双斑长跗萤叶甲对寄主挥发物的响应机理研究

Plant volaties are important compound to phytophagous insect, and play important role in host location and selection. Understanding the functional characteriastion of plant volaties in host selection could not only help disclose the mechanism of host selection of insect, but also provide new strategies and approaches for insect pest management. The Monolepta hieroglyphica is one of the major pest insects on cotton in Xinjiang for its serious damage to cotton production. However, the relationship between the pest and its host plants is rarely reported. On the adaptation of host plants of Monolepta hieroglyphica as the breakthrough, this proposal is to isolate and identify host plant volaties, which have biological activity to Monolepta hieroglyphica, using electroantennogram and olfactory instrument. Then the biological activity of the host plant volties are tested in the field to clear the effective volaties fraction. And its antennal ultrastructure is to be observed using scanning electron microscope and transmission microscope, in order to clear its roles in host selection. The results will help elucidate the mechanism of host selection of Monolepta hieroglyphica, and provide the new idea and new techniques to control the pest using natural active substances.

植物挥发物是影响植食性昆虫行为的重要信息化合物，在昆虫定位和选择寄主中发挥重要作用。解析植物挥发物在寄主选择中的作用，有助于揭示昆虫的寄主选择机理，也可为害虫防治提供新的思路与技术途径。双斑长跗萤叶甲是新疆棉花的主要害虫之一，对新疆棉花安全生产构成极大威胁，然而该虫与寄主植物之间的关系鲜有报道。本项目以双斑长跗萤叶甲对寄主植物的化学生态适应为切入点，利用触角电位仪、嗅觉仪等手段，分离鉴定出对双斑长跗萤叶甲成虫具有电生理及行为活性的化合物，并进行野外活性测定，明确双斑长跗萤叶甲定位寄主的主要挥发物组分。同时，利用电子扫描电镜和透射电镜观察该叶甲成虫触角的感器结构，明确触角感器在寄主选择中的作用。研究成果将有助于阐明双斑长跗萤叶甲的寄主选择机理，为利用天然活性物质防治该害虫提供新的思路与技术途径。

双斑长跗萤叶甲Monolepta hieroglyphica (Motschulsky) 隶属于鞘翅目Coleoptera，萤叶甲亚科Galerucinae，是棉花、玉米、高粱和粟等作物的重要害虫。本文以双斑长跗萤叶甲对寄主植物的化学生态适应为切入点，筛选出对该虫具有电生理及行为活性的化合物，明确该虫定位寄主的主要挥发物组分。同时，分析对比双斑长跗萤叶甲嗜食的寄主植物理化性质和营养成分的差异，以及寄主植物对该叶甲生长发育和营养物质的影响。最后，观察了该叶甲触角和口器的形态结构，明确触角和口器感器在寄主选择中的作用，为阐明双斑长跗萤叶甲的寄主选择机理，利用天然活性物质防治该害虫提供理论依据和技术途径。结果如下：.从不同处理的棉花和玉米挥发物中选取合适的挥发物单品进行生物测定。α-红没药醇和α-蒎烯对双斑长跗萤叶甲雌雄成虫有明显的引诱作用；β-紫罗酮对雌虫表现出明显的引诱作用，γ-萜品烯和氧化石竹烯对其有显著的驱避作用；γ-萜品烯和D-柠檬烯对雄虫具有显著的引诱作用，β-紫罗酮对其具有显著的驱避作用。可作为该叶甲的引诱剂或趋避剂。.棉花叶片中的总氨基酸含量较高于玉米叶片，而其他营养物质无差异，表明氨基酸含量的多少可能是影响双斑长跗萤叶甲偏好取食棉花的影响因子之一；棉花叶片中部毛数显著多余其他部位，表明叶片毛数越多对该叶甲的取食活动影响越大。取食棉花的双斑长跗萤叶甲成虫寿命和产卵量显著高于取食玉米的，且更有利于该叶甲的生长发育，表明棉花是该叶甲更适合的寄主植物。.该叶甲雌雄成虫触角为线状，共11节。触角感器共有7种；成虫口器上分布有5种感器；老熟幼虫口器上有4种感器。可为探究该叶甲头部感器的功能提供依据，也为研究寄主挥发物的嗅觉因子奠定基础。