论文部分内容阅读
红火蚁Solenopsis invicta Buren是一种入侵性极强的有害生物,也是国际公认的100种危险性最大的外来入侵物种之一。2005年已报道入侵我国广东等地,对入侵地区的公共安全,人类健康,农业生产和生物多样性造成巨大影响。为揭示红火蚁巢间识别机制,本文以广州地区多蚁后型红火蚁种群为研究对象,分析研究了体表化合物、挥发性化学物质、红火蚁触角对体表化学物质的电生理反应、体表烷烃对种内巢间识别的影响。研究的主要结果如下: 1红火蚁体表化合物的提取和分析 采用了两种方法对体表化学物质进行提取,第一种是利用正己烷直接浸泡0.2 g红火蚁工蚁30 min。第二种是提取并用硅胶层析,收集了正己烷和甲醇洗脱下的馏分。再经过气质联用(GC-MS)对2种方法所得的提取物进行检测分析。试验结果表明,工蚁的体表化合物以6种哌啶碱和5种长链烷烃为主。并首次检测到了微量的脂肪酸。工蚁的6种哌啶碱其中含量较高的是2-甲基-6-(4-十三烯基)哌啶,2-甲基-6-十三烷基哌啶,2-甲基-6-(6-十五烯基)哌啶和2-甲基-6-十五烷基哌啶这四种生物碱;5种烷烃物质为:正二十七烷,13-甲基二十七烷,13,15-二甲基二十七烷,3-甲基二十七烷和3,9-二甲基二十七烷。首次使用浸泡层析法在提取组分中发现的脂肪酸是9,12-十八碳二烯酸。 2红火蚁挥发性气味物质的收集与分析 采用固相微萃取顶空吸附法对工蚁的挥发性化学物质进行了研究,共使用了3种萃取头,100μm PDMS,85μmPA和7μmPDMS。试验结果表明:所采用的三种萃取头中吸附效果最好的是100μmPDMS萃取头;挥发性气味主要以非极性物质为主,其主要组成为5种长链烷烃:正二十七烷,13-甲基二十七烷,13,15-二甲基二十七烷,3-甲基二十七烷和3,9-二甲基二十七烷。 3运用触角电位仪和气相色谱联用技术(GC-EAD)检测和鉴定引起红火蚁触角电位反应的化合物 此技术利用了气相色谱对样品的高分辨能力和昆虫触角对样品的高灵敏度、高选择性等优点,为筛选活性物质节省了大量的人力物力。试验结果表明哌啶碱类和脂肪酸均未引起红火蚁工蚁的触角电位反应,而烷烃类组分有一个物质可以引起触角电位反应,推测其可能是巢间识别的化学信息物质。该物质经GC-MS确认为13-甲基二十七烷,隶属于烷烃类组分。这是第一个能引起红火蚁触角电位反应的烷烃类物质,其生物学作用有待生物测定实验来测定。 4运用触角电位仪(EAG)检测红火蚁对提取物的电生理反应 试验采用触角电位仪技术,研究了红火蚁工蚁分别对同巢和非同巢不同品级(工蚁,有翅雌蚁和蚁后)个体的体表化学物质的EAG反应值。试验结果表明红火蚁工蚁对同巢内的不同品级的个体EAG反应相对值存在一定差异,其中对同巢雌蚁和同巢蚁后的电位反应相对值与对同巢工蚁、异巢工蚁、异巢有翅雌蚁和异巢蚁后存在显著差异。 5红火蚁表皮提取物质刺激下的红火蚁攻击行为实验 昆虫的巢间识别行为研究多采用攻击行为试验,试验采用刚从野外采集的红火蚁,通过在同巢工蚁的胸部和腹部体表添加异巢工蚁的体表提取物质作为入侵者,以同巢工蚁为原住者,观察两者之间的打斗行为。试验中用提取溶剂(2%Triton X-100水溶液)为对照,以同巢工蚁之间的总攻击行为指数(AI)作为指标,进行了红火蚁种内识别行为的研究。试验结果表明添加异巢体表烷烃类物质可以让同巢红火蚁的工蚁之间不能很好的识别同巢个体,试验中观察到了躲避和简短的攻击行为。 根据以上试验,提出如下结论:体表烷烃类物质可以覆盖在红火蚁的表皮上也可以挥发于周围的空气中,烷烃类物质可以通过气体的形式被红火蚁的触角感受到并引发一定的电生理信号,也可以通过直接接触的方式被红火蚁触角的化学感受器感受到。并且主要是通过体表不同的烷烃含量使其识别不同巢之间的个体。