花蜜成分与花蜜酵母如何影响昆虫行为？这项研究有新发现！

研究人员探究花蜜成分和酵母对挥发性物质及寄生蜂行为的影响，发现二者显著影响花蜜气味和昆虫觅食行为。

　　

花蜜、酵母与昆虫的奇妙关联：新研究揭示关键奥秘

在植物的微观世界里，花蜜如同一个神秘的 “小宇宙”，其中不仅蕴含着植物为传粉者准备的甜蜜 “礼物”，还隐藏着许多不为人知的秘密。花蜜中存在着各种微生物，尤其是花蜜酵母，它们就像一群隐藏在幕后的 “小魔法师”，默默改变着花蜜的特性。

以往研究发现，微生物是影响植物表型的关键因素，而栖息在花蜜中的微生物，如酵母和细菌，能在花蜜这种高糖、渗透压高且营养成分独特的环境中生存繁衍。它们不仅能改变花蜜的糖、氨基酸浓度和成分，还能影响花蜜的挥发性物质组成，进而影响访花昆虫的觅食行为，这一过程对植物的繁殖和防御有着重要意义。比如，微生物发酵花蜜产生的气味变化，可能会吸引或驱赶传粉者和寄生蜂，影响植物的授粉成功率和对害虫的防御能力。

然而，目前科学家们对花蜜化学成分和微生物代谢活动如何影响花蜜挥发性物质组成，以及这些变化如何影响昆虫行为的了解还十分有限。就像在黑暗中摸索，虽然知道前方有重要的线索，但却看不清具体的路径。为了揭开这些谜团，来自 KU Leuven 等多个研究机构的研究人员 Islam S. Sobhy、Tim Goelen 等人开展了一项深入研究，相关成果发表在《Journal of Chemical Ecology》上。

研究方法：探索微观世界的 “钥匙”

研究人员采用了多种关键技术来深入探究花蜜、酵母和昆虫之间的关系。在实验物种选择上，选用了两种常见的花蜜酵母 —— 格鲁氏梅奇酵母（Metschnikowia gruessii）和鲁考夫梅奇酵母（Metschnikowia reukaufii），以及广食性蚜虫寄生蜂豌豆蚜茧蜂（Aphidius ervi）。

为模拟自然花蜜中糖和氨基酸浓度的变化，研究人员制备了四种合成花蜜，分别代表低氨基酸 - 低糖（LL）、低氨基酸 - 高糖（LH）、高氨基酸 - 低糖（HL）和高氨基酸 - 高糖（HH）四种类型。接着，让酵母在这些花蜜中发酵，模拟自然环境中花蜜被酵母感染的过程。

为分析发酵花蜜的挥发性有机化合物（VOCs），研究人员使用了顶空固相微萃取气相色谱 - 质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术。这项技术就像是一个 “化学探测器”，能够精准地识别和量化花蜜中的挥发性成分。

为研究寄生蜂对不同花蜜的嗅觉反应，研究人员运用 Y 型管嗅觉仪进行生物测定。在这个实验中，寄生蜂就像在一个充满 “气味选择” 的迷宫里，通过观察它们对不同花蜜气味的选择偏好，来判断花蜜挥发性物质对其行为的影响。

研究结果：微观世界的惊人发现

1. 花蜜挥发性物质的差异：通过 GC-MS 分析，研究人员在不同花蜜的挥发物中检测到 36 种初步鉴定的挥发性化合物，主要来自醇类、苯类、酯类和萜类等化学类别。主成分分析（PCA）显示，花蜜类型、酵母种类及其相互作用对花蜜的 VOCs 组成有显著影响。例如，乙酸丙酯、乙酸异丁酯、苯乙烯、α - 愈创烯和辛酸戊酯与 LH 发酵花蜜密切相关；乙酸乙酯和 E - 甲基异丁香酚主要与 HL 发酵花蜜相关；而异丙基十六烷酸酯则与不具吸引力或具有驱避性的 LL 发酵花蜜相关。并且，不同酵母发酵同一类型花蜜时，挥发性物质的排放也存在差异。比如，LH 花蜜被鲁考夫梅奇酵母发酵后，乙酸异丁酯、乙酸丙酯和辛酸戊酯的排放量明显高于被格鲁氏梅奇酵母发酵的情况。
2. 寄生蜂的嗅觉偏好：整体上，寄生蜂对不同花蜜的响应率高于 55%。寄生蜂的反应受花蜜类型显著影响，但不受酵母种类影响，花蜜类型和酵母种类的相互作用也不显著。豌豆蚜茧蜂雌性成虫对发酵的 HL 和 LH 花蜜表现出显著偏好，而对发酵的 HH 花蜜无明显偏好。值得注意的是，被格鲁氏梅奇酵母发酵的 LL 花蜜对寄生蜂具有显著的驱避作用，而被鲁考夫梅奇酵母发酵的 LL 花蜜则表现为中性反应。

研究结论与意义：为生物防治点亮新希望

这项研究清晰地表明，酵母发酵显著影响花蜜的 VOCs 谱，且这种影响在很大程度上取决于花蜜的糖和氨基酸组成。VOCs 谱的差异又反过来影响了蚜虫寄生蜂的嗅觉行为，这揭示了花蜜成分、酵母活动和昆虫行为之间的紧密联系。

了解这些相互作用，对于深入理解寄生蜂的花蜜觅食习性具有重要意义，为生物防治害虫提供了新的思路。比如，在农业生产中，可以利用这些发现，通过调控花蜜成分或引入特定酵母，吸引更多寄生蜂来控制害虫数量，减少化学农药的使用，实现更加绿色、可持续的农业发展。同时，也为进一步研究植物与微生物、昆虫之间的复杂生态关系提供了重要的理论基础，就像为打开微观生态世界的大门提供了一把关键钥匙，让我们能更深入地探索其中的奥秘。