[科普中國]-單刺激源實(shí)驗(yàn)

植物揮發(fā)物對寄生物選擇寄主的作用

植物揮發(fā)物對植食性昆蟲通常具有兩方面的作用，一方面，它為植食性昆蟲找到寄主植物提供線索；另一方面，它又具有防御植食性昆蟲的作用。防御植食性昆蟲一般通過3種方式來實(shí)現(xiàn)：(1)直接對植食性昆蟲的生理和行為產(chǎn)生作用；(2)通過吸引該種昆蟲的天敵來起作用；(3)植物揮發(fā)物對臨近的同種或異種植株預(yù)警，使其做好防御的準(zhǔn)備。有關(guān)寄主植物揮發(fā)物對植食性昆蟲的寄主選擇、取食、產(chǎn)卵和尋偶等行為的影響已得到證實(shí)。寄生蜂選擇寄主的過程一般分為3步，即定位寄主生境、定位寄主和接受寄主。植物揮發(fā)物，尤其是植物被植食性昆蟲取食后釋放的揮發(fā)物在寄生蜂尋找其寄主的過程中起著關(guān)鍵作用。

有報(bào)道指出，三葉草斑潛蠅Liriomyzatrifolii取食后的菜豆Phaseolusvulgaris所釋放的揮發(fā)物是豌豆?jié)撓壖》銬iglyphusisaea尋找其寄主的重要線索；離潛蠅繭蜂Opiusdissitus對美洲斑潛蠅Liriomyzasativae取食后的利馬豆Phaseoluslunatus的趨向性明顯大于健康的利馬豆；類似的現(xiàn)象在離顎繭蜂Dacnusasibirica與番茄斑潛蠅Liriomyzabryoniae取食后的番茄Lycopersiconesculentum上也被觀察到。但尚未見南美斑潛蠅Liriomyzahuidobrensis和甘藍(lán)潛蠅繭蜂Opiusdimidiatus的相關(guān)報(bào)道。采用4種行為觀測方法研究了蠶豆揮發(fā)物對南美斑潛蠅和甘藍(lán)潛蠅繭蜂行為的影響，旨在分析蠶豆揮發(fā)物在南美斑潛蠅及其天敵甘藍(lán)潛蠅繭蜂尋找其寄主過程中的作用，為南美斑潛蠅生物防治研究和甘藍(lán)潛蠅繭蜂的利用以及廣泛探討作物-害蟲-天敵三級營養(yǎng)關(guān)系提供依據(jù)。

寄生蟲行為反應(yīng)試驗(yàn)單刺激源的行為反應(yīng)采用“I”型嗅覺儀對南美斑潛和甘藍(lán)潛蠅繭蜂的行為進(jìn)行觀測。“I”型嗅覺儀參照杜家緯方法設(shè)計(jì)自制，裝置中昆蟲盒由J261昆蟲盒改裝；“I”型管采用無色透明玻璃管(內(nèi)徑1cm，長50cm)制成；味源瓶和空氣過濾瓶是500mL廣口瓶，空氣過濾瓶中裝有活性碳；流量計(jì)；氣泵；其間的連接均采用硅膠管。

試驗(yàn)在(25±1)℃、RH75%左右、空氣潔凈、光線均勻的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，并在“I”型管與試驗(yàn)昆蟲盒連接處的正上方0.75m處放置1盞30W節(jié)能燈照射，以消除外來光線的影響；氣流量為1L·min-1。將饑餓2h的南美斑潛蠅雌蟲或甘藍(lán)潛蠅繭蜂雌蟲10頭放入昆蟲盒，觀察10min。測試標(biāo)準(zhǔn)為：在10min內(nèi)，當(dāng)供試蟲越過15cm處并停留5s以上或繼續(xù)前行，則記錄該蟲對氣味做出選擇；將在10min內(nèi)沒有做出選擇或沒有越過15cm的均記為無反應(yīng)。測試時(shí)間在8：00-18：00進(jìn)行。每處理重復(fù)3次。每測試1次便更換1次味源葉片和供試?yán)ハx；更換處理時(shí)，用洗滌劑清洗“I”型管、味源瓶以及連接于其間的硅膠管，再用95%乙醇清洗，吹干。處理分別為：健康葉片(HL)，從種植的蠶豆苗中選取無病蟲為害的植株葉片；機(jī)械損傷葉片(MDL)，取健康植株葉片，供試前用3#昆蟲針對健康植株葉片進(jìn)行刺孔，每片葉刺20個(gè)孔；蟲害葉片(IL)，試驗(yàn)前5d，將健康植株放入南美斑潛蠅的養(yǎng)蟲籠內(nèi)，試驗(yàn)時(shí)選取有蟲道的葉片。設(shè)空置味源瓶為空白對照(CK)。以上各處理的葉片均選取葉面面積相近的30片，葉片剪口用濕棉封閉1。

“Y”型管雙刺激源的行為反應(yīng)“Y”型嗅覺儀參照文獻(xiàn)的方法設(shè)計(jì)自制?！癥”型管采用無色透明的玻璃管，基部管長10cm，兩臂長20cm，內(nèi)徑均為3cm，兩臂夾角75°，每臂分別由兩節(jié)玻璃管套嵌而成。味源瓶、空氣過濾瓶、流量計(jì)和氣泵的類型和型號同上，其間的連接仍均采用硅膠管。

試驗(yàn)在(25±1)℃、RH75%、空氣潔凈、光線均勻的室內(nèi)進(jìn)行，并在“Y”型管的基管端部與兩臂交叉處的正上方0.75m處各放置1盞30W節(jié)能燈照射；氣流量為1L·min-1。觀測時(shí)，通過指形管(0.5cm×4cm)，將饑餓2h的南美斑潛蠅雌蟲或甘藍(lán)潛蠅繭蜂雌蟲逐頭引入嗅覺儀的直管內(nèi)，棉球封口。觀察并記錄5min內(nèi)試蟲的行為反應(yīng)。選取標(biāo)準(zhǔn)為，當(dāng)試蟲越過支臂7cm處并停留5s以上或繼續(xù)往前行，則記錄該蟲對該揮發(fā)物選擇；如在5min內(nèi)仍在直管中或未到達(dá)支臂7cm處，則結(jié)束對該蟲的行為觀察，并記為不反應(yīng)。每頭雌蟲僅測試1次，每測10頭試蟲調(diào)換嗅覺儀方位1次，測50頭蟲；每更換1次處理時(shí)，用洗滌劑清洗“Y”型管、味源瓶以及連接的硅膠管，再用95%乙醇清洗，吹干。測試時(shí)間在8：00-18：00進(jìn)行。

雙室雙刺激源的行為反應(yīng)雙室嗅覺器根據(jù)雙刺激源行為反應(yīng)原理設(shè)計(jì)自制。整個(gè)玻璃盒的長為30cm，寬為15cm，高為6cm。隔成2個(gè)同樣大小密閉小室，每個(gè)小室的頂面中央開一直徑約為6cm的孔，孔口覆蓋玻片。雙室分別連接“Y”型管的兩臂，“Y”型管內(nèi)徑約0.5cm，基部管長與兩臂長均為5cm。

試驗(yàn)在(25±1)℃、RH75%的室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)，將供測味源分別放于A、B兩室內(nèi)。將饑餓2h的南美斑潛蠅雌蟲或甘藍(lán)潛蠅繭蜂雌蟲10頭裝入J261昆蟲盒中，將“Y”型管的單極插入該昆蟲盒內(nèi)；每處理重復(fù)3～6次，每次用洗滌劑清洗整個(gè)裝置，再用95%乙醇清洗，吹干，并交換各處理所放置的味源室。為了避免光線對其趨向性的影響，用遮光布將整個(gè)裝置籠罩，測試時(shí)間選在20：00至次日8：00進(jìn)行，記錄各室中的蟲數(shù)。雙刺激源行為反應(yīng)的各處理組合有：健康葉片(HL)—空白對照(CK)；機(jī)械損傷葉片(MDL)—空白對照(CK)；蟲害葉片(IL)—空白對照(CK)；健康葉片(HL)—機(jī)械損傷葉片(MDL)；健康葉片(HL)—蟲害葉片(IL)；蟲害葉片(IL)—機(jī)械損傷葉片(MDL)。以上各處理的葉片均選取葉面面積相近的30片，葉片剪口用濕棉封閉。

多刺激源的行為反應(yīng)在(25±1)℃、RH75%的空曠室內(nèi)(約長5.8m×寬3.4m×高3.0m)一端放3盆蠶豆和1盆泥土作空白對照(CK)，4個(gè)盆缽放成1條直線且與墻面平行。每盆蠶豆4～6株，平均株高約為20cm。3盆蠶豆的處理分別為：健康植株(HP)；機(jī)械損傷植株(MDP)，即供試前用3#昆蟲針對健康植株葉片進(jìn)行刺孔，每片葉刺20個(gè)孔；蟲害植株(IP)，即供試前5d，將健康植株放入南美斑潛蠅的養(yǎng)蟲籠內(nèi)，試驗(yàn)時(shí)選取有蟲道葉片的植株。4個(gè)盆均用1個(gè)圓柱形、無色透明的塑料瓶(底面直徑約為14cm，高約25cm)罩上。塑料瓶的瓶身和底面均有若干個(gè)直徑約為2mm的孔口。為避免光對供試?yán)ハx趨向行為的影響，把所有窗戶關(guān)閉并拉上窗簾，同時(shí)關(guān)燈，試驗(yàn)從晚上10：00開始，次日清晨5：00記錄各塑料瓶罩中的蟲數(shù)。將上述蠶豆處理和對照擺放好后，將裝有100頭饑餓2h的南美斑潛蠅雌蟲或甘藍(lán)潛蠅繭蜂雌蟲的試管(4cm×10cm)放在實(shí)驗(yàn)室的另一端并取下棉花塞，閉門離開。重復(fù)4次，每重復(fù)調(diào)換1次各處理的位置，使每處理都有1次機(jī)會(huì)出現(xiàn)在其它3個(gè)位置上，以消除誤差。4個(gè)重復(fù)按下述方式依次設(shè)置：Ⅰ、蟲害植株(IP)—健康植株(HP)—機(jī)械損傷植株(MDP)—泥土對照(CK)；Ⅱ、泥土對照(CK)—蟲害植株(IP)—健康植株(HP)—機(jī)械損傷植株(MDP)；Ⅲ、機(jī)械損傷植株(MDP)—泥土對照(CK)—蟲害植株(IP)—健康植株(HP)；Ⅳ、健康植株(HP)—機(jī)械損傷植株(MDP)—泥土對照(CK)—蟲害植株(IP)2。