玉米基因型挥发物差异对草地贪夜蛾卵幼虫寄生蜂吸引作用研究获新突破

　　# 玉米基因型挥发物差异对草地贪夜蛾卵幼虫寄生蜂吸引作用研究获新突破
在广袤的农田里，一场悄无声息的 “战争” 正在上演。草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda，FAW），这种来自美洲的 “不速之客”，正以惊人的速度肆虐全球的农作物。它尤其钟情于玉米，所到之处，玉米产量大幅下降，严重威胁着全球粮食安全。在非洲的一些地区，每年因草地贪夜蛾造成的农作物损失高达 130 亿美元，无数小农户的生计受到严重影响。

传统的化学农药防治手段虽然能在一定程度上控制害虫，但却带来了一系列的问题。农药残留不仅危害人类健康，还破坏了生态环境，导致有益昆虫数量减少，害虫抗药性增强。因此，寻找一种环保、可持续的害虫防治方法迫在眉睫。

在这样的背景下，国际昆虫生理生态中心（International Centre of Insect Physiology and Ecology）等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于植物挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs），这些化合物是植物在受到害虫侵害时释放的 “求救信号”，能够吸引害虫的天敌，从而实现生物防治。研究人员想弄清楚不同玉米基因型释放的 VOCs 是否存在差异，以及这些差异如何影响草地贪夜蛾卵幼虫寄生蜂 Chelonus bifoveolatus 的行为。

研究人员选择了两种商业杂交玉米品种 SC Duma 43、DK777 和两种玉米地方品种 Jowi Red、Nyamula 进行实验。实验在昆虫防护网室内进行，温度控制在 25 ± 2°C，相对湿度为 65 ± 5%，光照周期为 12 小时光照、12 小时黑暗。

实验中，研究人员采用了多种关键技术方法。首先是挥发性物质收集，利用顶空采样技术收集受 FAW 侵害（幼虫和卵诱导）和未受侵害玉米植株的挥发物；接着通过四臂嗅觉仪生物测定，评估寄生蜂对不同挥发物的行为反应；最后运用气相色谱 - 质谱联用仪（GC-MS）对挥发物进行化学分析，确定其成分和含量。

研究结果

1. 寄生蜂对玉米挥发物的行为反应：研究发现，寄生蜂 C. bifoveolatus 对不同玉米品种的挥发物反应存在显著差异。在卵诱导实验中，寄生蜂对 SC Duma 和 Nyamula 的卵诱导植物挥发物表现出明显的偏好，而对 Jowi Red 的寄生蜂则对其组成型和卵诱导挥发物的吸引力相同，对 DK 777 的挥发物却无法区分。在幼虫诱导实验中，寄生蜂对 SC Duma、Jowi Red 和 Nyamula 的幼虫诱导植物挥发物也有显著的吸引力，但对 DK 777 的幼虫诱导和组成型挥发物没有明显差异。
2. 挥发性有机化合物分析：GC-MS 分析表明，不同玉米基因型的挥发物在定性和定量上都存在差异。研究共鉴定出 33 种挥发物，属于不同的化学类别。其中，(E)-β- 法尼烯（(E)-β-farnesene）在幼虫诱导的 Nyamula 样品中含量最高，(E)-α- 佛手柑烯（(E)-α-bergamotene）和 (E)-β- 石竹烯（(E)-β-caryophyllene）在幼虫损伤的 SC Duma 中含量较高。一些挥发物在 FAW 幼虫取食和产卵后含量会升高，比如 DMNT 和 (E)-2 - 己烯醛在 SC Duma 受卵诱导后含量显著增加。

研究结论与讨论

这项研究首次同时考虑了幼虫和卵诱导的挥发物对 C. bifoveolatus 行为的影响，为理解植物 - 害虫 - 寄生蜂之间的相互作用提供了新的视角。研究结果揭示了不同玉米基因型释放的 VOCs 存在显著差异，这些差异影响了寄生蜂的宿主定位行为。

对于 DK 777 杂交玉米品种，寄生蜂无法区分其诱导和非诱导的挥发物线索，可能是因为该品种缺乏可被寄生蜂利用的明显的 HIPVs，这表明某些杂交玉米品种可能在进化过程中失去了部分间接防御特性。

此外，研究还发现一些关键的 VOCs，如 α- Copaene，在吸引 C. bifoveolatus 中可能起着重要作用。这些发现为开发基于生物防治的草地贪夜蛾管理策略提供了理论依据。利用这些研究成果，未来可以通过选育具有特定 VOCs 释放特性的玉米品种，增强对寄生蜂的吸引力，从而实现可持续的害虫防治。

该研究成果发表在《Journal of Chemical Ecology》上，为全球应对草地贪夜蛾的挑战提供了重要的参考，有望推动农业生态系统向更加环保、可持续的方向发展。<【玉米基因型挥发物差异对草地贪夜蛾卵幼虫寄生蜂吸引作用研究获新突破】【为解决草地贪夜蛾（FAW）防治难题，研究人员评估寄生蜂对不同玉米基因型挥发物的反应，发现显著差异，为生物防治提供依据。】【草地贪夜蛾 | 玉米基因型 | 挥发性有机化合物（VOCs）| 寄生蜂 | 生物防治 | 化学分析 | 行为反应 | 嗅觉测定 | GC-MS | 遗传变异】【国外】【# 玉米基因型挥发物差异对草地贪夜蛾卵幼虫寄生蜂吸引作用研究获新突破
在广袤的农田里，一场悄无声息的 “战争” 正在上演。草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda，FAW），这种来自美洲的 “不速之客”，正以惊人的速度肆虐全球的农作物。它尤其钟情于玉米，所到之处，玉米产量大幅下降，严重威胁着全球粮食安全。在非洲的一些地区，每年因草地贪夜蛾造成的农作物损失高达 130 亿美元，无数小农户的生计受到严重影响。

传统的化学农药防治手段虽然能在一定程度上控制害虫，但却带来了一系列的问题。农药残留不仅危害人类健康，还破坏了生态环境，导致有益昆虫数量减少，害虫抗药性增强。因此，寻找一种环保、可持续的害虫防治方法迫在眉睫。

在这样的背景下，国际昆虫生理生态中心（International Centre of Insect Physiology and Ecology）等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于植物挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs），这些化合物是植物在受到害虫侵害时释放的 “求救信号”，能够吸引害虫的天敌，从而实现生物防治。研究人员想弄清楚不同玉米基因型释放的 VOCs 是否存在差异，以及这些差异如何影响草地贪夜蛾卵幼虫寄生蜂 Chelonus bifoveolatus 的行为。

研究人员选择了两种商业杂交玉米品种 SC Duma 43、DK777 和两种玉米地方品种 Jowi Red、Nyamula 进行实验。实验在昆虫防护网室内进行，温度控制在 25 ± 2°C，相对湿度为 65 ± 5%，光照周期为 12 小时光照、12 小时黑暗。

实验中，研究人员采用了多种关键技术方法。首先是挥发性物质收集，利用顶空采样技术收集受 FAW 侵害（幼虫和卵诱导）和未受侵害玉米植株的挥发物；接着通过四臂嗅觉仪生物测定，评估寄生蜂对不同挥发物的行为反应；最后运用气相色谱 - 质谱联用仪（GC-MS）对挥发物进行化学分析，确定其成分和含量。

研究结果

1. 寄生蜂对玉米挥发物的行为反应：研究发现，寄生蜂 C. bifoveolatus 对不同玉米品种的挥发物反应存在显著差异。在卵诱导实验中，寄生蜂对 SC Duma 和 Nyamula 的卵诱导植物挥发物表现出明显的偏好，而对 Jowi Red 的寄生蜂则对其组成型和卵诱导挥发物的吸引力相同，对 DK 777 的挥发物却无法区分。在幼虫诱导实验中，寄生蜂对 SC Duma、Jowi Red 和 Nyamula 的幼虫诱导植物挥发物也有显著的吸引力，但对 DK 777 的幼虫诱导和组成型挥发物没有明显差异。
2. 挥发性有机化合物分析：GC-MS 分析表明，不同玉米基因型的挥发物在定性和定量上都存在差异。研究共鉴定出 33 种挥发物，属于不同的化学类别。其中，(E)-β- 法尼烯（(E)-β-farnesene）在幼虫诱导的 Nyamula 样品中含量最高，(E)-α- 佛手柑烯（(E)-α-bergamotene）和 (E)-β- 石竹烯（(E)-β-caryophyllene）在幼虫损伤的 SC Duma 中含量较高。一些挥发物在 FAW 幼虫取食和产卵后含量会升高，比如 DMNT 和 (E)-2 - 己烯醛在 SC Duma 受卵诱导后含量显著增加。

研究结论与讨论

这项研究首次同时考虑了幼虫和卵诱导的挥发物对 C. bifoveolatus 行为的影响，为理解植物 - 害虫 - 寄生蜂之间的相互作用提供了新的视角。研究结果揭示了不同玉米基因型释放的 VOCs 存在显著差异，这些差异影响了寄生蜂的宿主定位行为。

对于 DK 777 杂交玉米品种，寄生蜂无法区分其诱导和非诱导的挥发物线索，可能是因为该品种缺乏可被寄生蜂利用的明显的 HIPVs，这表明某些杂交玉米品种可能在进化过程中失去了部分间接防御特性。

此外，研究还发现一些关键的 VOCs，如 α- Copaene，在吸引 C. bifoveolatus 中可能起着重要作用。这些发现为开发基于生物防治的草地贪夜蛾管理策略提供了理论依据。利用这些研究成果，未来可以通过选育具有特定 VOCs 释放特性的玉米品种，增强对寄生蜂的吸引力，从而实现可持续的害虫防治。

该研究成果发表在《Journal of Chemical Ecology》上，为全球应对草地贪夜蛾的挑战提供了重要的参考，有望推动农业生态系统向更加环保、可持续的方向发展。