作者:王方 来源:中国科学报 发布时间:2021/8/27 10:49:31
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收集“恐惧气味”驱散蚜虫

 

对于家庭农场主和农民来说,一些食草昆虫对他们的辛勤劳动和作物产量构成了主要威胁。以这些昆虫为食的捕食者则会散发出可被害虫感知的气味,而这会改变害虫的行为,甚至改变它们的生理机能,以避免被吃掉。

随着昆虫对传统杀虫剂的抗药性越来越强,研究人员现在报告称,他们已经开发出一种方法,可以将捕食者产生的“恐惧气味”装入瓶中,在不需要刺激性物质的情况下,自然地击退和扰乱破坏性昆虫。

近日,美国宾夕法尼亚州立大学的研究人员在美国化学会秋季会议上公布了他们的研究结果。

“利用我们的感官来避免危险的情况并不罕见。如果一栋建筑着火了,我们人类可以用视觉或嗅觉探知威胁。”该项目首席研究员Sara Hermann举例说。

他介绍:“有证据表明,整个类群对这种风险的行为反应表明,生物可以探测到捕食威胁,但这种探测机制还不是很清楚,特别是昆虫。”

“昆虫依靠嗅觉线索寻找食物、配偶和居住的地方,所以这是一个很好的机会来研究如何利用这些气味来控制它们的行为。”在会议上介绍这项工作的博士后Jessica Kansman说。

蚜虫是一种对许多作物都具有高度破坏性的害虫。它们数量庞大,传播植物病原体的能力、对杀虫剂的抵抗力都很强,使它们成为种植者长期面临的问题。不过,它们本身也是瓢虫最喜欢的食物,种植者对瓢虫作为可持续害虫管理的来源表示欢迎。

Hermann的研究表明,蚜虫和其他草食昆虫如果能闻到附近的捕食者,就会避开农田和花园。不仅如此,暴露在瓢虫散发的气味中也会导致蚜虫放慢繁殖速度、增加长翅膀的能力,这两种行为都是为了避免威胁。

考虑到这些观察结果,研究小组开始确定瓢虫发出的嗅觉线索是否可以通过自身来控制害虫。

他们首先使用气相色谱—质谱法,从活瓢虫身上识别和提取挥发性气味,这种方法能分离并识别瓢虫气味的单个成分。为了观察蚜虫会对哪种化合物做出反应,他们将活蚜虫的触角连接到一个电触角图机器上,让它们接触捕食者发出的每种气味,看看它们能探测到哪种化合物。其反应强度是根据该仪器采集到的信号来测量的。

在瓢虫释放的许多化合物中,蚜虫对甲氧基吡嗪的反应最强,如异丙基甲氧基吡嗪、异丁基甲氧基吡嗪和仲丁基甲氧基吡嗪。一旦这些化合物被识别出来,团队就着手创造一种特殊的气味混合物,这种混合物可以用于气味扩散器,让气味随着时间的推移传遍农田或花园。

接下来,该团队计划对气味扩散器进行实地测试,看看它们对蚜虫和瓢虫的影响是否与他们在实验室中观察到的相似。他们还想确定扩散器的扩散区域,以及它们是否可以应用于其他害虫和捕食者,以及各种类型的作物。

 
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