7种松树挥发物分析及其主要萜烯类物质对红脂大小蠹行为选择的影响

入侵种红脂大小蠹在我国逐渐向北扩散至内蒙古和辽宁等地.同时在林间发现,相对于油松Pinus tabuliformis,其更偏好危害樟子松Pinus sylvestris var.mongolica.本文主要分析我国7种松树挥发性物质以及新发生地红脂大小蠹对其中主要物质的行为选择.本研究采用动态顶空采样法和气相色谱——质谱联用技术(GC-MS),对7种松树树干木段挥发性有机化合物(VOCs)进行采集和分析,包括油松、樟子松、华山松Pinus armandii、白皮松Pinus bungeana、马尾松 Pinus massoniana、红松 Pinus koraiensis和落叶松 Larix gmelinii.在此基础上参考以往研究中与红脂大小蠹行为相关的化合物,选择树种挥发物中7种主要烯烃类化合物:(1R)-(+)-α-蒎烯、(+)-3-蒈烯、(-)-β-蒎烯、月桂烯、(S)-(-)-柠檬烯,萜品油烯和莰烯,通过自制十通道行为仪器进行嗅觉反应试验,分析红脂大小蠹在不同浓度的化合物刺激下的行为选择反应.GC-MS结果表明,7种松树树干释放化合物中共包含烯烃类、醇类、酮类、醛类、酯类、酸类、烷烃和芳香烃8类化合物在内的54种化合物,其中烯烃类化合物相对含量最高.主成分分析及聚类分析结果表明,红脂大小蠹以往偏好寄主油松与新偏好寄主樟子松的挥发物相似度最高,(+)-3-蒈烯为其特有的挥发性物质,莰烯含量高于其他树种;4种受害寄主树种(油松、樟子松、白皮松和华山松)挥发性物质相似,均含有高比例的α-蒎烯,同时有β-蒎烯、柠檬烯、萜品油烯.选择上述6种化合物及月桂烯(华山松、白皮松中共有的萜烯类化合物)进行行为选择反应.结果显示,受害寄主树种中含有β-蒎烯以及油松、樟子松中的特征性挥发物质(+)-3-蒈烯对雌虫具有明显的吸引作用,低浓度(-)-柠檬烯(10-4mg/mL)对雄虫具有吸引作用;低浓度(10-4mg/mL)月桂烯对雌虫以及中浓度(10-2mg/mL)莰烯对雌雄成虫具有刺激性.综上所述,本研究证明了红脂大小蠹的寄主选择行为趋性与寄主树干挥发物的组成和含量有关.本试验结果将有助于理解植物挥发物对红脂大小蠹偏好寄主选择的影响,并进一步开发红脂大小蠹的引诱剂和趋避剂以应用于其防治.