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橘小实蝇(Bactrocera dorsalis)严重危害果蔬生产,现有防治方法存在诸多弊端。研究人员探究其对 5 种水果挥发物的反应,发现 B1D1E3 混合物对雌雄虫吸引力强且能刺激雌虫产卵。这为害虫治理及不育昆虫技术(SIT)应用提供新策略。
在果蔬的世界里,一场无声的战争正在上演,罪魁祸首便是橘小实蝇(
Bactrocera dorsalis)。这种来自热带和亚热带地区的害虫,凭借着强大的适应能力和扩散本领,广泛侵袭着超过 250 种寄主植物,给全球的水果和蔬菜生产带来了巨大的经济损失。以往,农民们为了抵御橘小实蝇的侵害,大量使用合成农药。然而,这就像一把双刃剑,在杀死害虫的同时,也对人类健康造成了威胁,还增加了生产成本,甚至让害虫产生了抗药性。其他诸如发酵糖、水解蛋白等粗制引诱剂,虽然有一定效果,但也存在效力不足、有效期短等问题。
为了打破这一困境,贵州大学昆虫研究所的研究人员挺身而出,开展了一项极具意义的研究。他们把目光聚焦在水果释放的挥发性有机化合物(VOCs)上,试图从中找到治理橘小实蝇的新方法。研究人员精心挑选了 5 种常见的挥发物,包括异丁酸异丁酯(isobutyl acetate,A)、异戊酸异戊酯(isoamyl acetate,B)、丁酸异丁酯(isobutyl butyrate,C)、异戊酸异戊酯(isoamyl isovalerate,D)和丁酸异戊酯(isoamyl butyrate,E),这些挥发物都来自橘小实蝇最青睐的寄主水果,如芒果、番石榴、橙子和香蕉。
研究人员通过 Y - 管嗅觉仪(Y-tube olfactometer)、培养皿(Petri plate)实验以及触角电位(electroantennogram,EAG)记录等技术,对不同浓度的挥发物及其混合物进行了测试。实验结果令人振奋,一种由 1.25% 异戊酸异戊酯(10.95 μg/μl)、1.25% 异戊酸异戊酯(10.75 μg/μl)和 20% 丁酸异戊酯(172.40 μg/μl)组成的混合物(B1D1E3)脱颖而出,它不仅对雌雄橘小实蝇都具有强大的吸引力,还能显著刺激雌虫产卵。当把 B1D1E3 与芒果、香蕉或橙汁混合时,雌虫的产卵行为更是大幅增加。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。利用 Y - 管嗅觉仪,精确量化了橘小实蝇对不同挥发物的嗅觉反应;通过培养皿实验,观察记录了雌虫的产卵偏好;借助 EAG 记录技术,分析了昆虫触角对各类挥发物的电生理反应。实验所用的橘小实蝇在贵州大学昆虫研究所人工饲养多代,确保了实验材料的稳定性和一致性 。
研究结果具体如下:
- 评估对常见水果挥发物的嗅觉反应:通过 Y - 管嗅觉仪对雌、雄橘小实蝇进行生物测定,发现不同浓度的水果挥发物会引发它们不同的嗅觉反应。例如,5% 浓度的异丁酸异丁酯(A)更受怀孕雌虫青睐,而雄虫则偏好 A2、B1、C1、D1和 E3等浓度的挥发物。在混合挥发物测试中,B1D1E3 混合物对雌雄虫的吸引力最强12。
- 常见水果挥发物对产卵刺激活性的功效:在双盘选择和单盘选择产卵实验中,B1D1E3 混合物均表现出良好的产卵刺激活性,能让雌虫在处理过的区域产下更多卵。而且,将 B1D1E3 与不同水果汁混合,能显著增加雌虫的产卵量,且其效果优于 γ- 辛内酯(γ-octalactone)34。
- 对常见水果挥发物的电生理反应评估:EAG 记录显示,无论是雌虫还是雄虫,对 B1D1E3 混合物的触角反应都显著大于对单个化合物的反应,这表明它们对该混合物高度敏感56。
研究结论表明,B1D1E3 混合物在吸引橘小实蝇和刺激雌虫产卵方面效果显著,这为不育昆虫技术(SIT)中大量饲养橘小实蝇提供了新的思路和方法。同时,也加深了人们对橘小实蝇化学生态学的理解,为未来开发更有效的害虫治理策略奠定了基础。
不过,目前的研究也存在一定的局限性。Y - 管嗅觉仪在评估橘小实蝇对挥发性化合物的反应时可能存在不足,因此还需要进行更多的田间试验,以确定这些化合物在自然环境中的实际效果。未来的研究可以进一步关注环境因素对这些挥发物效果的影响,确定田间最佳使用浓度,并开发可持续的引诱剂释放系统。 总体而言,这项发表在《Scientific Reports》上的研究成果,为可持续害虫治理带来了新的希望,有望在未来帮助农民更有效地对抗橘小实蝇的侵害,守护果蔬生产的安全 。