苹果园挥发性有机物组成差异揭示地中海实蝇聚集热点形成机制及其精准防控策略

这篇综述通过SPME-GC–MS技术系统分析了苹果园中地中海实蝇（medfly）聚集热点（HSs）与冷点（CSs）的挥发性有机化合物（VOCs）差异，发现HSs中(E)-2-己烯醛、(Z)-2-己醇等吸引性VOCs显著富集，而CSs富含具驱虫活性的E,E-α-法尼烯等成分。研究揭示了VOCs时空动态变化与害虫聚集的关联性，为基于化学生态学的精准害虫管理（IPM）提供了新靶点。

　　

引言

地中海实蝇（Ceratitis capitata）作为全球入侵性害虫，可危害300余种寄主植物，包括梨、柑橘和核果类经济作物。尽管苹果并非其最适寄主，但欧洲果园中持续存在的侵染现象引发关注。植物挥发性有机化合物（VOCs）在介导植物-环境互作中发挥核心作用，既能吸引传粉者，又能通过"会说话的树"机制激活邻近植株防御反应。研究表明，α-蒎烯等特定VOCs对实蝇雄性具有显著吸引作用，而果园内挥发性化学物质的空间异质性可能是害虫聚集的关键驱动因素。

材料与方法

研究在以色列上加利利地区5个苹果园展开，基于历史监测数据划分实蝇聚集热点（HSs）和冷点（CSs）。采用Steiner陷阱（信息素诱集雄性）和Tephri陷阱（蛋白饵剂诱集雌性）监测种群动态，并通过SPME-GC–MS分析果实和枝条的VOCs组成。采样时间覆盖实蝇生命周期的三个关键阶段：种群建立前（5月）、高峰期（6月）和衰退期（7-8月）。统计采用Tukey检验比较组间差异。

结果

VOCs组成时空差异

• 早期阶段：HSs中(Z)-2-己醇和E,E-2,4-己二烯醛含量显著高于CSs（P≤0.05），δ-苦橙烯等倍半萜类在2020年采样中呈现相同趋势。
• 高峰期：HSs的(E)-2-己烯醛和苯甲醛浓度较CSs升高2-3倍（2019年），2020年还检测到(E)-2-己烯乙酸酯的显著积累。
• 衰退期：CSs中苯甲醛和非醛等驱虫成分占比提升，而HSs仍保持较高水平的己酸己酯等吸引性物质。
• 枝条分析：α-蒎烯在HSs中呈现持续高表达趋势，虽未达统计学显著性。

讨论

VOCs的生态功能呈现双重性：(E)-2-己烯醛等C₆
绿叶挥发物（GLVs）既可协同性信息素增强实蝇聚集，又能诱导植物系统抗性。研究发现HSs中"果香型"VOCs（如E-3-己烯乙酸酯）的季节性峰值与实蝇种群动态高度吻合，而CSs中"木质调"成分（E,E-α-法尼烯）可能通过干扰嗅觉定位降低害虫适生性。值得注意的是，α-蒎烯作为已知的雄性引诱剂，其空间分布异质性可能解释实蝇的聚集行为。

结论

1. 实蝇聚集热点具有独特的"化学指纹"，其特征性VOCs可作为早期预警的生物标记物。
2. VOC组成的季节性波动为精准施药时机选择提供理论依据，高峰期前针对HSs的干预可显著提升防控效率。
3. 基于α-蒎烯的引诱系统和E,E-α-法尼烯的驱避系统协同应用，可发展环境友好的"推-拉"防控策略。
4. 该研究为果园生态系统的化学生态调控提供了实证基础，推动IPM从经验判断向定量预测的转变。