栗山天牛成蟲(chóng)補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)的寄主選擇行為

栗山天牛成蟲(chóng)補(bǔ)營(yíng)養(yǎng)的寄主選擇行為

山區(qū)耕地屬于山區(qū)耕地（陳世祥，1959）。近年來(lái)，它給中國(guó)東北的林區(qū)帶來(lái)了嚴(yán)重的有害風(fēng)險(xiǎn)，主要影響著遼東和蒙古的山區(qū)植被。自20世紀(jì)90年代開(kāi)始在東北櫟樹(shù)天然林中暴發(fā)以來(lái),對(duì)我國(guó)東北林區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)造成了巨大損害。受害樹(shù)干內(nèi)天?？拥烂懿?輕者生長(zhǎng)衰弱,重者風(fēng)折、死亡(孫永平,2001;侯義等,2000)。目前,栗山天牛的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特點(diǎn)及其幼蟲(chóng)防治技術(shù)已有較多研究(唐艷龍,2011;姜靜,2011),針對(duì)栗山天牛成蟲(chóng)的防治技術(shù)也取得突破性進(jìn)展(姜靜等,2010)。為了進(jìn)一步明確栗山天牛成蟲(chóng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的特點(diǎn),本文研究了栗山天牛成蟲(chóng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的寄主選擇行為。通過(guò)室內(nèi)和林間長(zhǎng)期調(diào)查和觀察發(fā)現(xiàn),栗山天牛成蟲(chóng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的方式與其他天牛種類(lèi)不同,不像其他大多數(shù)天牛種那樣啃食寄主樹(shù)木的樹(shù)皮,而是吸食櫟樹(shù)傷口處滲出的樹(shù)液,一般是雄成蟲(chóng)先羽化,隨后尋找到合適、健康的櫟樹(shù)作為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的寄主;補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)一般在晚上進(jìn)行。先由雄成蟲(chóng)在寄主樹(shù)木主干樹(shù)皮(一般在3m以下)上嚙咬,形成傷口,吮吸從傷口處滲出的樹(shù)液,而后招引雌成蟲(chóng)也前來(lái)吸食,并在吸食的過(guò)程中進(jìn)行交配(圖1)。為了研制植物源引誘劑,本文對(duì)栗山天牛成蟲(chóng)所取食的樹(shù)液成分進(jìn)行分析測(cè)定。1材料和方法1.1通過(guò)研究李山自然災(zāi)害的補(bǔ)充養(yǎng)分方法1調(diào)查和研究昆蟲(chóng)的采集2011年栗山天牛成蟲(chóng)期,在遼寧省寬甸縣大西岔鎮(zhèn)栗山天牛危害較重的林地,采集林內(nèi)主要樹(shù)種的枝條帶回室內(nèi),去除不完整的葉片后置于3m×3m×3m的籠子內(nèi),放入從林間捕回的成蟲(chóng)50對(duì),觀察栗山天牛成蟲(chóng)對(duì)枝、皮和葉的取食情況,采集的樹(shù)種主要有栗山天牛的寄主遼東櫟、蒙古櫟和槲櫟(Q.aliena),其他植物包括色木槭(Acermono)、杜鵑(Rhododendronsimsii)等。1.2樹(shù)液的采集2013年6月,在內(nèi)蒙古寧城縣坤頭河林場(chǎng)受栗山天牛危害的林區(qū),采集蒙古櫟樹(shù)干上栗山天牛成蟲(chóng)嚙咬的傷口處滲出的樹(shù)液。采集時(shí)用注射器吸取樹(shù)液,然后裝入1.5mL的樣品瓶(日本島津公司)內(nèi)保存,置于低溫保溫箱內(nèi)帶回室內(nèi)備用。1.3血清上清液的制備準(zhǔn)確稱(chēng)取樹(shù)液30mg放入研缽中,加入50mL超純水研磨成勻漿,12000r·min-1離心3min,提取上清液,經(jīng)0.45μmSep-Pak微孔濾膜過(guò)濾消除非極性和較大顆粒,將過(guò)濾完的上清液置于1.5mL進(jìn)樣瓶中,為進(jìn)行HPLC做準(zhǔn)備。測(cè)定所用HPLC為L(zhǎng)C-20A,進(jìn)樣體積為10μL。1.4儀器、檢測(cè)和標(biāo)樣糖組分測(cè)定采用shim-packSCR-101C色譜柱(7.9mmI.D.×300mm×10μm),柱溫80℃,流動(dòng)相為超純水,流速0.6mL·min-1,檢測(cè)器為示差折光檢測(cè)器,檢測(cè)池溫度55℃,外標(biāo)法進(jìn)行定量,標(biāo)樣購(gòu)自Sigma公司,所用標(biāo)樣均為色譜級(jí)標(biāo)準(zhǔn)品。1.5u3000定相有機(jī)酸測(cè)定采用InertsilODS-SP色譜柱(4.6mmI.D.×250mm×5μm)。柱溫40℃,流動(dòng)相為0.02mol·L-1KH2PO4溶液(pH2.4),流速1.0mL·min-1。檢測(cè)器為紫外檢測(cè)器,檢測(cè)波長(zhǎng)210nm,采用外標(biāo)法進(jìn)行定量,標(biāo)樣購(gòu)自Sigma公司,所用標(biāo)樣均為色譜級(jí)標(biāo)準(zhǔn)品。1.6蒸發(fā)化學(xué)成分的測(cè)量條件1進(jìn)樣、進(jìn)樣方式分析儀器為日本島津GCMS-QP2010Plus;進(jìn)樣口溫度:230℃;柱溫:60℃(1min),以6℃·min-1的速度升溫至250℃,保持3min;進(jìn)樣方式:不分流;進(jìn)樣量:1μL;載氣:氦氣;色譜柱:Rtx-5ms(30m×0.25mm×0.25μm);恒線速度:44.9cm·s-1,進(jìn)樣量1.0μL。1.7糖和酸標(biāo)準(zhǔn)母液的配制稱(chēng)取蔗糖、果糖、葡萄糖、蘋(píng)果酸、檸檬酸和乙酸各10mg,加入100mL超純水配制成100g·L-1的糖和酸標(biāo)準(zhǔn)母液,分別用超純水稀釋糖及有機(jī)酸的母液,制得濃度為0.1,0.2,1,5,20g·L-1的糖和酸的工作液。2結(jié)果與分析2.1林分樹(shù)液的補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)室內(nèi)外觀察和調(diào)查結(jié)果表明,栗山天牛成蟲(chóng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的方式與其他天牛不同。一般天牛成蟲(chóng)主要啃食寄主植物嫩枝的韌皮部,而栗山天牛成蟲(chóng)既不取食寄主樹(shù)種的樹(shù)皮和樹(shù)葉,也不取食其他植物的樹(shù)皮和樹(shù)葉,而是吮吸從寄主樹(shù)木(遼東櫟和蒙古櫟)傷口處滲出的樹(shù)液補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)(圖1,表1)。栗山天牛成蟲(chóng)先是在樹(shù)皮上嚙咬出傷口,然后吮吸從傷口處滲出的樹(shù)液來(lái)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng),雌雄成蟲(chóng)均會(huì)嚙咬,其他昆蟲(chóng)嚙咬或者人為機(jī)械損傷造成的傷口也會(huì)成為其補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的地點(diǎn)。另外,在某些生活史不整齊的林區(qū)(如內(nèi)蒙古寧城縣),幼蟲(chóng)取食寄主樹(shù)皮也會(huì)造成寄主流汁,而成蟲(chóng)也會(huì)吸食幼蟲(chóng)鉆蛀取食寄主樹(shù)皮形成的滲出樹(shù)液。2.2色譜結(jié)果的出峰順序,把糖組分納入標(biāo)準(zhǔn)樣,樣品分在0.1~20g·L-1內(nèi)對(duì)糖和酸組分進(jìn)行HPLC分析(表2),對(duì)測(cè)定值進(jìn)行相關(guān)關(guān)系分析和線性回歸分析,結(jié)果表明,糖、酸測(cè)定相關(guān)系數(shù)都在0.9998~0.9999之間,說(shuō)明各組分保持較好的線性關(guān)系。從糖的混合標(biāo)準(zhǔn)樣和樣品的色譜出峰情況來(lái)看,高效液相色譜法可以很好地分離各種糖組分。標(biāo)樣中各組分的出峰順序依次為蔗糖、葡萄糖和果糖,所有樣品在12.5min內(nèi)出峰完畢(圖2)。如圖3所示,測(cè)定出樹(shù)液樣品中的3種糖組分,對(duì)照標(biāo)樣的色譜圖(圖2),可以確定3個(gè)峰依次是蔗糖、葡萄糖和果糖。3種糖組分的含量如表2所示,其中葡萄糖含量最高,其次是蔗糖,果糖含量最少。圖4為酸混合標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜出峰情況,出峰順序依次為蘋(píng)果酸、乙酸和檸檬酸,所有樣品在7min內(nèi)出峰完畢。對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)樣品的色譜圖,樹(shù)液樣品中只測(cè)定出1個(gè)峰(圖5),為乙酸。2.3種成分含量測(cè)定從蒙古櫟樹(shù)液揮發(fā)物中共鑒別出11種成分(圖6,表3),占總峰面積的60.79%。其中2-氨基-6-甲基苯甲酸含量最高,為34.31%,其次是乙酸(12.11%)、甲酸(6.81%)、鄰苯二甲酸二乙酯(5.34%)、2,3-丁二醇(3.22%)和鄰二氯苯(2.05%),其余5種成分含量較低,均低于1%。含量由高到低依次是2-異丙基-5-甲基茴香醚(0.90%)、二乙二醇(0.85%)、十九烷(0.65%)、二十烷(0.58%)和苯乙醛二甲縮醛(0.54%)。3研究對(duì)象的確定成蟲(chóng)是天牛類(lèi)蛀干害蟲(chóng)唯一暴露在外生活的階段,也是其生活史中的薄弱環(huán)節(jié),利用天牛類(lèi)害蟲(chóng)的這個(gè)薄弱環(huán)節(jié)開(kāi)展防治已有較多成功的經(jīng)驗(yàn)(楊忠岐,2004)。但是對(duì)不同的害蟲(chóng)而言,應(yīng)采取不同的防治策略,因?yàn)槊恳环N害蟲(chóng)均有其特殊的生物學(xué)及行為學(xué)特點(diǎn),明確害蟲(chóng)的危害特點(diǎn)對(duì)防治具有重要意義(張執(zhí)中,1997)。目前已發(fā)現(xiàn)栗山天牛成蟲(chóng)與其他天牛不同的特點(diǎn):一是其具有較強(qiáng)的趨光性,利用這一特點(diǎn)開(kāi)展的燈光引誘防治成效顯著(姜靜,2011);二是其主要靠吸食從寄主樹(shù)干傷口處滲出的汁液來(lái)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。研究表明,栗山天牛成蟲(chóng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)時(shí)在寄主樹(shù)干上所嚙咬的傷口距離地面較近(樹(shù)干3m以下),事實(shí)上,在人工捕捉栗山天牛成蟲(chóng)時(shí),有相當(dāng)一部分是從櫟樹(shù)主干上栗山天牛成蟲(chóng)咬出的傷口樹(shù)液滲出點(diǎn)所抓捕的(高純等,2008)。這個(gè)特點(diǎn)可為研制食物源引誘劑防治成蟲(chóng)提供依據(jù),利用食物源引誘劑可作為栗山天牛成蟲(chóng)期防治的方法之一,而弄清栗山天牛成蟲(chóng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的樹(shù)液成分甚為關(guān)鍵,是研制食物源引誘劑的基礎(chǔ)和依據(jù)。樹(shù)木含有的醇類(lèi)、醛類(lèi)、萜烯類(lèi)等化學(xué)物質(zhì)在化學(xué)通訊中能夠調(diào)控天牛的寄主定向、取食、交配和產(chǎn)卵等一系列行為(王廣利等,2007),用食物源引誘劑防治害蟲(chóng)已在生產(chǎn)上得到應(yīng)用(王菊英等,2011;趙錦年等,2000)。對(duì)蒙古櫟化學(xué)生態(tài)學(xué)的研究表明,蒙古櫟葉片揮發(fā)油中含有烷烴、醇、酯、酮、酸、酚和烯等成分(王耀輝等,2006),樹(shù)干部揮發(fā)物成分主要有醇、烷、萜烯、酸和酯類(lèi)(張麗萍等,2013),但對(duì)蒙古櫟樹(shù)液的研究還未見(jiàn)報(bào)道,特別是昆蟲(chóng)造成傷口滲出的樹(shù)液。本研究測(cè)定了蒙古櫟干部栗山天牛成蟲(chóng)嚙咬的傷口中滲出樹(shù)液中的化學(xué)物質(zhì)成分,樹(shù)液中的揮發(fā)性物質(zhì)主要有由酸、酯、苯、醇、醛、醚和烷,共有11種,其中烷的種類(lèi)(十九烷和二十烷)與王耀輝等(2006)對(duì)蒙古櫟葉片揮發(fā)油的研究結(jié)果相符,苯、醛和醚類(lèi)是在蒙古櫟中新發(fā)現(xiàn)的揮發(fā)性成分,另外,酸、酯和醇的種類(lèi)也與他人所研究的不同。栗山天牛成蟲(chóng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的主要目的是攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以完成卵巢發(fā)育和供給卵形成所需要的營(yíng)養(yǎng),其所攝取的寄主樹(shù)木樹(shù)液中的諸多化學(xué)成分特別是揮發(fā)性物質(zhì)在雌雄成蟲(chóng)的化學(xué)行為