方 杰

（安徽大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 合肥 230039）

苦豆子 （Sophora alopecuroides Linn.）主要分布在寧夏、甘肅、新疆、西藏等地荒漠及半荒漠地區(qū)，資源相當(dāng)豐富，藥用價(jià)值很高，已經(jīng)載入我國藥典［1］。苦豆子生物堿屬于雙稠哌啶類生物堿（quinolizidine alkaloid，QA），對多種細(xì)菌［2］、真菌［3］、線蟲［4－5］、昆蟲［6－9］等具有生理和藥理活性，在醫(yī)藥上也有研究和應(yīng)用［10］。但關(guān)于苦豆子生物堿對森林害蟲生長發(fā)育和食物利用影響的研究較少。

分月扇舟蛾 ［Clostera anastomosis（Linnaeus）］是為害楊樹最為嚴(yán)重的害蟲之一，由于其繁殖力強(qiáng)，幼蟲食量大，容易暴發(fā)成災(zāi)，能在短時(shí)間內(nèi)將大面積楊樹葉片吃光，嚴(yán)重影響楊樹的生長［11］，多年來各地陸續(xù)開展了多方面的研究，但其防治仍然主要依賴于化學(xué)農(nóng)藥［12］。本文研究了苦豆堿對分月扇舟蛾幼蟲生長發(fā)育和食物利用的影響，旨在為苦豆堿的綜合利用、分月扇舟蛾的綜合治理以及楊樹的無公害生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

分月扇舟蛾幼蟲采自江蘇省睢寧縣，于實(shí)驗(yàn)室條件（28±1）℃，RH＝70%，L∥D＝16h∥8h下用新鮮楊樹葉片進(jìn)行人工飼養(yǎng)，試驗(yàn)時(shí)選取同齡期生理狀態(tài)一致的健康幼蟲，饑餓3h后供試。楊樹葉片采自南京林業(yè)大學(xué)校園內(nèi)，品種為‘I－72楊’?？喽箟A由苦豆子中提取分離制備，由南京林業(yè)大學(xué)趙博光教授提供，其純度＞96%。

1.2 苦豆堿對幼蟲生長和食物利用的影響

將苦豆堿分別配制成濃度為2.5、5.0、10.0mg／mL的系列溶液，備用。將新鮮楊樹葉碟（2cm×2cm）在各溶液中浸漬5s，自然晾干，稱重后放入直徑為9cm的培養(yǎng)皿中，以蒸餾水作對照。分別接入饑餓3h、已稱重的3齡幼蟲10頭，用保鮮膜封好，各重復(fù)10次。每日更換一次新鮮葉片，同時(shí)對供試幼蟲、剩余食料及糞便稱重，分別計(jì)算幼蟲平均體重和平均每日體重增加量，直到幼蟲老熟化蛹結(jié)束。

幼蟲攝食量的計(jì)算采用李鎮(zhèn)宇［13］的方法，即：每日取食量＝（當(dāng)日投食量－次日殘留剩余量）×（1－失水率）。幼蟲對食物消化和利用的指標(biāo)根據(jù)以下公式來計(jì)算：相對生長率（RGR）＝體重增加量／（平均體重×取食時(shí)間）；近似消化率（AD）＝（取食量－排泄量）／取食量×100；食物利用率（ECI）＝體重增加／取食量×100；食物轉(zhuǎn)化率（ECD）＝體重增加／（取食量－排泄量）×100。

1.3 苦豆堿對幼蟲發(fā)育歷期、蛹期、蛹重、化蛹率和羽化率的影響

苦豆堿的配制和葉片的處理方法同1.2。在直徑為6cm的培養(yǎng)皿中放入1片葉碟，分別接入剛孵化的分月扇舟蛾幼蟲10頭，用保鮮膜封好，置于生化培養(yǎng)箱（28±1）℃，RH＝70%，L∥D＝16h∥8h中。每一濃度重復(fù)3次，以蒸餾水作對照。每天記錄幼蟲生長情況，統(tǒng)計(jì)其幼蟲發(fā)育歷期、蛹期、蛹重、化蛹率、羽化率。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

文中數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤（SE）表示，方差分析采用鄧肯氏新復(fù)極差檢驗(yàn)法（Duncan’s multiple range test，DMRT），以SPSS 16.0軟件計(jì)算所得。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦豆堿對分月扇舟蛾3齡幼蟲生長的影響

由表1可知，苦豆堿對分月扇舟蛾3齡幼蟲的生長有顯著的抑制作用，體現(xiàn)在幼蟲體重、每日體重增加量和相對生長率的變化上，且抑制作用隨著苦豆堿濃度的升高而逐漸加強(qiáng)。在較低濃度（2.5mg mL）時(shí)，分月扇舟蛾的幼蟲體重、每日體重增加量和相對生長率比對照分別下降12.57%、24.12%和15.15%，其中，幼蟲體重與對照有顯著差異，其他2個(gè)指標(biāo)與對照差異不顯著（P＞0.05）。在較高濃度（10mg／mL）時(shí)，分月扇舟蛾的幼蟲體重、每日體重增加量和相對生長率比對照分別下降34.99%、65.01%和30.30%，差異顯著（P＜0.05）。

表1 苦豆堿對分月扇舟蛾3齡幼蟲生長的影響1）Table 1 Effects of aloperine on the growth of the 3rdinstar larvae of C.anastomosis

2.2 苦豆堿對分月扇舟蛾3齡幼蟲取食量和排糞量的影響

由表2可知，苦豆堿對分月扇舟蛾3齡幼蟲的取食量和排糞量有顯著的抑制作用，且抑制作用隨著苦豆堿濃度的升高而逐漸加強(qiáng)。取食2.5、5.0、10.0mg／mL苦豆堿處理的葉片后，分月扇舟蛾的平均取食量分別為136.28、113.46、78.19mg／頭，平均排糞量分別為89.38、67.77、47.51mg／頭。方差分析表明，除了濃度為2.5mg／mL時(shí)的排糞量和對照差異不顯著（P＞0.05）外，其余各濃度處理的取食量和排糞量與對照均差異顯著（P＜0.05），苦豆堿各濃度間亦差異顯著（P＜0.05）。

表2 苦豆堿對分月扇舟蛾3齡幼蟲取食量和排糞量的影響Table 2 Effects of aloperine on food intakes and feces excretion of the 3rd－instar larvae of C.anastomosis

2.3 苦豆堿對分月扇舟蛾3齡幼蟲食物利用的影響

由表3可知，分月扇舟蛾取食苦豆堿處理的葉片后，其近似消化率、食物利用率、食物轉(zhuǎn)化率較對照有不同程度的變化。對照和低濃度（2.5mg／mL）處理的近似消化率均較低，與高濃度（10mg／mL）處理相比達(dá)到顯著差異水平（P＜0.05），但與中濃度（5mg／mL）處理差異不顯著。3種濃度處理后的食物利用率均顯著低于對照（P＜0.05），中濃度（5mg／mL）和高濃度（10mg／mL）處理的食物轉(zhuǎn)化率與對照相比達(dá)到顯著差異水平（P＜0.05）。但食物利用率和食物轉(zhuǎn)化率各濃度間差異不顯著（P＞0.05）。結(jié)果說明苦豆堿處理的葉片不能很好地滿足營養(yǎng)物質(zhì)的需要，干擾了分月扇舟蛾的消化生理，從而不利于幼蟲的生長發(fā)育。

表3 苦豆堿對分月扇舟蛾3齡幼蟲食物利用的影響Table 3 Effects of aloperine on food utilization of the 3rdinstar larvae of C.anastomosis

2.4 苦豆堿對分月扇舟蛾幼蟲發(fā)育歷期的影響

由表4可知，3種濃度的苦豆堿均使分月扇舟蛾幼蟲的發(fā)育速度顯著減慢、歷期延長（P＜0.05），分月扇舟蛾取食2.5、5.0、10.0mg／mL苦豆堿處理的葉片后，幼蟲歷期較對照分別延長了0.84、1.62、2.96d。結(jié)果說明苦豆堿延緩了分月扇舟蛾幼蟲的發(fā)育，進(jìn)而影響后代的食物質(zhì)量，對分月扇舟蛾產(chǎn)生不利影響。

表4 苦豆堿對分月扇舟蛾幼蟲發(fā)育歷期的影響Table 4 Effects of aloperine on developmental duration of C.anastomosislarvae

2.5 苦豆堿對分月扇舟蛾蛹期、蛹重、化蛹率和羽化率的影響

由表5可知，在較低濃度（2.5mg／mL）時(shí)，分月扇舟蛾的蛹期比對照延長12.92%，蛹重、化蛹率和羽化率分別比對照降低4.82%、20.71%和11.74%；而在較高濃度（10mg／mL）時(shí)，分月扇舟蛾的蛹期比對照延長33.73%，蛹重、化蛹率和羽化率分別比對照降低16.52%、37.71%和49.49%?？梢?，苦豆堿對分月扇舟蛾的蛹期、蛹重、化蛹率和羽化率有抑制作用，且抑制作用隨著苦豆堿濃度的升高而逐漸加強(qiáng)。

表5 苦豆堿對分月扇舟蛾蛹期、蛹重、化蛹率和羽化率的影響Table 5 Effects of aloperine on pupal period，pupal weight，pupation rate and emergence rate of C.anastomosis

3 討論

取食是昆蟲新陳代謝的第一環(huán)節(jié)，是一個(gè)復(fù)雜的行為和生理過程［14］。昆蟲幼蟲期營養(yǎng)是昆蟲繁殖能力的基礎(chǔ)，幼蟲食物不僅影響昆蟲生長發(fā)育，還對昆蟲種群增長有重要影響［15－16］。昆蟲對寄主植物的消化、轉(zhuǎn)化和利用效率是反映其對寄主的利用和嗜食程度的重要指標(biāo)［17］，采用昆蟲營養(yǎng)學(xué)的方法定量比較昆蟲對于食物的取食量、消化、利用、轉(zhuǎn)化等營養(yǎng)指標(biāo)，可以準(zhǔn)確了解不同食物對昆蟲的營養(yǎng)效應(yīng)［18］。如有人研究了Bt及其δ－內(nèi)毒素對昆蟲利用食物的影響，結(jié)果顯示，昆蟲發(fā)育遲緩可能是由于投食量的減少和對含內(nèi)毒素食物利用率的降低［19－20］。本文的結(jié)果表明，苦豆堿對分月扇舟蛾幼蟲的生長發(fā)育和食物利用有明顯的抑制效應(yīng)，幼蟲體重、每日體重增加量和相對生長率下降，取食量和排糞量降低，對食物的利用和轉(zhuǎn)化效率下降，發(fā)育速度顯著減慢、歷期延長。同時(shí)，蛹期、蛹重、化蛹率和羽化率也受到不同程度的抑制作用。該研究結(jié)果是在實(shí)驗(yàn)室恒溫條件下獲得的，與自然界的實(shí)際情況有一定的差異，但是對該蟲的綜合防治有一定參考價(jià)值。今后應(yīng)進(jìn)一步開展林間試驗(yàn)，研究苦豆堿在自然狀態(tài)下對分月扇舟蛾生長發(fā)育和食物利用的影響以及生物堿的持效期問題，苦豆堿對昆蟲生長發(fā)育和食物利用影響的機(jī)制亦有待于進(jìn)一步研究。

植物中的殺蟲物質(zhì)主要是次生代謝物質(zhì)，因其不污染環(huán)境，對人畜、農(nóng)作物和生態(tài)環(huán)境相對安全，且昆蟲也不易產(chǎn)生抗藥性而受到廣泛的關(guān)注。從天然產(chǎn)物中尋求新的殺蟲活性物質(zhì)是開發(fā)新型殺蟲劑以及克服或延緩害蟲抗藥性的有效途徑之一［21］?？喽棺拥扔卸竟嗖轂榱诉m應(yīng)極其嚴(yán)酷的生態(tài)環(huán)境，在長期與食草動(dòng)物、昆蟲、真菌、線蟲等斗爭中逐漸形成了以生物堿、黃酮、醌類等次生物質(zhì)為主的化學(xué)防御系統(tǒng)，而這些次生物質(zhì)具有多種較強(qiáng)的生物活性［2－9］，如羅萬春等［7］明確了苦豆子中的野靛堿對蘿卜蚜［Lipaphis erysimi （Kaltenbach）］有很高的毒殺作用，但是關(guān)于苦豆子生物堿對林木害蟲的生長發(fā)育和食物利用影響的研究較少。本研究發(fā)現(xiàn)苦豆堿對分月扇舟蛾的生長發(fā)育和食物利用有顯著的抑制作用，且抑制作用隨著濃度的升高而加強(qiáng)，證明了該類生物堿對于分月扇舟蛾等重要林業(yè)害蟲的生態(tài)調(diào)控潛力，也顯示了其作為植物源農(nóng)藥開發(fā)利用的廣闊前景。今后可考慮將苦豆堿作為拒食劑或驅(qū)避劑應(yīng)用于分月扇舟蛾等重要楊樹害蟲的防治，從而降低害蟲對楊樹的危害。

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