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第三代昆蟲刺探電位圖譜 (EPG) 監測儀–解開昆蟲吸食行為之謎

104/10/06 瀏覽次數 6698
您能想像昆蟲的口針如何吸食植物組織汁液?用電子儀器可以記錄與解讀牠們的取食行為,你能相信嗎?本文將為您解說一部結合昆蟲學、植物學、電學、統計學與數位資訊等不同專業領域的儀器,讓我們瞭解基礎科學的研究發展,終將應用在解決與人類生活有關的問題。

刺吸式口器的農業害蟲,體型微小,不容易以眼睛仔細觀察。以蚜蟲為例,多數種類的體長都在5公釐以下,即便以顯微鏡觀察,也難以瞭解牠們的口針如何經過植物表面到維管束吸食汁液的整個過程。在 1964 年,美國加州大學 McLean 和 Kinsey 兩位學者,首次設計一部可利用交流電回路系统,測定蚜蟲取食行為的監測系统,我們將它稱為第一代昆蟲刺探電位圖譜監測儀(EPG monitor),或稱為交流電昆蟲刺探電位圖譜監測儀(AC EPG monitor)。

此部儀器的原理是將生物電極分別連接在刺吸式昆蟲身體與通到栽培植物的盆栽土壤,當昆蟲口針刺探植物組織,電流隨口針、食道及唾液腔的液體通過蟲體傳回儀器本身,經過生物電流放大器、電流調整主機及電子訊號轉換器,於電腦呈現不同的波紋,據此解讀昆蟲口針於植物內部的取食位置。

目前 EPG 監測儀已發展至第三代,稱為第三代昆蟲刺探電位圖譜監測儀,或稱為直流-交流雙系統昆蟲刺探電位圖譜監測儀(AC-DC EPG monitor)。目前透過 EPG 監測儀研究的刺吸式口器昆蟲已超過50種,研究報告近500篇,主要研究內容除了定義與量測此些昆蟲的各種型式取食波紋的基礎研究之外,更被廣泛應用在寄主選擇、昆蟲傳播植物病害、植物抗蟲檢測、對系統性藥劑感性檢測等應用科學的研究,其最終目標是期望透過此部機器,研究出可適用於解決刺吸式口器害蟲整合防治的方法,合理有效的使用化學藥劑及抗蟲品系,建立符合我國之安全與永續農業的農業政策。

2014 年由行政院農業試驗所引進的AC-DC EPG 監測儀,目前正進行相關昆蟲之基礎與應用研究,期能與國外研究同步接軌,並建立國際合作關係,以便在我國加速此一新技術的研究進度。(本文由科技部補助「百變昆蟲族」執行團隊撰稿)

責任編輯:楊正澤
審校:楊正澤
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