智利叶足蝽（Leptoglossus chilensis）的挥发性与表皮化学轮廓分析及触角剂量—响应特征

《Insects》：Volatile and Cuticular Chemical Profiling and Antennal Dose–Responses in Leptoglossus chilensis (Hemiptera: Coreidae)

　　

智利叶足蝽（Leptoglossus chilensis）是一种原产于南美洲、具有经济与检疫重要性的缘蝽科（Coreidae）昆虫，其化学生态学此前未被描述。在此项探索性研究中，研究人员采用动态顶空采样（DHS）、表皮冲洗（CW）、固相微萃取（SPME）与超临界流体萃取（SFE）表征成虫挥发与表皮化学组成，并基于文献报道的8种化合物（己醛、乙酸己酯、甲酸己酯、β-石竹烯、(E)-β-法尼烯、罗勒烯、苯甲醇与2-苯乙醇）量化雌、雄虫触角电位（EAG）剂量—响应。EAG响应以贝叶斯分级四参数Hill模型在6个浓度下评估。四种方法共检出128种化合物，其中69种达到≥20%检出率阈值并保留为代表轮廓。己醛、乙酸己酯、甲酸己酯与β-石竹烯见于L. chilensis提取物，后者仅见于雄性DHS收集物，更可能源自寄主植物而非昆虫信号。8种化合物在两性中均引发浓度依赖性触角响应。β-石竹烯在两性中拟合EC50最低（雌9 μg mL?1，90% CrI 5–16；雄9 μg mL?1，90% CrI 5–15），但曲线未饱和；由于未测定实际抵达触角的剂量且各化合物挥发性差异大，不能据此判定对该化合物本身敏感性更高，跨化合物EC50比较受此限制。苯甲醇、(E)-β-法尼烯、甲酸己酯与2-苯乙醇在两性中四参数均可辨识。结果为该物种提供首份化学与外周嗅觉参照，并指明可供行为与田间评估的候选化合物。

研究背景方面，智利叶足蝽（Leptoglossus chilensis）是南美原生缘蝽科（Coreidae）害虫，危害核桃与核果，并自20世纪50年代起成为智利鲜果输美检疫拒收首要原因，现被列入USDA–APHIS管制表。目前田间依赖目测加杀虫剂，缺乏基于半化学（semiochemical）的诱捕或监测工具，根本原因在于该虫化学生态学完全空白：无信息素、防御分泌物或寄主定位信号被鉴定。同属近缘种（如L. occidentalis雄性聚集体信息素与leptotriene、L. zonatus报警与性信息素成分）存在半化学保守性，为借用文献化合物面板做外周嗅觉测试提供合理性。智利同时共存四种Leptoglossus（原生L. chilensis与L. impictus，入侵L. occidentalis与L. crassicornis），更凸显填补L. chilensis化学谱的紧迫性。研究目的即首次刻画成虫挥发/表皮化学轮廓，并量化触角对近缘种报道化合物的外周敏感性，为后续GC-EAD与行为学奠基。论文发表于《Insects》。

关键技术方法上，研究人员于2025年11月至2026年1月在智利?uble大区Concepción大学Chillán校区从曼陀罗（Datura stramonium）聚集虫群采集两性成虫，分性别饲养于网笼并喂以蔗糖水。化学采集用四种互补法：DHS（30虫/组×10重复/性，18 h，Porapak Q捕集，并以同条件24 h植物叶DHS作对照）、CW（单虫己烷浸提30 s）、SFE（CO₂ 40→90 bar、90 ℃提取20虫/组）、SPME（DVB/CAR/PDMS纤维头空吸附15 min）；GC-MS用InertCap 5MS柱，以正构烷烃C₈–C₂₈算线性保留指数，NIST/Wiley库相似度≥90%作鉴名，≥20%重复检出率留为代表轮廓。EAG取单触角置于Ringer液毛细电极，以滤纸载25 μL六浓度（0.1–10000 μg mL^?1）刺激物、1 s脉冲给药，以内参芳樟醇校正漂移；八种文献化合物面板含C₆醛酯、倍半萜、芳香醇与单萜；数据以brms贝叶斯分级四参数Hill模型拟合，10折按触角分组交叉验证选随机截距结构，报E₀、E_max、EC₅₀、n后验中位数与90% CrI，并标曲线未饱和（NE?）、EC₅₀不可辨（NI）与先验敏感（?）等诊断旗标。

研究结果部分，首先化学表征（Chemical characterisation）：四法共检128种，按阈值留69种为代表轮廓（CW 25、DHS 40、SPME 16、SFE 33次出现），仅己醛、十四烷、己酸跨四法保留；CW以直链/支链烷烃为主，DHS/SPME/SFE补挥发与半挥发分。Fisher精确检验加BH校正后12项性别差异显著：雄性CW偏倚十四烷、十一烷、2-甲基二十八烷、2,4-二甲基己烷、二十烷，雄性DHS偏倚十六烷与β-石竹烯，雄性SFE偏倚4-甲氧基苯酚；雌性CW偏倚2-十七烷基环氧乙烷、十六烷、α-蒎烯及某SPME酯。八种EAG化合物中己醛、乙酸己酯、甲酸己酯、β-石竹烯见于虫体提取物，β-石竹烯仅雄性DHS（80%）且植叶DHS 70%检出，故判为植源而非虫源信号；其余四种未在虫样检出。

EAG剂量—响应（EAG dose–response）：按触角分组10折CV选定G2随机截距（E₀与E_max）适用于全部8化合物。两性均现浓度依赖响应，E₀后验中位数0.27–0.50 mV；16个性×化合物组合中14个E_max可估，雄性β-石竹烯与雌性己醛曲线未饱和（NE?）。EC₅₀在15/16组合可辨；β-石竹烯两性均约9 μg mL^?1（雄标§因曲线未饱和），(E)-β-法尼烯次之（雌45、雄68 μg mL^?1），其余多在数百至数千μg mL^?1；己醛雌EC₅₀不可辨（NI），己醛雄、甲酸己酯雄、罗勒烯两性EC₅₀先验敏感（?）。性别差异整体微弱：E₀重叠，E_max雌多略高于雄（2-苯乙醇与苯甲醇最明显但CI重叠），n多数>1仅乙酸己酯与罗勒烯<1；(E)-β-法尼烯雌EC₅₀较低（P(f< />₁₀EC₅₀对比90% CrI跨零，2-苯乙醇雌Hill斜率略陡（Δn=0.23，P(f>m)=0.94）同样CI跨零，故仅作方向性而非确证。

讨论部分总结：多法互补证伪单法偏倚，己醛/己酸/乙酸己酯与近缘种L. zonatus报警谱重叠但功能未验；β-石竹烯雄DHS独有而CW无、植叶DHS有，结合Datura wrighti与棉叶被L. phyllopus害时该萜上调的文献，判为寄主挥发背景而非胸腺/腹腺产物，leptotriene未检出故无法证伪虫源合成通路。性别化学差以CW长链烷烃雄偏为主，符合切角质烃（cuticular hydrocarbon）接触识别通例但不等于信息素。EAG证明外周对八类合物均响应，β-石竹烯低拟合EC₅₀受未测递送剂量与挥发性干扰不能排跨化合物敏感性；未检出的苯甲醇/2-苯乙醇/(E)-β-法尼烯/罗勒烯仍引响应，提示保守外周可塑性或近缘谱遗留敏感性。方法学局限明确：递送剂量未定量、升序给药混叠浓度与顺序效应、部分曲线未饱和或先验敏感、RI超C₈–C₂₈窗仅靠质谱鉴名。

结论部分翻译：本研究为L. chilensis提供首份化学与触角电位参照。四种互补采样建立69种代表化合物轮廓，八种EAG刺激物在两性均引浓度依赖触角响应，表明所测化学类具广泛外周响应性。经多重校正后部分化合物性别差异具统计支持；此外最初疑为雄性信号的β-石竹烯更可能为寄主植源。成果为该虫未来行为与监测研究提供初始化学与感觉基础。研究亦添补半翅目定量EAG剂量—响应文献之不足：所用四参数贝叶斯分级Hill模型提供E₀、E_max、EC₅₀、n的现象学描述，经后验分布传播不确定性并显式标注未饱和或弱辨识曲线。主要局限为未测触角实递剂量（禁跨化合物EC₅₀排序）、仅升序给药（混叠浓度与顺序）、部分曲线未饱和或EC₅₀先验敏感、C₈–C₂₈外保留指数不可算。这些局限指向下一步工作优先级，不削弱本化学与电生理参照价值。