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，也是我國很多地區(qū)落葉松的主要蛀干害蟲。長喙殼真菌是落葉松八齒小蠹的主要伴生菌，與小蠹蟲能夠形成穩(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。小蠹能夠通過合成釋放聚集信息素來引起雌、雄兩性同種昆蟲產(chǎn)生聚集行為;植物個體之間能夠通過揮發(fā)物進行傷害信息交流，這些都是同種個體之間的化學(xué)信息交流。類似地，小蠹和伴生菌會通過信息物質(zhì)的交流形成穩(wěn)

2、定的伴生關(guān)系;小蠹與伴生菌也會通過化學(xué)物質(zhì)的辨別，來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。本研究通過分析野外伴生菌危害前后寄主的揮發(fā)物來得到其化學(xué)物質(zhì)的變化情況;利用相關(guān)化學(xué)物質(zhì)的野外引誘實驗來揭示落葉松八齒小蠹對不同來源信息物質(zhì)的趨向或躲避行為;利用室內(nèi)的菌生長影響實驗來揭示相關(guān)信息化學(xué)物質(zhì)對于伴生菌生長的促進或者抑制作用。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)物主要成分的種類是沒有變化的，間接說明了寄主樹并沒有產(chǎn)生新的揮發(fā)物質(zhì)來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)生長繁殖，寄主揮發(fā)物的揮發(fā)量顯著提高。樹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這三個成分。接種三個月以后分析結(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)基的樹木各揮發(fā)物的揮發(fā)量都下降，但是接種伴生菌的樹木各揮發(fā)物揮發(fā)量卻非常顯著地上升，說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)，之后會識別該刺激是否有危害性而選擇是否繼續(xù)抵御。
　　(2)野外誘捕實驗結(jié)果表明，絕大部分的寄主揮發(fā)物對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會顯著抑制小蠹

5、蟲對信息素的趨向行為。這個特殊現(xiàn)象可能是寄主防御的一種化學(xué)信號，非寄主的驅(qū)避信號，這需要進一步的深入研究。上述結(jié)果推測，先驅(qū)小蠹入侵到寄主之后，寄主由于自身防御反應(yīng)會釋放更多的萜烯成分，先驅(qū)入侵的小蠹也會釋放信息素，兩者結(jié)合會增加對于同種類小蠹的吸引作用，更多的小蠹會趨向于此來危害該寄主。經(jīng)過長期進化，小蠹已經(jīng)能夠通過植物氣味的分析來辨別這些化學(xué)信號的來源，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

6、躲避非寄主的氣味。
　　(3)室內(nèi)接菌和測量生長實驗選取與落葉松八齒小蠹伴生的長喙殼類真菌的四個菌種八個菌株，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)物的主要成分進行培養(yǎng)，統(tǒng)計不同成分、不同濃度對伴生菌生長的影響。落葉松八齒小蠹的信息素成分（小蠹烯醇、小蠹二烯醇）會促進其伴生菌的生長，而且不同濃度之間的促進作用變化不大;寄主揮發(fā)物成分（terpinolene，α-pinene和β-pinene等）會強烈抑制其伴