落葉松八齒小蠹及其伴生菌與寄主和非寄主的信息化學(xué)關(guān)系研究.pdf

1、落葉松八齒小蠹是世界范圍內(nèi)為害落葉松的主要害蟲(chóng)，也是我國(guó)很多地區(qū)落葉松的主要蛀干害蟲(chóng)。長(zhǎng)喙殼真菌是落葉松八齒小蠹的主要伴生菌，與小蠹蟲(chóng)能夠形成穩(wěn)定的伴生關(guān)系，小蠹與伴生菌形成的共生體對(duì)于落葉松的危害作用，比小蠹單種入侵或者伴生菌單種入侵要高很多。小蠹能夠通過(guò)合成釋放聚集信息素來(lái)引起雌、雄兩性同種昆蟲(chóng)產(chǎn)生聚集行為;植物個(gè)體之間能夠通過(guò)揮發(fā)物進(jìn)行傷害信息交流，這些都是同種個(gè)體之間的化學(xué)信息交流。類(lèi)似地，小蠹和伴生菌會(huì)通過(guò)信息物質(zhì)的交流形成穩(wěn)

2、定的伴生關(guān)系;小蠹與伴生菌也會(huì)通過(guò)化學(xué)物質(zhì)的辨別，來(lái)趨向寄主植物和躲避非寄主植物;這些都是非常重要的種間化學(xué)生態(tài)關(guān)系。本研究通過(guò)分析野外伴生菌危害前后寄主的揮發(fā)物來(lái)得到其化學(xué)物質(zhì)的變化情況;利用相關(guān)化學(xué)物質(zhì)的野外引誘實(shí)驗(yàn)來(lái)揭示落葉松八齒小蠹對(duì)不同來(lái)源信息物質(zhì)的趨向或躲避行為;利用室內(nèi)的菌生長(zhǎng)影響實(shí)驗(yàn)來(lái)揭示相關(guān)信息化學(xué)物質(zhì)對(duì)于伴生菌生長(zhǎng)的促進(jìn)或者抑制作用。分析的主要結(jié)果如下:
　　(1)分析寄主接種小蠹伴生菌前后的揮發(fā)物的結(jié)果顯示，

3、揮發(fā)物主要成分的種類(lèi)是沒(méi)有變化的，間接說(shuō)明了寄主樹(shù)并沒(méi)有產(chǎn)生新的揮發(fā)物質(zhì)來(lái)防御落葉松八齒小蠹伴生菌的入侵。然而隨著伴生菌繼續(xù)生長(zhǎng)繁殖，寄主揮發(fā)物的揮發(fā)量顯著提高。樹(shù)木接菌第二天的分析結(jié)果顯示，接種伴生菌和接種空白培養(yǎng)基的樹(shù)木，各揮發(fā)物的揮發(fā)量都有不同程度的上升，但是2種接種方式間寄主揮發(fā)物的揮發(fā)量上升差異不顯著;上升最為明顯的都是s-α-pinene，s-β-pinene和3-carene這三個(gè)成分。接種三個(gè)月以后分析結(jié)果顯示，與接種后

4、第二天分析結(jié)果相比，接種空白培養(yǎng)基的樹(shù)木各揮發(fā)物的揮發(fā)量都下降，但是接種伴生菌的樹(shù)木各揮發(fā)物揮發(fā)量卻非常顯著地上升，說(shuō)明寄主植物可以在受到外界刺激之初立即啟用防御反應(yīng)，之后會(huì)識(shí)別該刺激是否有危害性而選擇是否繼續(xù)抵御。
　　(2)野外誘捕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，絕大部分的寄主揮發(fā)物對(duì)誘捕落葉松八齒小蠹有顯著地增效作用，而非寄主揮發(fā)物基本不具有顯著地抑制作用。然而寄主成分r-α-pinene和非寄主成分Z-3-hexen-1-ol會(huì)顯著抑制小蠹

5、蟲(chóng)對(duì)信息素的趨向行為。這個(gè)特殊現(xiàn)象可能是寄主防御的一種化學(xué)信號(hào)，非寄主的驅(qū)避信號(hào)，這需要進(jìn)一步的深入研究。上述結(jié)果推測(cè)，先驅(qū)小蠹入侵到寄主之后，寄主由于自身防御反應(yīng)會(huì)釋放更多的萜烯成分，先驅(qū)入侵的小蠹也會(huì)釋放信息素，兩者結(jié)合會(huì)增加對(duì)于同種類(lèi)小蠹的吸引作用，更多的小蠹會(huì)趨向于此來(lái)危害該寄主。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化，小蠹已經(jīng)能夠通過(guò)植物氣味的分析來(lái)辨別這些化學(xué)信號(hào)的來(lái)源，從而選擇趨向或者躲避。非寄主不適合小蠹入侵，即使有本種信息素的成分存在，小蠹也會(huì)

6、躲避非寄主的氣味。
　　(3)室內(nèi)接菌和測(cè)量生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)選取與落葉松八齒小蠹伴生的長(zhǎng)喙殼類(lèi)真菌的四個(gè)菌種八個(gè)菌株，分別加入落葉松八齒小蠹信息素有效成分、寄主揮發(fā)物和非寄主揮發(fā)物的主要成分進(jìn)行培養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)不同成分、不同濃度對(duì)伴生菌生長(zhǎng)的影響。落葉松八齒小蠹的信息素成分（小蠹烯醇、小蠹二烯醇）會(huì)促進(jìn)其伴生菌的生長(zhǎng)，而且不同濃度之間的促進(jìn)作用變化不大;寄主揮發(fā)物成分（terpinolene，α-pinene和β-pinene等）會(huì)強(qiáng)烈抑制其伴