小麦粉挥发性有机化合物对赤拟谷盗行为及发育的调控机制研究

为解决仓储害虫导致的粮食损失问题，研究人员通过GC-MS分析比较未感染与赤拟谷盗(Tribolium castaneum)感染小麦粉的VOCs差异，发现蔗糖、亚油酸乙酯等物质在未感染粉中特异性存在，而十六碳烯酸等为感染粉特征成分。生物测定显示未感染粉更利于害虫生长发育，但二者初始趋性无显著差异，揭示了VOCs在害虫监测防控中的双重作用。该研究为开发基于化学通讯的绿色防控策略提供理论依据。

　　

全球粮食产后损失中，昆虫侵染导致的谷物损失高达10-20%，其中小麦粉因其营养特性更易遭受赤拟谷盗(Tribolium castaneum)等仓储害虫侵袭。这些害虫通过复杂的化学通讯系统建立持久侵染，其与食物基质的生化互作会改变挥发性有机化合物(VOCs)谱，形成独特的化学指纹。然而，关于侵染历史对VOCs动态影响的认知仍存在空白，制约了基于嗅觉调控的害虫防控技术发展。

埃及农业研究中心(Agricultural Research Center)存储产品害虫研究部的Ahmed S. Hashem团队在《Journal of Sport and Health Science》发表研究，通过GC-MS结合生物测定，系统分析了赤拟谷盗侵染对小麦粉VOCs谱的影响及其生态学意义。研究采用Gomiz 105小麦粉，在20±2°C、65-70%湿度条件下培养实验种群，通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)鉴定特征性化合物，并设计摄食偏好、发育参数等生物测定实验。

VOCs特征分析
GC-MS检测到25种VOCs，未感染粉中蔗糖、亚油酸乙酯等化合物特异性存在，而感染粉中十六碳烯酸、亚麻酸等含量显著升高。多变量分析显示两组VOCs谱存在显著差异，证实侵染历史会重塑面粉化学特征。

生物行为响应
尽管初始趋性无统计学差异，未感染粉支持更高的摄食量(提升23%)、食物转化效率(提高18%)和后代产量(增加35%)。值得注意的是，侵染粉特有的11-甲基二十五烷等化合物表现出"吸引定居但抑制取食"的双重效应。

生态机制解析
研究提出VOCs通过三重机制调控害虫行为：内源性面粉成分(如蔗糖)维持营养供给，昆虫代谢产物(如亚麻酸衍生物)传递侵染信号，氧化降解产物(如长链醛)形成化学标记。这种动态化学网络解释了为何侵染粉虽更易吸引害虫却不利于种群扩张。

该研究首次阐明小麦粉侵染历史通过VOCs重构影响害虫行为决策的分子基础，为开发基于"化学伪装"的监测技术提供了特征标记物(如11-甲基二十五烷)。提出的"吸引-抑制"悖论机制，为设计推-拉式(push-pull)防控策略提供了新思路，即利用侵染粉VOCs作为诱引剂，配合未感染粉特征成分作为取食刺激剂。这些发现对减少化学杀虫剂依赖、实现仓储害虫绿色防控具有重要实践价值。