[目的]本研究旨在明确花蓟马Frankliniella intonsa化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)FintCSP2与聚集信息素苨肉基(S)-2-甲基丁酸酯[neryl(S)-2-methylbutanoate]的结合能力.[方法]利用RT-PCR法扩增花蓟马FintCSP2的开放阅读框序列,并对其进行生物信息学分析;利用RT-qPCR检测FintCSP2在花蓟马雌成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹和足)中的表达量;利用RNAi通过向花蓟马雌成虫注射dsRNA沉默FintCSP2,24 h时通过触角电位(electroantennogram,EAG)实验检测花蓟马对苨肉基(S)-2-甲基丁酸酯的反应,利用Y型嗅觉仪测定花蓟马雌成虫对苊肉基(S)-2-甲基丁酸酯的的选择性;原核表达FintCSP2重组蛋白,利用荧光竞争结合实验检测FintCSP2重组蛋白与苊肉基(S)-2-甲基丁酸酯结合力;采用分子对接模拟技术和蛋白定点突变技术分析FintCSP2与苊肉基(S)-2-甲基丁酸酯结合的关键氨基酸残基.[结果]花蓟马FintCSP2(GenBank登录号:MT211602.1)开放阅读框长390 bp,编码129个氨基酸,N端有一个包含20个氨基酸的信号肽,含有4个保守的半胱氨酸.氨基酸序列分析结果表明,FintCSP2氨基酸与花蓟马 CSP1(GenBank 登录号:WBW64307.1)、西花蓟马F.occidentalis CSPs(GenBank登录号:WBW64306.1,AJL33750.1)和牛角花齿蓟马 Odontothrips loti CSP2(GenBank 登录号:WBU77202.1)的亲缘关系最近,氨基酸序列一致性分别为99.22％,99.22％,86.05％和65.85％.RT-qPCR结果表明,FintCSP2在雌成虫各组织中均有表达,其中在触角中的表达量最高.与对照组(注射dsEGFP)比,沉默FintCSP2显著降低花蓟马对苨肉基(S)-2-甲基丁酸酯的EAG反应绝对值和选择率.分子对接预测Tyr24,Phe29,Leu38,Val71,Cys76,Cys79和Gln83这7个氨基酸残基最可能参与FintCSP2结合苨肉基(S)-2-甲基丁酸酯;定点突变和荧光竞争结合实验结果表明,与野生型蛋白相比,FintCSP2-Tyr24Ala和FintCSP2-Gln83Ala突变蛋白与苨肉基(S)-2-甲基丁酸酯结合能力显著下降,FintCSP2-Phe29Ala突变体蛋白失去与苊肉基(S)-2-甲基丁酸酯的结合能力.[结论]花蓟马FintCSP2蛋白在识别苨肉基(S)-2-甲基丁酸酯过程中起关键作用,Tyr24,Phe29和Gln83是FintCSP2结合苨肉基(S)-2-甲基丁酸酯的3个关键氨基酸残基.

[目的]验证药用植物及其挥发物成分对西花蓟马Frankliniella occidentalis成虫选择行为干预的可行性,为农业害虫防治提供解决方案.[方法]利用Y型嗅觉仪测定西花蓟马成虫对3种蔬菜植物(番茄 Solanum lycopersicum、黄瓜 Cucumis sativus 和辣椒 Capsicum annuum)和 5 种药用植物(薄荷 Mentha piperita、紫苏 Perilla frutescens、荆芥 Nepeta cataria、益母草 Leonurus cardiaca 和藿香Ageratum conyzoides)的选择率;通过气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)鉴定5种药用植物叶片中共有挥发物成分;使用Y型嗅觉仪检测西花蓟马成虫对0.01,0.1,1,10和100 μL/mL β-石竹烯的选择率.[结果]在选择行为试验中,西花蓟马成虫对5种药用植物均表现出忌避行为,其中对紫苏和藿香的忌避行为较为显著(选择率分别为24.45％和24.53％).GC-MS鉴定出5种药用植物叶片中挥发物共有成分为β-石竹烯和2,2'-亚甲基双(6-叔丁基对甲酚).西花蓟马成虫对0.01 μL/mLβ-石竹烯无明显行为反应,对0.1～100 μL/mL β-石竹烯表现出明显的忌避行为,并且高浓度(10～100 μL/mL)β-石竹烯对西花蓟马成虫的驱避率可达到约85％.[结论]测试的5种药用植物对西花蓟马成虫表现出较为显著的驱避效果,该结果为了解西花蓟马对非寄主植物的选择性提供理论依据;β-石竹烯是5种药用植物叶片中的共有挥发物成分,可作为驱避剂或植物源农药用于西花蓟马的农业治理.

[目的]明确黑水虻Hermetia illucens成虫触角感器的超微结构,探究其雌雄成虫对气味物质的嗅觉反应.[方法]利用透射电子显微镜观察黑水虻成虫触角感器的超微结构,再分别采用触角电位测量系统和Y型嗅觉仪测试雌雄成虫对异戊酸、乳酸、乙酸乙酯和壬醛4种气味物质的触角电位(electroantennogram,EAG)反应和行为响应.[结果]黑水虻成虫触角上的毛形感器表皮壁厚,壁上无孔,内部感器淋巴液中有神经树突;腔锥形感器腔内有多分支的锥形突起,锥形突起的表皮壁薄,壁上有微孔,内部感器淋巴液中有神经树突.EAG测试结果表明,所测试的4种气味物质在各浓度下都能引起雌雄黑水虻成虫明显的EAG反应,不同气味物质引起的反应随浓度变化呈现不同趋势.其中,雌雄成虫对异戊酸的EAG反应均最大,二者的EAG反应相对值均随浓度升高而升高;雌成虫对乳酸的EAG反应随浓度升高先升高后降低,雄成虫对乳酸的EAG反应趋势则相反;对于乙酸乙酯和壬醛两种气味物质的EAG反应,随着测试浓度的升高,黑水虻雌成虫的EAG反应呈现出先降低后升高的趋势,而雄成虫的EAG反应则各不相同且无规律.行为选择测试结果表明,0.001-0.1 μg/μL乳酸对黑水虻雌成虫有显著的吸引作用,0.1 μg/μL异戊酸对雄成虫有显著的吸引作用.[结论]黑水虻成虫触角鞭节上的毛形感器可能为温湿度感器,腔锥形感器可能为嗅觉感器.黑水虻雌雄成虫的触角均对高浓度的异戊酸比较敏感;低浓度的乳酸、异戊酸对黑水虻成虫具有一定的引诱作用,有作为引诱剂成分的潜力.

[目的]南亚实蝇被多个国家列为检疫性害虫,其雌虫在野外被发现取食构树果实.本研究拟初步明确构树果实对南亚实蝇雌虫的引诱效果及其主要引诱成分.[方法]通过室内诱捕试验,测试构树果实对南亚实蝇雌虫的引诱效果;采用气质联用仪(GC-MS)与Y型嗅觉仪,测定构树果实中引起南亚实蝇雌虫行为反应的成分.[结果]构树果实对南亚实蝇雌虫的诱捕率高达 81.11%;从构树果实气味中测定出 29 种挥发性成分,其中,0.500 mg·mL-1的2-正戊基呋喃、0.005 mg·mL-1的反-2-己烯醛和0.050 mg·mL-1的正庚醛能显著引起南亚实蝇雌虫的趋向行为.[结论]构树果实具有作为南亚实蝇雌虫食诱剂的潜力,构树果实中的 2-正戊基呋喃、反-2-己烯醛和正庚醛可能是引诱南亚实蝇雌虫的主要成分.

广粪蚊[Coboldia fuscipes(Meigen)]是食用菌的主要害虫之一,昆虫共生菌潜在的生防价值为广粪蚊的绿色防治提供了新的思路.本研究首先使用Y型嗅觉仪测试了广粪蚊成虫对其14科16属21种共生菌发酵液在10 min、20 min、30 min 3个测试时间段内的嗅觉行为反应.结果表明,水生产碱菌(Alcaligenes aquatilis)、柠檬酸杆菌未知种(Citrobacter sp.)、格陵兰变色杆菌(Paenochrobactrum glaciei)3种共生菌的发酵液对广粪蚊成虫具有显著的引诱作用,沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)发酵液对广粪蚊成虫具有显著的趋避作用,其30 min时的相对引诱率分别达到了 20.00％、13.75％、15.00％和-18.75％.随后,基于气相色谱-质谱联用仪(gas chroma-tography-mass spectrometry,GC-MS)分析了上述4种发酵液的挥发物.结果显示,共鉴定出相对含量高于2％的化合物28种,水生产碱菌与格陵兰变色杆菌发酵液中相对含量最高的挥发物是苯甲醛,其次分别是2,5-二甲基吡嗪和十二烷二腈;柠檬酸杆菌未知种发酵液中相对含量最高的挥发物是N-苯基甲酰胺,其次是异戊酸异戊酯;沙福芽孢杆菌发酵液中相对含量最高的挥发物是异戊酸乙酯,其次是异戊酸异丙酯.本研究明确了发酵液对广粪蚊成虫具有引诱与趋避作用的共生菌,并且测定了发酵液挥发物的具体成分,为开发广粪蚊引诱剂或驱避剂提供了依据.

初步探究肉苁蓉Cistanche deserticola蛀茎蝇—六斑平颜蚜蝇Eumerus seximaculatum雌虫性腺化合物的主要成分并对其生物活性进行检测,为六斑平颜蚜蝇的生物防治提供理论依据.本研究采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对雌性腺化合物进行分析鉴定,根据雄成虫的触角电位(EAG)及行为反应对各组分进行筛选、分析及确定.在雌性腺化合物中共鉴定出31种挥发性物质,从中选取5种,设置5个浓度梯度,进行EAG测试.结果表明,雄成虫对5种物质不同浓度的EAG反应敏感性差异明显.其中,雄成虫对1μg/mL1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、100 μg/mL邻苯二甲酸二异丁酯最为敏感;把对雄虫引诱率最高的1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯和邻苯二甲酸二异丁酯按照不同体积比混合后开展行为选择试验,结果显示,当两者比例为1∶3时,对雄虫的引诱率最高,可达60％以上.综上所述,1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯和邻苯二甲酸二异丁酯被认为是雌虫性信息素的重要成分,对雄虫有明显的引诱作用,为苁蓉蛀茎蝇性诱剂的开发奠定理论基础.

[目的]明确低浓度吡虫啉对多异瓢虫Hippodamia variegata成虫嗅觉行为的影响.[方法]采用Y型嗅觉仪测定多异瓢虫成虫在摄入低浓度(LC20和LC50)吡虫啉后对健康棉株和棉蚜Aphis gossypii成蚜为害棉株挥发物的行为反应;并通过固相微萃取收集健康棉株和棉蚜成蚜为害棉株的挥发物,以气相色谱-质谱联用仪分析鉴定挥发物成分;进而测试多异瓢虫成虫对棉株挥发物单一组分的选择行为.[结果]未摄入吡虫啉的多异瓢虫成虫对棉蚜成蚜为害的棉株具有显著的正趋性,但对健康棉株和清洁空气均无显著的趋向性;摄入低浓度吡虫啉的多异瓢虫成虫对棉蚜成蚜为害的棉株、健康棉株以及清洁空气均无显著的趋向性.对比健康棉株,从棉蚜成蚜为害棉株的挥发物中鉴定出8种挥发量显著增加的化合物,分别为月桂烯、柠檬烯、1-癸炔、3-蒈烯、(3E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯[(3E)-4,8-dimethyl-1,3,7-nonatriene,DMNT]、β-石竹烯、α-葎草烯、(3E,7E)-4,8,12 三甲基十三碳-1,3,7,11-四烯[(3E,7E)-4,8,12-trimethyltrideca-1,3,7,11-tetraene,TMTT].利用Y型嗅觉仪测定多异瓢虫成虫对以上8种物质的嗅觉选择行为发现,未摄入吡虫啉的多异瓢虫成虫对TMTT具有显著的正趋性,对其他7种挥发性化合物无显著趋性,而摄入低浓度吡虫啉的多异瓢虫成虫对8种挥发性化合物均无显著正趋性.在行为选择测试中,低浓度吡虫啉处理后的多异瓢虫成虫对棉株挥发物及单一组分的未选择个体数量均显著多于对照组.[结论]研究结果证实低浓度吡虫啉削弱了多异瓢虫成虫对棉花植株挥发物的嗅觉识别功能,为新疆棉田多异瓢虫的保护利用及棉田农药的合理使用提供科学依据.

为明确芳香植物甜罗勒Ocimum basilicum不同时期对捕食性天敌大草蛉Chrysopa pallens的影响作用,本研究利用Y型嗅觉仪测定了甜罗勒不同发育阶段(营养期和开花期)对大草蛉的嗅觉行为反应,并通过GC-MS检测了甜罗勒不同发育阶段花和叶释放的挥发性化合物,进而测定了芳樟醇、罗勒烯、丁香酚、萜品油烯、樟脑、β-榄香烯6种主要挥发物质在0.1μg/L和0.01 μg/L浓度下对大草蛉的嗅觉行为反应.结果表明,开花期的甜罗勒植株可以显著吸引大草蛉雌虫.甜罗勒主要挥发物为单萜和倍半萜.0.1 μg/L浓度芳樟醇和0.01 μg/L浓度β-榄香烯可显著吸引大草蛉.0.1μg/L、0.01 μg/L浓度的萜品油烯和0.01 μg/L浓度的樟脑、丁香酚、芳樟醇、罗勒烯对大草蛉具有不显著的趋向选择.因此,大草蛉对甜罗勒偏好性可能与不同时期的挥发物质不同有关,这为进一步开发甜罗勒作为大草蛉诱集定殖功能植物提供支撑数据.

为了明确食芽象甲对11个枣树品种的嗅觉反应,本试验分别用Y型嗅觉仪和圆盘试验对其进行测试.Y型嗅觉仪测试结果表明,不同品种的枣芽对食芽象甲的引诱活性不同,其中木枣、冬枣、梨枣、骏枣、晋枣和佳县长枣6个品种的枣芽对食芽象甲有显著的引诱活性(P<0.05),其他品种对食芽象甲的引诱作用无显著差异;食芽象甲对不同品种枣芽的反应时间也不同,食芽象甲对引诱活性强的枣芽反应时间较短一些.圆盘测试结果表明,食芽象甲对梨枣、骏枣和晋枣枣芽的选择性最强,其次为冬枣和佳县长枣,对酸枣的选择性最弱.研究表明Y型嗅觉仪测试结果和圆盘试验的测试结果基本一致.本研究还通过Y型管测定了食芽象甲的性别、饥饿程度以及枣芽的新鲜程度对其嗅觉反应的影响,结果表明食芽象甲性别对枣芽嗅觉反应的差异不显著;不同新鲜程度的枣芽对食芽象甲的引诱活性不同,食芽象甲对新鲜未食用的枣芽的选择明显高于食用过的枣芽;随着饥饿时间的增加,食芽象甲对枣芽的反应时间缩短,当饥饿时间为8 h到12 h时,其反应时间最短,之后反应时间会随着饥饿时间的增加而变长,但饥饿时间的长短并不会影响枣芽对食芽象甲的引诱活性.

[目的]为筛选对甘薯蚁象Cylasormicarius (Fabricius)有引诱作用的植物挥发性物质.[方法]采用顶空气体采样法收集5个甘薯品种的植物挥发物,通过气相-质谱联用系统(GC-MS)进行物质鉴定及定量分析,测定甘薯蚁象成虫对候选挥发物的触角电位(EAG)反应和嗅觉趋向选择行为.利用Y型嗅觉仪测定甘薯蚁象成虫对5个甘薯品种茎叶的嗅觉反应.[结果]5种甘薯品种的植物挥发物种类和含量有所差异.7种候选挥发物(罗勒烯、柠檬烯、壬醛、β-石竹烯、律草烯、法尼烯和乙酸-顺-3-己烯酯)均引起甘薯蚁象雌、雄成虫的EAG反应.其中,雌虫对柠檬烯、壬醛和β-石竹烯的反应相对值较大;而引起雄虫反应相对值较大的挥发物为罗勒烯、柠檬烯、葎草烯.在趋向行为反应中,柠檬烯和壬醛对甘薯蚁象雄虫的吸引作用高于对照,而雌虫对葎草烯、柠檬烯有极显著的趋向选择.甘薯蚁象成虫对5种茎叶的反应率为40.90％ ～65.21％,且5个甘薯品种的茎叶挥发物均没有显著的引诱作用(P＞0.05).[结论]甘薯蚁象雌、雄成虫对甘薯植物挥发物具有不同的EAG及趋向行为反应,气味化合物柠檬烯与甘薯蚁象偏爱选择密切相关.