加或增效作用，但这2种植物精油单组分化合物混合后驱避效果相加、增效的原理还需深入研究，明确是否改变了两者的理化性质及功能等。

本研究通过对10种植物精油单组分化合物的筛选，得到2种对蓝莓上黑腹果蝇雌蝇驱避活性最强的化合物，并探讨了这2种植物精油单组分化合物的混配效果。本文的研究结果可为开发环保型农药防控蓝莓黑腹果蝇提供一定的参考，后期试验拟进一步探究对蓝莓黑腹果蝇雌蝇具有驱避效果的植物源驱避剂。本试验筛选出的2种植物精油单组分化合物及其混配对蓝莓黑腹果蝇的毒杀效果也有待进一步探索。

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