云南木蠹象生物學(xué)及其寄主云南松揮發(fā)物成分研究.pdf

1、云南木蠹象Pissodes yunnanensis Langor et Zhang屬鞘翅目Coleoptera象蟲科Curculionidae木蠹象屬Pissodes，是我國(guó)西南地區(qū)云南、貴州、四川的部分高海拔地區(qū)為害較重的蛀干性害蟲。云南松Pinus yunnanensis和高山松Pinus densata是云南木蠹象的主要寄主。在貴州省的威寧地區(qū)主要的造林樹種是云南松。近年來(lái)，云南木蠹象在威寧地區(qū)的云南松林區(qū)危害面積和分布區(qū)域逐年擴(kuò)

2、大，有加速為害的趨勢(shì)，給當(dāng)?shù)亓謽I(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)造成了巨大損失。針對(duì)其為害，目前還沒有有效的防控措施。
　　本研究以發(fā)生于貴州省威寧地區(qū)的云南木蠹象和其主要寄主植物云南松為研究材料，對(duì)云南木蠹象形態(tài)學(xué)及生物學(xué)方面進(jìn)行了部分研究，展開了成蟲外部形態(tài)特征的補(bǔ)充觀察，利用掃描電鏡對(duì)云南木蠹象的復(fù)眼、前翅及觸角感受器進(jìn)行了觀察，對(duì)云南木蠹象生活史、天敵種類進(jìn)行了調(diào)查，并從云南松揮發(fā)性物質(zhì)的研究入手，采用水蒸汽蒸餾萃取法、固相微萃取法（S

3、olid Phase Mixro-extraction,SPME）和野外頂空吸附法對(duì)云南松揮發(fā)物進(jìn)行了提取，并利用氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）分離鑒定出云南松揮發(fā)物的組成成分和相對(duì)含量，探討了云南松揮發(fā)物的組成和含量變化及云南木蠹象取食危害對(duì)其的影響。主要結(jié)果如下：
　　1.發(fā)生于貴州省威寧縣秀水鄉(xiāng)的云南木蠹象，越冬代幼蟲于2月上旬就開始繼續(xù)取食危害了，這比云南麗江發(fā)生的云南木蠹象要提早些。4月上旬開始有蛹出現(xiàn)，5月上旬成

4、蟲出現(xiàn)，6月下旬在林間發(fā)現(xiàn)卵，10月上旬在林內(nèi)仍可見到卵。幼蟲期和成蟲期較長(zhǎng)。這一觀察結(jié)果與云南麗江、云南嵩明和四川鹽源發(fā)生的云南木蠹象的生活史研究報(bào)道有差異。這和各地的氣候情況有著密切的關(guān)系。
　　2.云南木蠹象天敵以寄生性昆蟲種類居多，捕食性昆蟲次之，菌寄生種類最少。其中柄腹繭蜂、繭蜂、變光繭蜂、愛姬蜂和櫛姬蜂亞科的寄生蜂（種名待確定），這幾種主要寄生蜂在云南木蠹象幼蟲期及蛹期各自發(fā)揮著對(duì)云南木蠹象的自然控制作用。云南木蠹象的

5、捕食性天敵主要有蠼螋和蜘蛛。云南木蠹象寄生菌中其中有1種已經(jīng)鑒定為青霉Penicillium sp.。
　　3.云南木蠹象雌雄成蟲在外部形態(tài)上無(wú)顯著差異；用掃描電鏡觀察云南木蠹象頭部及前翅的細(xì)微結(jié)構(gòu)，電鏡下可見雌雄成蟲頭部額區(qū)具圓刻點(diǎn)并具毛，復(fù)眼無(wú)顯著差異，復(fù)眼中部的小眼面皆呈六邊形；前翅背面有3類毛形附屬物，其中1類為灰色，另2類為白色，推測(cè)2類白色毛形附屬物可能是感受器，可能與云南木蠹象接受外部環(huán)境各種刺激信息的感覺作用有關(guān)，

6、其具體功能還有待進(jìn)一步研究。雌雄成蟲在前翅腹面端部有很明顯的區(qū)別，雌蟲前翅腹面端部?jī)?nèi)側(cè)域不具斜紋，而雄蟲前翅腹面端部?jī)?nèi)側(cè)域具有數(shù)條明顯的斜紋。
　　4.利用掃描電鏡對(duì)云南木蠹象雌雄成蟲觸角上的感器進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)云南木蠹象雌雄成蟲觸角在基本形態(tài)上沒有顯著差異，但觸角上感器的種類、分布和數(shù)量存在一定差異。云南木蠹象成蟲觸角膝狀，由柄節(jié)、梗節(jié)和鞭節(jié)組成，其中鞭節(jié)由7個(gè)亞節(jié)組成。在雌、雄成蟲觸角上均存在6種感器，即毛形感器、錐形感器、腳形

7、感器、芽形感器、端指形感器和腔形感器，其中毛形感器和端指形感器的數(shù)量較多；此外，雌成蟲觸角還有雙芽形感器，雄成蟲觸角上還有耳形感器。與端指形感器、腳形感器、雙芽形感器結(jié)構(gòu)相同的感器在鞘翅目已有的研究資料中還未見報(bào)道，是新發(fā)現(xiàn)的昆蟲觸角感器。
　　5.采用水蒸汽蒸餾法和氣相色譜-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)聯(lián)用技術(shù)，對(duì)貴州地區(qū)云南松健康株與云南木蠹象取食危害株揮發(fā)物進(jìn)行提取、分離與鑒定，初步掌握了貴州地區(qū)健康株云南松松針、韌皮部、木質(zhì)部揮發(fā)物主要成

8、分，受害株松針、枝條揮發(fā)物主要成分。分離鑒定出健康云南松松針揮發(fā)物組分共101種，健康云南松韌皮部揮發(fā)物組分共54種，健康云南松木質(zhì)部揮發(fā)物組分共51種，分離鑒定出受害株云南松松針和枝條揮發(fā)物組分共85種，其中松針揮發(fā)物組分55種，枝條揮發(fā)物組分59種。研究發(fā)現(xiàn)，健康株松針、韌皮部、木質(zhì)部揮發(fā)物的化學(xué)組成有差異，受害株松針和枝條揮發(fā)物的化學(xué)組成有差異。健康株云南松檢測(cè)出的成分中醇類、倍半萜、酚和酯的種類較受害株多，而單萜、醛類和烷烴類組

9、分種類較受害株少。在健康和受害株云南松松針揮發(fā)物組分中，倍半萜的數(shù)量皆比單萜多，且總的相對(duì)含量較單萜的高，與揮發(fā)物中其它各類物質(zhì)總的相對(duì)含量比較是最高的；而在受害株枝條揮發(fā)物中則是單萜組分的數(shù)量比倍半萜多，總的相對(duì)含量較倍半萜高。受害株松針與枝條揮發(fā)物組分中，酚類、酯類、醇類物質(zhì)總的相對(duì)含量皆為松針大于枝條；石竹烯氧化物的相對(duì)含量則為枝條大于松針。
　　6.通過(guò)固相微萃取部分條件優(yōu)化試驗(yàn)，確定固相微萃取研究云南松揮發(fā)物成分采用10

10、0μmPDMS(red)固相微萃取頭，萃取40min最佳。采用100μmPDMS萃取頭固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜-計(jì)算機(jī)聯(lián)用（SPME-GC/MS）技術(shù)對(duì)貴州省威寧縣秀水鄉(xiāng)健康株云南松松針、松皮、韌皮部、木質(zhì)部和受云南木蠹象取食危害過(guò)的云南松松針和松皮不同部位揮發(fā)物進(jìn)行研究，分別檢測(cè)出52、33、27、20、54、38種組分。通過(guò)分離鑒定可知健康株松針釋放的揮發(fā)物成分種類較松皮、韌皮部及木質(zhì)部多，受害株松針釋放的揮發(fā)物成分種類較松皮多。

11、研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論在健康株云南松的松針、松皮、韌皮部和木質(zhì)部揮發(fā)物中，或是在受害株松針、松皮揮發(fā)物中，萜烯類組分是云南松中占很大比例的氣味物質(zhì)，且用該方法分離鑒定出來(lái)的揮發(fā)性成分中單萜類組分總的相對(duì)含量最高。
　　7.采用野外動(dòng)態(tài)頂空吸附法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)，對(duì)自然狀態(tài)下云南松健康木、機(jī)械損傷木、云南木蠹象取食危害木的枝梢揮發(fā)物進(jìn)行提取，研究發(fā)現(xiàn)在不同生理狀態(tài)下云南松揮發(fā)性成分種類有明顯差異。鑒定出云南松三種生理狀

12、態(tài)下?lián)]發(fā)物的組分共21種成分，其中健康株枝梢揮發(fā)性成分主要鑒定出11種，機(jī)械損傷株枝梢揮發(fā)性成分主要鑒定出14種，受害株枝梢揮發(fā)性成分主要鑒定出19種。健康株云南松松梢的揮發(fā)物種類最少，受害云南松松梢的揮發(fā)性物質(zhì)組分種類較健康株和機(jī)械損傷株的揮發(fā)性成分多。健康云南松枝梢釋放的揮發(fā)物主要是以萜烯類化合物為主，機(jī)械損傷后云南松枝梢釋放的揮發(fā)物種類也主要是以萜烯類化合物為主，僅增加了1種烷烴類物質(zhì)，而受云南木蠹象取食危害的云南松枝梢釋放的揮發(fā)

13、物除了萜烯類化合物，烷烴類物質(zhì)，還增加了醛和醇類物質(zhì)。受云南木蠹象取食危害較輕的云南松枝梢揮發(fā)物組分結(jié)構(gòu)主要也是萜烯類化合物，醛和醇的出現(xiàn)主要是在受害較重，樹勢(shì)較為衰弱的云南松枝梢。
　　8.利用觸角電位技術(shù)測(cè)定了云南木蠹象雌、雄成蟲對(duì)其寄主云南松揮發(fā)性氣味β-石竹烯、γ-松油烯、正己醇、苯甲醛、β-欖香烯、芳樟醇等15種成分100μg/μL濃度的觸角電位（EAG）反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，云南木蠹象雌雄成蟲對(duì)15種云南松揮發(fā)性氣味物質(zhì)均能

14、產(chǎn)生觸角電位反應(yīng)。雌、雄成蟲對(duì)莰烯的EAG反應(yīng)差異顯著，對(duì)其余14種成分的EAG反應(yīng)沒有顯著差異。云南木蠹象雌蟲對(duì)100μg/μL的芳樟醇、正己醇的EAG反應(yīng)較強(qiáng)。雄蟲對(duì)100μg/μL莰烯的EAG反應(yīng)最強(qiáng)，2,6-二叔丁基-4-甲基酚次之。雌蟲對(duì)β-蒎烯（(-)-β-pinene）和月桂烯的相對(duì)EAG反應(yīng)值與對(duì)芳樟醇的相對(duì)EAG反應(yīng)值差異顯著，而雄蟲則差異不顯著。雌蟲除對(duì)正己醇、α-蒎烯（(+)-α-pinene）和芳樟醇的EAG反應(yīng)