咖啡豆象聚集信息素鉴定及其与寄主挥发物的协同作用研究

Coffee bean weevil (CBW) is a kind of important world storage pest, which had caused great losses of coffee bean, cassava, herbs and Daqu etc. Our previous study found that male CBWs extracts could significantly attract male and female adults, and the attractant is more significant in the field. Thus, we infer that intraspecific aggregation pheromone exists in the CBWs culture, and the host volatile could enhance the attractive ability of aggregation pheromone. In order to validate the inference, this project takes CBW as research object, and focus on the aggregation pheromone and host volatiles, study the the aggregation behavior and mechanism of CBW, and how to choose host location, by using chemical, biological, chemical ecology, behavior ecology and other research methods. This project will further study the chemical communication mechanism, and the synergism mechanism between aggregation pheromone and host volatiles by studying the changes of octopamine. The research results will reveal the chemical communication mechanism and host location mechanism of CBW, and to provide the theoretical support and experimental basis for the development of green prevention and control technology against CBW.

咖啡豆象是一种重要的世界性仓储害虫，对咖啡、木薯、中药材、酒曲等都造成了大量损失。我们前期研究发现雄性咖啡豆象提取物能够显著吸引两性成虫，而且提取物在田间引诱效果比室内试验更显著。因此，我们猜测咖啡豆象存在种内聚集信息素，并且该信息素在寄主气味存在时会有协同增效的作用。为验证该推论，本项目以咖啡豆象为研究对象，以其聚集信息素及寄主引诱物质为重点研究内容，采用化学、生物学、化学生态学、昆虫行为生态学等研究方法，重点研究咖啡豆象的聚集行为及机制，如何对寄主进行定位选择。从理论上探讨咖啡豆象的种内化学通讯机制，以及寄主挥发物对聚集信息素的协同作用，并通过研究章鱼胺的变化推断其增效机制。本项目的研究结果将揭示咖啡豆象的种内化学通讯机制和寄主定位机制，并为开发咖啡豆象的绿色防控技术提供理论支撑与实验依据。

咖啡豆象是一种广泛分布的世界性仓储害虫，危害咖啡、玉米、木薯和中药材等多种仓储产品。目前，咖啡豆象的防治往往是化学熏蒸手段，而中药、大曲等特殊仓储物对农药限量要求逐步提高的今天，发展绿色防控技术显得更为紧迫。.本项目分离并完成了大曲微生物对咖啡豆象的引诱活性，结果发现酵母菌对咖啡豆象的吸引能力远远高于霉菌、细菌等微生物。同时，研究了28种酵母菌发酵期间对咖啡豆象的吸引能力，发现乳酸克鲁维酵母菌、扣囊覆膜孢酵母、异常汉逊酵母异常变种培养基在发酵第4天具有最强的吸引活性。利用GC-MS对28种酵母菌发酵0d、2d、4d、6d、8d后的挥发气味进行分析，鉴定出32种发酵挥发性化合物，包括15种酯类、11种醇类以及3种醛类、2种酮类、1种呋喃类化合物。完成对所有鉴定出的挥发性化合物采用Y型管嗅觉仪进行行为测定，从中获得10种具有较强吸引活性的化合物，其中乙酸苯乙酯吸引率最高；2-苯乙醇、丙酸苯乙酯、丁酸苯乙酯、异丁酸苯乙酯等气味也表现出显著性吸引活性。对吸引能力较强的化合物进行了仓库诱杀试验，发现单一组分时乙酸苯乙酯、2-苯乙醇、丙酸苯乙酯、丁酸苯乙酯、异丁酸苯乙酯对咖啡豆象的诱捕效果最好。复配研究发现，乙酸苯乙酯与2-苯乙醇以3:1比例混配时诱捕效果最好。通过GC-MS分析对比雄虫与雌虫提取液不同成分，从雄虫中鉴定出咖啡豆象的种内聚集信息素为反式角鲨烯。通过室内活性测定发现，反式角鲨烯含量为1微克时具有最强的吸引活性；仓库诱捕试验进一步验证发现，反式角鲨烯能够大量诱杀咖啡豆象，其引诱活性高于雄虫提取物。同时研究了诱芯的持效期，本文所采用的橡胶头诱芯在使用6周后仍然对咖啡豆象有显著的引诱活性。.本研究首次对咖啡豆象聚集信息素和酵母菌挥发物对咖啡豆象的行为调控进行研究，研究结果具有良好的市场开发应用前景，为开发咖啡豆象虫情监测技术、大量诱杀技术提供新的实验依据与理论支持，为形成新的咖啡豆象绿色防控体系提供参考。