摘 要

为了阐明松树萜烯类化合物对松墨天牛的刺激作用，为松墨天牛的防治及松材线虫病的控制提供理论依据，根据健康木和被侵害木挥发成分的GC-MS分析结果选取了α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯等8种单萜和倍半萜化合物，配制为单一和复合的刺激物质，分别对松墨天牛雌雄成虫进行触角电生理测定。结果表明：雄虫的EAG反应值大于雌虫，而雌天牛相对比雄天牛的反应强，并且几种单体化合物在按一定比例组合后的复配组分，比单体化合物引起显著的EAG反应，尤其是倍半萜类可以起到一定的增效作用。由此可知寄主植物挥发物中各种有效成分及其比例对松墨天牛的定向和选择起着决定性的作用。

关键字：松墨天牛；萜类化合物；触角电位

EAG response of Monochamus alternatus to pine terpenes

Abstract：In order to clarify the stimulating effect of the pine tree terpenes compounds to Monochamus alternatus, provide theoretical basis for the prevention and control of Monochamus alternatus and Bursaphelenchus xylophilus furtherly, we choose 8 kinds of Terpenoids including alpha-Pinene、beta-pinene ect according to the results of GC-MS analysis of health woods and woods which are violated to make single and compound material stimulation. We use it to stimulate the tentacles of Monochamus alternatus and record the results. From the results we can conclude that the results of EAG of male insect are higher than that of the female ones, but the relative value is just the opposite.If we use several monomer compounds in a certain proportion we can get a more significant EAG reaction,than the monomer ones. The half terpenoids can make that work better. Therefore,we can make a conclusion that the effective component of host plant play a leading role in positioning and choosing of Monochamus alternatus, not just some material.

Key Words：Monochamus alternatus; Terpenoids; Electroantennogram

目录

1引言 1

1.1 触角电位（EAG） 2

1.2 松墨天牛的生物学特性 2

2 松墨天牛对单一组分的触角电位反应 3

2.1 供试昆虫: 3

2.2 实验试剂: 3

2.3实验方法: 4

2.4 实验结果与分析 4

3松墨天牛对复合组分的触角电位反应 5

3.1 供试昆虫： 5

3.2 实验试剂： 5

3.3实验方法： 5

3.4实验结果与分析： 6

4松墨天牛对复合组分不同剂量的触角电位反应 6

4.1 供试昆虫： 6

4.2 实验试剂： 6

4.3实验方法： 7

4.4实验结果与分析 7

5结论与讨论 8

6 研究展望 9

参考文献 10

致谢 12

1引言

松墨天牛（Monochamus alternatus）属鞘翅目（coleoptera），沟胫天牛亚科Laminae，墨天牛属Monochamus。主要分布于亚洲东部，包括中国、日本、朝鲜、老挝、越南和韩国。是我国重要的针叶树蛀干害虫。成虫补充营养，啃食嫩枝皮，造成寄主衰弱，幼虫大量钻蛀树势衰弱或新伐倒的树干，引起成片松树枯死。主要危害黑松、马尾松、赤松等松属植物；其次可危害云杉、落叶松、冷杉和雪松等针叶树以及鸡腿藤、花红等木本植物^[1]。同时，它又是松树毁灭性病害—松材线虫病（Bursaphelenchus Xylophilus）的主要传播媒介昆虫。在松材线虫的扩散和侵染过程中，松墨天牛起着携带、传播和协助病原侵入寄主的关键性作用。目前，松墨天牛作为一种全球性关注的害虫已受到越来越多的关注，对于其化学生态学的研究正在不断展开。

当松墨天牛成虫羽化从树体脱出后，寄主植物中的萜烯类挥发物在松墨天牛选择取食和产卵寄主时发挥重要作用，这些挥发物也会因寄主是否受危害而改变，并且对天牛表现出性别差异^[2]。利用松树挥发物开发研制的引诱剂可以监测天牛种群动态，降低松墨天牛的种群数量，是防治松材线虫病的重要措施之一。但是，目前不同学者对引起松墨天牛行为反应的挥发物组分的研究结果存在较大差异。

萜类化合物(terpenoids)是植物次生代谢产物中最大的一个家族，在自然界中广泛分布，由异戊二烯(isoprene，C₅)单元组成的化合物及其衍生物，按碳原子的数目可以分为单萜(C₁₀)、倍半萜(C₁₅)、二萜(C₂₀)、三萜(C₃₀)和多萜等。由于多数萜类化合物分子中具有不同的碳环数，因此又可分为链萜、单环萜、双环萜和三环萜等。萜类化合物在植物与其生境的互作中发挥作用：(1)植物对植食性昆虫的直接与间接防御反应，直接防御反应中可以作为毒素、取食或产卵干扰素；植物在受到植食性昆虫攻击后会释放一些挥发性萜类吸引天敌，从而形成其对攻击者的间接防御反应。(2)增强植物抗病能力，植物倍半萜抗毒素如脱氧-6-甲氧基棉酚等对真菌有显著的抑制作用。(3)化感作用，如植物释放某些物质抑制其他植物种子萌发及幼苗生长的异株克生现象，调节群体密度、影响种群格局和群落演替的自毒作用。(4)与其他生物种群的互利关系，如诱导昆虫授粉、产卵、寄主定向等。萜类化合物已广泛应用于工农业生产和医药卫生中。如青蒿中的青蒿素对恶性疟疾有速效作用，短叶红豆杉(Taxus brevifolia)中的二萜类化合物紫杉醇具有良好的抗癌活性。许多萜类化合物还可以作为香料，如姜的根茎是常用的食品调味香料，其中含有姜烯、β- 麝子油烯、水芹烯等萜类化合物^[3]。

本研究将以松树的萜类化合物为诱导物，以松墨天牛为实验材料进行触角电位反应，找出不同种萜类化合物对松墨天牛的刺激效果，进而为防治松墨天牛和松材线虫病提供理论依据。

1.1 触角电位（EAG）

触角电位（electroantennogram，EAG）是研究昆虫对挥发性次生物质电生理反应的一种重要方法，它是昆虫触角上全部化感器对刺激物的电生理反应的总和，通过反应值的大小可以初步判断刺激物对昆虫是否有活性，或者昆虫是否对刺激物产生反应。此技术可以快捷的鉴别某一物质对昆虫有无生理活性。触角电位技术就是将一活的触角的基部和顶部分别连以参考电极和记录电极，当用化学物质去刺激触角时，其上面的感受器就会产生神经脉冲。这些脉冲的累加效果可由记录电极传至放大器、记录仪等，并加以分析。EAG检测的方法是基于Schneider (1957)的发现。当时Schneider记录了在外界激素的作用下昆虫触角的尖端和根部之间有一个很小的电压波动。

1.2 松墨天牛的生物学特性

据报道，松墨天牛的世代数随地理位置不同而有所不同。如在广东1年2~ 3 代，以2代为主。广西贺州地区1年发生2代，在杭州和安徽1年1代。松墨天牛在浙江东海地区的羽化始于5月上旬，盛期从5月中旬到6月上旬, 末期在7月上旬；在安徽，4月中旬始化蛹,5月上、中旬成虫羽化出孔，盛期为6月中、下旬。室内羽化的盛期和末期比露天滞后20d，在室内外成虫羽化率均为70%左右。成虫羽化逸出期和高峰期平均每年分别为83d 和12.3d。成虫羽化后会进行补充营养。成虫羽化时会咬出圆形孔洞。出孔成虫靠爬行与飞翔扩散。继而隐蔽在林冠之中，啃食嫩枝皮层来补充营养。取食量自取食起至性成熟逐日增加，产卵期达最大食量，并在这一水平上下波动；成虫对取食的树种和枝龄都有明显的选择性；对供试松树树种的选择性为火炬松gt;马尾松gt;雪松gt;黑松gt;湿地松；对枝龄的选择性表现为在5月下旬前取食不以当年新枝为主，5月底开始明显选择1年生枝且当年新枝至13年生枝都能被取食。成虫补充营养活动主要在树冠下部。成虫寿命在34~ 100 d，雌雄性比约为1:1。成虫羽化后立即开始补充营养，半个月后，就可以进行交配和产卵。成虫交尾雌雄均无专一性，可一雄多雌，也可一雌多雄；交尾次数对产卵量和孵化率无明显影响，成虫对产卵场所和树各有明显的偏嗜性选择行为。在浙江，产卵始于6月上旬，高峰期为6月下旬至7月上旬，平均卵期为4.04d；而在安徽，产卵期为6月上旬至9月上旬，卵期6.8~ 10.8d。发育起点温度为( 14.3±0.86) ℃，有效积温为( 101.21±6.9) DD。大多数产卵刻槽中只一粒卵。产卵刻槽的数量分布情况为：树干中段gt;下段gt;梢段gt;侧枝，分布密度为树干梢段gt;中段gt;下段，各分布部位的卵的孵化率很相近，最低位置的产卵刻槽离地面平均高12.3 cm。幼虫越冬主要在树木木质部坑道内，少数初龄幼虫越冬在树干下部皮层内虫道中，次年3 月下旬气温上升后恢复取食活动。松木中松墨天牛幼虫的数量随胸径的增大而增多；反之带虫株率随胸径的增大而减少；树干上的幼虫分布数量：下段gt;中段gt;梢段，树干2 m以下带虫量约占整株的20%，因此，在估测全树的虫口密度可根椐2 m以下的树干带虫量进行估测。在当年枯死松树中, 天牛集中分布在树冠层。这说明地理环境、气候均可影响松墨天牛在松树上的分布。老熟幼虫在蛀道末端用粗木丝堵死用以做成蛹室, 然后化蛹。在杭州，从4月底开始陆续化蛹, 蛹期10~ 18d。松墨天牛幼虫化蛹受透气性和透光性的影响；蛹室的透光性对化蛹影响尤为显著，但对蛹的羽化却无显著影响^[4]。

2 松墨天牛对单一组分的触角电位反应

2.1 供试昆虫:

5月上旬，砍伐18~20年生松材线虫危害木，锯成2 m的木段，放入2.5m× 2.5m ×2m网笼内，每天上午8时检查羽化的松墨天牛成虫，单头装入50ml三角瓶中，供给当年生或2年生健康雪松枝条作为食料，瓶口塞入湿棉球。置于养虫室内，在温度25℃，湿度为( 27±2) ℃光照周期12 L：12D条件下饲养，每隔2d更换1次枝条。选择3-5日龄的雌雄成虫作为测试昆虫。

2.2 实验试剂:

98%的α-蒎烯（ALDRICH）、99%的β-蒎烯（ALDRICH）、95%的异松油烯（FLUKA）、98%的异松油烯（SIGMA）、98%的反式-石竹烯（SIGMA）、95%的β-月桂烯（FLUKA）、98%的β-水芹烯（FLUKA）、98%的莰烯（ALDRICH）。

2.3实验方法:

测定前用医用手术刀将松墨天牛触角自鞭节第4 节基部切下，并切除末端1 mm；用Spectra R360 导电胶将其固定在PR ( Gain10×)电极上, 气味管与触角相距1cm。用微量取样器抽取5ml提取物均匀地滴在5 cm×5 cm的滤纸条上, 放入10 cm 长的样品管中，样品管末端连接气体刺激控制装置。待基线稳定后给予刺激，每次刺激时间0.5s，刺激间隔为30s，以保证触角感受能够完全恢复。实验中测试的雌雄触角各6根，每样品平行刺激5次。以重蒸正己烷为对照。将每一样品观测值的平均数除以前后2次对照测定值的平均值即得EAG反应相对值。实验所用触角电位仪由荷兰Syntech公司生产，测定所需软件也由该公司提供。

2.4 实验结果与分析