一种源自植物的挥发性混合物,用于双阶段吸引Lasioderma serricorne:优化、行为评估和分子机制研究

《Journal of Stored Products Research》:A plant-derived volatile blend for dual-stage attraction of Lasioderma serricorne: Optimization, behavioral evaluation, and molecular insights

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月19日 来源:Journal of Stored Products Research 3.4

编辑推荐:

   • 一种针对成年和幼虫阶段的L. serricorne的植物源诱引剂

  
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    一种针对成年和幼虫阶段的L. serricorne的植物源诱引剂被开发出来。
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    优化后的混合物与成年个体的信息素相匹配,并且对幼虫更具吸引力。
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    β-离子酮被行为学和分子分析确认为主要的诱引剂。

引言

Lasioderma serricorne是一种全球分布的储藏产品害虫,具有很强的生态适应性。它存在于世界大部分温暖潮湿的地区,会侵害多种储藏商品(Zafar等人,2026年)。该物种可以危害100多种储藏商品,包括烟草叶、茶叶、谷物、豆类、干果、中药材料、香料、书籍和档案(Guarino等人,2020年;Karnavat等人,2025年)。在烟草储存设施中,幼虫会蛀入烟草叶中,导致穿孔和污染。这种损害降低了烟草叶的加工效率和感官质量。成年虫还会侵害成品香烟,导致消费者拒绝购买(Edde,2019年)。因此,L. serricorne被认为是烟草储存期间最具破坏性的害虫之一(Younas等人,2025年)。储藏的烟草叶通常需要经过1-3年的腌制和陈化处理才能进行加工。这种长时间的储存为L. serricorne的繁殖和种群增长提供了有利条件。据估计,每年的损失约占全球烟草产量的1%,相当于数十亿美元的损失。在中国,储藏烟草叶的平均年损失率为1.64%,直接经济损失超过3亿元人民币(Song等人,2024年)。因此,有效管理L. serricorne对于减少产后损失和保持储藏烟草的质量至关重要。
化学防治仍然是管理L. serricorne最广泛使用的策略。磷化氢熏蒸和化学保护剂的应用是主要控制措施。铝磷化物是中国最常用的熏蒸剂之一,既可用于空仓库也可用于有货储存的仓库。然而,其长期和密集的使用导致了L. serricorne种群对磷化氢的抗性产生(Morrison III等人,2021年;Sa?lam等人,2015年)。此外,磷化氢毒性很高,对操作人员、储藏商品和环境都存在潜在风险(Cao等人,2019年)。常用的保护剂,如溴氰菊酯、氯氰菊酯、天然除虫菊酯、马拉硫磷和fenitrothion,在卷烟制造设施中可以有效控制害虫,但对侵害储藏烟草叶的L. serricorne>效果有限(Agrafioti等人,2025年)。
基于行为的诱捕方法因其高目标特异性和环境安全性而成为储藏产品害虫可持续管理的重要策略(Zhang等人,2025年)。针对L. serricorne的商业诱引剂主要基于雌性产生的性信息素serricornin(CAS号72598-35-7)。这些诱引剂仅对成年雄虫有效,对成年雌虫或幼虫几乎没有吸引力(Miyatake等人,2016年)。因此,仅使用基于信息素的诱饵无法有效监测或控制幼虫的侵害。植物源挥发物是介导昆虫寻找宿主和其他行为反应的重要化学信号。由于它们的广泛适用性和良好的环境相容性,这些化合物受到了越来越多的关注(Li等人,2026年)。先前的研究表明,离子酮、萜烯和芳香化合物对L. serricorne>具有吸引力(Phoonan等人,2014年)。然而,幼虫对这些化合物的行为反应尚未进行系统研究。此外,多组分挥发物混合物的协同效应及其作用机制仍不甚明了。
鉴于这些研究空白,本研究旨在评估成年和幼虫L. serricorne>对多种植物源挥发物的行为反应,并利用正交设计优化化合物配方。选择了五种表达水平较高的天线富集气味结合蛋白(LserOBP1、LserOBP3、LserOBP4、LserOBP6和LserOBP13)进行同源性建模(Wang等人,2022年)。通过分子对接研究了关键诱引剂与这些蛋白质之间的结合特性和相互作用模式。本研究旨在提供关于气味识别的分子见解,并支持开发出同时吸引成年和幼虫L. serricorne>的植物源诱引剂。

节片

材料

生物测定中使用的双向诱捕装置是根据Morgan(Morgan等人,1998年)的方法改良而来的(图1)。矩形诱捕室由亚克力板制成,尺寸为12厘米×9厘米×9厘米。在室底钻有两个直径为4厘米的圆形孔,每个孔连接一个高度为3厘米的圆柱形塑料杯,形成一个标准的双向诱捕系统用于昆虫行为测试。

植物挥发化合物的筛选结果

进行了系统的文献回顾。从Web of Science、Scopus和中国国家知识基础设施(CNKI)数据库中检索了2000年至2025年期间发表的相关关于L. serricorne>植物诱引剂的研究(图2)。结合了主题词和自由文本关键词,包括L. serricorne、植物挥发物、诱引剂和行为反应进行文献搜索。删除了重复记录,然后对标题和摘要进行了筛选,接着进行了全文分析。

讨论

植物挥发物是昆虫寻找宿主的重要化学信号,其成分和混合比例都会影响昆虫的行为反应。在本研究中,α-离子酮、β-离子酮、柑橘醛、对伞花烃和薰衣草精油始终能吸引成年和幼虫L. serricorne>,而几种醛类则表现出浓度依赖性的驱避作用(Zhang等人,2018年)。本研究中分析的五种LserOBPs最初是从成年昆虫的触角转录组中注释出来的。

结论

筛选出对成年和幼虫L. serricorne>都具有强生物活性的植物源挥发物,正交实验确定了最佳混合物(A1B4C4F4H4)。行为测定表明,该混合物对这两个发育阶段的吸引效果显著。其对成年虫的诱捕效果可与商业性信息素相媲美,而对幼虫的吸引力则明显更强。分子对接分析显示β-离子酮具有强烈的结合亲和力。

CRediT作者贡献声明

杨书月:撰写——原始草稿,可视化,方法学,数据管理。 苗世元:撰写——审阅与编辑,概念化,资金获取,资源协调。 王 Guiyao:撰写——审阅与编辑,调查。 赵燕珍:撰写——审阅与编辑,形式分析。 杨李:撰写——审阅与编辑,可视化,方法学。 Adrien Guverinoma:撰写——审阅与编辑,调查。 杜欣:撰写——审阅与编辑,形式分析。 陆玉洁:撰写——审阅与

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

本工作得到了中国国家重点研发计划(编号2023YFC2604903和2023YFC2604905)、中国烟草江苏工业有限公司的科学技术项目(202623)以及中国烟草总公司的关键项目(110202202029)的支持。
杨书月|苗世元|王 Guiyao|赵燕珍|杨李|Adrien Guverinoma|杜欣|陆玉洁
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