介紹

十五烯（1-Pentadecene） 是擬谷盜屬（Tribolium）儲糧害蟲分泌的特征性揮發(fā)性信息化學(xué)物質(zhì)，分子式為 C??H??，在儲糧生態(tài)系統(tǒng)中，它是赤擬谷盜、雜擬谷盜等所有擬谷盜屬昆蟲的固有分泌物，主要由成蟲腹部的防御腺合成并釋放，最初被認(rèn)為僅用于抵御捕食性天敵和微生物侵染。

圖一 十五烯

濃度依賴性的機(jī)制

吸引效應(yīng)區(qū)間：當(dāng)濃度為 0.0025% 時(shí)，十五烯對饑餓 24 小時(shí)的赤擬谷盜成蟲表現(xiàn)出極顯著的吸引作用（P=0.0028），昆蟲在處理臂的平均停留時(shí)間是對照臂的 1.8 倍；

中性效應(yīng)區(qū)間：濃度在 0.005%~0.013% 范圍內(nèi)時(shí)，赤擬谷盜對十五烯無明顯行為偏好，該區(qū)間為吸引向驅(qū)避轉(zhuǎn)換的過渡帶；

驅(qū)避效應(yīng)區(qū)間：當(dāng)濃度≥0.02% 時(shí)，十五烯轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)烈驅(qū)避劑，且驅(qū)避效果隨濃度升高呈劑量依賴性增強(qiáng)，1% 濃度下驅(qū)避率可達(dá) 85% 以上（P<0.0001）。

檢測

被赤擬谷盜以1 頭 /克密度侵染 15 天的小麥麩皮中，十五烯是含量最高的特異性揮發(fā)物（1.94 ng/6g 麥麩），而未被侵染的麥麩中完全檢測不到該物質(zhì)。除此之外，侵染麥麩中還檢測到赤擬谷盜聚集信息素 4,8 - 二甲基癸醛（0.6 ng）及微量 1 - 十六碳烯、(Z)-11 - 十六碳烯 - 1 - 醇等化合物。

圖二 從被侵染和未被侵染的小麥麩皮中分離得到的化學(xué)化合物含量

與食物揮發(fā)物的協(xié)同效應(yīng)

當(dāng)十五烯與小麥麩皮揮發(fā)物混合時(shí)，其行為效應(yīng)發(fā)生了顯著變化：0.01% 濃度的 1 - 十五碳烯與麥麩揮發(fā)物產(chǎn)生極強(qiáng)的協(xié)同吸引作用，混合氣味的吸引力是單純麥麩的 2.1 倍（P=0.0002）；濃度≥0.02% 時(shí)，混合氣味表現(xiàn)為驅(qū)避作用，且驅(qū)避效果與單獨(dú)使用高濃度十五碳烯相當(dāng)。低濃度的十五碳烯作為種內(nèi)信號，與食物揮發(fā)物協(xié)同向同種個(gè)體傳遞資源充足、競爭壓力小、適宜定居繁殖的生態(tài)信息。

進(jìn)化生態(tài)學(xué)意義

十五烯的濃度依賴性行為調(diào)控，是赤擬谷盜在長期進(jìn)化過程中形成的精密種群調(diào)節(jié)策略：對應(yīng)儲糧輕度侵染階段，食物資源豐富，天敵風(fēng)險(xiǎn)低，吸引同種個(gè)體聚集可提高交配成功率和種群繁衍效率；對應(yīng)儲糧重度侵染階段，資源已被過度消耗，種內(nèi)競爭激烈，且高濃度分泌物會吸引天敵，此時(shí)驅(qū)避同種個(gè)體可避免種群崩潰，實(shí)現(xiàn)資源的合理分配。通過精細(xì)的濃度梯度設(shè)置，精準(zhǔn)確定了十五烯的兩個(gè)關(guān)鍵行為轉(zhuǎn)換閾值：吸引閾值在 0.0025%~0.005% 之間，驅(qū)避閾值在 0.013%~0.02% 之間[1]。

參考文獻(xiàn)

[1] Glinwood R, et al. The effect of 1-pentadecene on Tribolium castaneum behaviour: Repellent or attractant?[J]. Pest Management Science, 2021, 77: 4034-4039.