桔小实蝇引诱剂活性变化的嗅觉学习引导机制研究

Oriental fruit fly, Bactracera dorsalis is one of the important quarantine pests on fruits and vegetables in south china. It caused billions of economic losses every year.Methyl Eugenol was widely used as attractant-trap to control the flies because of its safety, efficient and no pollution. Some researches reported that the experience of flies on methyl Eugenol could modify the olfactory response of flies to methyl Eugenol, also, the activity of this compound decreased in recent years. The physiological mechanism of this phenomenon is less documented. Based on the information that learning is an adaptive change in behavior that results from past experiences, in this project, using proboscis extension reflex as the criteria of olfactory conditioning, the effect of the pattern of stimulus and motivational status on olfactory response of flies to stimulus (the attractant) will be investigated after olfactory conditioning, then test the activity of attractants after conditioning. The results may provide scientific basis on the control of flies, meanwhile, it may contribute to improve the forecasting on flies by using the attractant and the evaluation criterion of attractant. The studying also plays important role on the olfactory learning behavior in theory.

桔小实蝇是危害我国南方果蔬的重要害虫，寄主范围广﹑成虫繁殖力强﹑扩散能力突出﹑每年对我国造成十几亿的经济损失。在对其的综合防治中，利用甲基丁香酚性诱剂诱杀成虫因安全﹑高效﹑无污染的特点成为防治桔小实蝇的重要手段之一。近年来甲基丁香酚引诱效果下降，取食过甲基丁香酚的雄成虫难于诱捕，目前对引起这一现象的生理机制知之甚少。基于昆虫都有趋利避害的学习能力，本项目拟从嗅觉学习方面阐明甲基丁香酚引诱效果下降的生理机制。采用伸喙反应作为判定嗅觉学习行为标准的训练方法，研究外界刺激形式以及桔小实蝇不同取食状态对学习后嗅觉反应的影响，通过选择与定位行为测定法分析嗅觉学习引起的引诱剂活性变化，项目预期揭示嗅觉学习影响引诱剂诱引效果的生理机制。本研究结果为引诱剂防治桔小实蝇提供了科学依据，为引诱剂预测预报桔小实蝇发生动态提供理论参考，为完善引诱剂评价标准提供理论依据。对昆虫嗅觉学习行为的研究有重要理论意义。

桔小实蝇是危害我国南方果蔬的重要害虫，每年对我国造成十几亿的经济损失。在对其的综合防治中，利用甲基丁香酚性诱剂诱杀成虫因安全﹑高效﹑无污染的特点成为防治桔小实蝇的重要手段之一。近年来甲基丁香酚引诱效果下降，取食过甲基丁香酚的雄成虫难于诱捕，目前对引起这一现象的生理机制知之甚少。基于昆虫都有趋利避害的学习能力，本项目拟从嗅觉学习方面阐明甲基丁香酚引诱效果下降的生理机制。本项目采用经典型条件反射建立桔小实蝇成虫嗅觉学习的评价方法，并以薄荷精油或甲基丁香酚为气味刺激，研究桔小实蝇联系性和非联系性学习中不同刺激形式以及取食状态对嗅觉反应变化的影响，通过风洞测定嗅觉学习引起的引诱剂活性变化。项目成功建立以伸喙反射为判定标准的经典性条件反射训练法，并利用此方法得知桔小实蝇有一定的奖赏以及惩罚学习能力。在奖赏学习中，学习表现力随气味浓度的增加而增加，当使用100ul 浓度为20%的薄荷精油时，学习表现力最好；当训练间隔在10或15分钟时桔小实蝇的学习表现力较强，非联系性学习中气味的连续刺激并不会造成习惯性反应，虽然喂食蔗糖溶液可引起对气味的敏感性反应，但统计结果显示非联系性学习的结果并不会影响对联系性结果的判定。在惩罚性学习中，经用食盐水惩罚后，桔小实蝇对雄性诱剂甲基丁香酚的伸喙反射明显下降，且随次数的增加下降越明显，惩罚性学习的表现力受甲基丁香酚浓度、食盐水浓度以及训练间隔的影响，但与饥饿程度无关，当甲基丁香酚的浓度低至0.1mg/100ul的时候，学习表现力出现下降，而随着食盐水浓度的升高，学习表现力逐渐加强，当训练间隔为1-10分钟时可获得较高的学习表现力，随着间隔时间延长至15分钟，学习表现力开始减弱。当食盐水以有驱避作用的避蚊胺替代后，惩罚性学习的记忆可持续至少24小时，且学习后可降低甲基丁香酚的诱捕效果。本项目的研究结果为今后桔小实蝇的行为调节提供新的参考，同时也可为已有行为调节剂的稳定高效使用提供科学依据。