《Crop Health》：Temporal variation in sex pheromone release from individual Chilo suppressalis (Lepidoptera: Crambidae) females and maximization of male trapping
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昆虫性信息素(sex pheromone)组分存在广泛变异，但二化螟(Chilo suppressalis)单头雌蛾性信息素释放是否存在时间变异尚缺乏证据。研究人员采用固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)技术表征了C
昆虫性信息素(sex pheromone)组分存在广泛变异，但二化螟(Chilo suppressalis)单头雌蛾性信息素释放是否存在时间变异尚缺乏证据。研究人员采用固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)技术表征了C. suppressalis雌蛾性信息素组分的变异性及其对雄蛾引诱的影响。尽管雌蛾生殖系统在第1日龄即成熟，但主要组分顺?11?十六碳烯醛((Z)-11?16:Ald, cis-11-hexadecenal)的滴度(titer)与释放节律存在显著的个体间变异，尤以1～3日龄雌蛾间差异明显。2日龄雌蛾检测频率最稳定、释放窗口最长，且(Z)-11?16:Ald与次要组分顺?9?十六碳烯醛((Z)-9?16:Ald, cis-9-hexadecenal)的比值发生显著改变。(Z)-11?16:Ald在混合物中所占比例与其绝对滴度呈正相关。升温可促进信息素腺表面(Z)-11?16:Ald的释放，而交配大幅降低其释放量。田间试验表明总剂量影响不同性信息素比例((Z)-11?至(Z)-9?16:Ald比例)的引诱力：低剂量(760 μg)下10:1、16:1、32:1比例诱捕数无显著差异；中剂量(1520 μg)下10:1和16:1比例引诱力最强；高剂量(2280 μg)下16:1比例显著最优。关键的是，连续5年使用固定10:1比例进行大量诱捕(mass trapping)后，当地种群雄蛾行为反应发生偏移——一处种群对30:1比例反应增强，另一处对7:1比例反应增强，表明存在定向适应(directional adaptation)。综上，C. suppressalis雌蛾信息素释放及雄蛾反应均存在显著的种内变异，长期单一性信息素配比使用可驱动行为抗性(behavioral resistance)，需轮换多种配比或结合其他防治措施以实现可持续害虫治理。
论文解读——《Crop Health》刊载研究：二化螟雌蛾性信息素时间变异特征及性信息素诱芯配比优化与长期大量诱捕的行为适应效应
研究背景与立题依据
鳞翅目(Lepidoptera)雌蛾性成熟后经由性信息素腺(sex pheromone gland)释放种特异性性信息素(sex pheromone)混合物，其精确组分比例与剂量是诱导同种雄蛾定向飞行与近距离识别的关键。二化螟(Chilo suppressalis)(Crambidae)雌蛾性信息素主要含顺?11?十六碳烯醛((Z)-11?十六碳烯醛，(Z)-11?16:Ald, cis-11-hexadecenal)及次要组分顺?9?十六碳烯醛((Z)-9?16:Ald)、(Z)-13?十八碳烯醛((Z)-13?18:Ald)、(Z)-11?十六碳烯?1?醇((Z)-11?16:OH)和十六碳醛(16:Ald)。雄蛾对(Z)-11?16:Ald与(Z)-9?16:Ald的比例及总剂量高度敏感。然而已有研究多关注地理种群间差异，关于单头雌蛾性信息素随日龄(age)、暗期(scotophase)的时间动态变化及个体间变异(intraindividual variation / inter?individual variation)尚不清楚。长期连续使用单一固定配比(如经典10:1的(Z)-11?/(Z)-9?16:Ald)进行大量诱捕(mass trapping)或迷向(mating disruption)是否引致雄蛾嗅觉反应谱的行为适应(behavioral adaptation)亦未见报道。鉴于性信息素监测与防治依赖对自然变异的准确把握，明确上述变异特征及长期选择压力后果对优化诱芯(lure)配比、防止行为抗性(behavioral resistance)具重要实践意义。本研究由研究人员开展，旨在阐明C. suppressalis雌蛾性信息素释放的时间变异规律，确定田间最优引诱配比与剂量，并评估长期单一配比大量诱捕对种群雄蛾反应谱的影响。
主要关键技术方法
研究人员于中国四川犍为稻田采集二化螟越冬幼虫，实验室(22±1 ℃，14L:10D，RH 70±10%)继代饲养至成虫。主要技术手段包括：(1)固相微萃取(solid?phase microextraction, SPME，100 μm PDMS/DVB纤维)结合气相色谱?质谱(GC?MS，HP?5MS柱)对同单头活体雌蛾腺体表多次采样，定量(Z)-11?16:Ald、(Z)-9?16:Ald、16:Ald、(Z)-11?16:OH、(Z)-13?18:Ald并绘制时间?滴度曲线；(2)暗期逐时(18:00～04:00每2 h)重复采样追踪0、1、2、3日龄处女雌蛾信息素释放节律与检出率；(3)测定雌蛾体重与信息素滴度相关性；(4)设定温度梯度(15、25、35 ℃)测定腺体表面信息素挥发量；(5)配对交配后即刻(0 h)及24 h采样比较交配状态影响；(6)PVC毛细管诱芯负载不同(Z)-11?/(Z)-9?16:Ald比例(7:1、10:1、13:1、16:1、32:1、89:1、100:0)及三水平总剂量(760、1520、2280 μg，次要组分固定)，辅以抗氧化剂BHT，于浙江宁波、广西田阳开展雄蛾诱捕田间试验；(7)于湖南攸县(黄土岭)与醴陵(四分)两处连续5年使用10:1配比大量诱捕田块及未使用对照田，测试多比例(30:1、16:1、13:1、10:1、7:1、4:1、1:1)雄蛾捕获率偏移，采用重复测量ANOVA、单因素ANOVA、Pearson相关及独立样本t检验分析数据(α前ln(x+1)或log(y+1)转换)。
研究结果
Age?dependent temporal variation in sex pheromone release in individual female C. suppressalis（二化螟单头雌蛾性信息素随日龄的时间变异）
SPME从雌蛾腺体表检出5种组分，(Z)-11?16:Ald为主要组分。重复测量ANOVA显示0日龄雌蛾(Z)-11?16:Ald滴度时间变化无显著个体间差异(P=0.212)，而1日龄(P<0.0001)、2日龄(P=0.0001)及3日龄(P=0.003)个体间差异显著。卡方检验表明各暗期采样点(Z)-11?16:Ald检出频率受日龄影响(χ2=33.49，P=0.002)：2日龄雌蛾在整个暗期6次采样中均能检出的比例最高(40%)，检出次数也显著高于其他日龄(F(3,57)=7.06，P<0.001)，释放时间窗口最长。各日龄暗期总(Z)-11?16:Ald平均滴度无显著差异(P=0.239，范围1.8～4.5 ng/雌)。(Z)-11?/(Z)-9?16:Ald比值随日龄显著改变(F(3,154)=14.09，P<0.001)，2日龄雌蛾(Z)-11?16:Ald占两组分总和比例最低(93.6±0.8%)，且个体间比值离散度最大，表明2日龄雌蛾释放更宽比例范围的性信息素混合物。
Correlations of pheromone variation（性信息素变异的相关性）
(Z)-11?16:Ald在(Z)-11?+(Z)-9?16:Ald混合物中占比与其绝对滴度呈正相关(r=0.37，P<0.001)，拟合指数回归模型y=4×10?7e0.152x(R2=0.53)。雌蛾体重与(Z)-11?16:Ald滴度(r=-0.09，P=0.491)及检出频率(r=-0.053，P=0.687)均无显著相关性。
Effect of temperature on sex pheromone release（温度对性信息素释放的影响）
温度显著影响腺体表面(Z)-11?16:Ald释放量(F(2,15)=56.56，P<0.001)。以35 ℃释放量为100%计，25 ℃与15 ℃分别为44.0±8.7%和14.3±5.0%，即升温促进信息素挥发。
Effect of female mating status on sex pheromone release（雌蛾交配状态对性信息素释放的影响）
交配极显著降低(Z)-11?16:Ald释放量(F(2,31)=3.88，P=0.03)：未交配1日龄雌蛾为24.0±8.4 ng，交配后即刻(0 h)降至2.4±2.0 ng，24 h后低于检测限；0 h与24 h间无显著差异。次要醇组分(Z)-11?16:OH在交配前后无显著变化(P=0.185)，未交配2.2±0.9 ng，交配后0 h 2.5±0.7 ng，24 h降至痕量。
Effect of sex pheromone ratio and titer on male C. suppressalis trapping（性信息素比例与剂量对二化螟雄蛾诱捕的影响）
浙江田间测试总负载1520 μg下不同(Z)-11?/(Z)-9?16:Ald比例，16:1比例平均诱捕19.8±7.2头/陷阱，显著高于其余比例(7:1为10.0，10:1为6.5，13:1为12.8，32:1为13.3，89:1为3.0，100:0为0.3)；空白对照0头(F(7,40)=13.59，P<0.001)。广西剂量?比例试验表明：低剂量760 μg时10:1、16:1、32:1诱捕数无显著差异但均高于对照；中剂量1520 μg时10:1与16:1显著高于32:1；高剂量2280 μg时16:1显著优于10:1与32:1。
Effect of individual variation on mass trapping in the field（个体变异对田间大量诱捕的影响——长期单一配比选择效应）
湖南黄土岭(连续5年10:1大量诱捕区)较未诱捕对照，雄蛾对30:1比例诱芯捕获率显著升高(P=0.021)，对13:1比例显著降低(P=0.046)，其余比例无差异。湖南四分点连续5年10:1大量诱捕区较对照，雄蛾对30:1与13:1比例捕获率显著降低(分别P=0.007、P=0.048)，而对7:1比例捕获率显著升高(P=0.003)。结果表明长期固定10:1配比大量诱捕对雄蛾嗅觉偏好产生定向选择压，不同地理种群适应方向不同(一处偏向响应30:1，一处偏向响应7:1)，属行为适应(behavioral adaptation/directional adaptation)。
讨论与结论总结
研究人员采用非破坏性SPME对同一雌蛾重复采样，首次揭示C. suppressalis单头雌蛾性信息素存在显著时间(暗期、日龄)与个体间变异，(Z)-11?/(Z)-9?16:Ald比例与滴度正相关。2日龄雌蛾具最长释放窗口与最广比例变异范围，可能利于吸引具不同嗅觉反应谱的雄蛾，体现生殖投入?代谢成本权衡。温度上调促进挥发，交配后主要醛组分急剧抑制释放而醇组分短暂维持，提示Δ11去饱和酶或醛合成终末步骤受交配调控。田间试验确定中等至高剂量下16:1的(Z)-11?/(Z)-9?16:Ald比例为最优引诱配比，缺失(Z)-9?16:Ald(100:0)几无引诱力。连续5年固定10:1大量诱捕致当地种群雄蛾嗅觉反应谱偏移——不同地点分别向更高(30:1)或更低(7:1)比例偏好偏移，证实长期单一性信息素选择可驱动行为抗性(behavioral resistance)。因此C. suppressalis种内性信息素产生与雄蛾感知均存固有变异，性信息素防治策略应轮换多配比或整合其他措施延缓抗性。论文结论：二化螟雌蛾性信息素释放具明显时间动态与个体间变异，雄蛾反应具对应多态性；长期单一配比大量诱捕可引发雄蛾定向行为适应，推荐在害虫综合治理(integrated pest management, IPM)中轮换性信息素配比或结合互补防控手段以维持诱捕与迷向效能。
