趙曉峰，向亞林，凌 冰，許小霞，張茂新**

粘質(zhì)沙雷氏菌PS-1菌株對甜菜夜蛾幼蟲中腸結(jié)構(gòu)及消化酶活性的影響

趙曉峰1，向亞林2*，凌 冰1，許小霞1，張茂新1**

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣州 510642；2.揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程系，廣東揭陽 522000)

粘質(zhì)沙雷氏菌SerratiamarcescensPS-1菌株是從罹病黃曲條跳甲幼蟲體內(nèi)分離獲得的病原菌，它對甜菜夜蛾Spodopteraexigua幼蟲有顯著的胃毒作用。為了明確PS-1菌株的殺蟲機理，本文測定了甜菜夜蛾幼蟲取食了含PS-1菌株的人工飼料后中腸蛋白酶和淀粉酶的活性，采用組織切片和透射電鏡觀察研究了甜菜夜蛾幼蟲感染PS-1菌株后中腸腸壁細胞結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明：甜菜夜蛾感染了PS-1菌株后，中腸蛋白酶和淀粉酶的比活力顯著降低。對感染了PS-1菌株的甜菜夜蛾幼蟲中腸的組織病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，中腸整個圍食膜被破壞消失；細胞明顯伸長，變形；細胞間隙增大，細胞脫落。進一步的透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)中腸細胞的微絨毛脫落，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)消失，細胞質(zhì)空泡化。推測，粘質(zhì)沙雷氏菌PS-1菌株對甜菜夜蛾幼蟲的毒殺作用機制之一與消化酶活性抑制和中腸組織病變有關(guān)。

甜菜夜蛾；粘質(zhì)沙雷氏菌PS-1菌株；胃毒作用；酶活性抑制；組織病變

甜菜夜蛾Spodopteraexigua(Lepidoptera:Noctuidae)是世界性的重要蔬菜害蟲之一，長期以來使用化學(xué)殺蟲劑對其進行防治，使其抗藥性和耐藥性逐漸增強(司升云等，2012)，甚至對Bt制劑也產(chǎn)生了一定的抗性(蘇宏華等，2012)。因此，迫切需要尋找新的生物源殺蟲劑作為補充或替代藥劑防治甜菜夜蛾。粘質(zhì)沙雷氏菌Serratiamarcescens是常見的昆蟲病原微生物，國內(nèi)外的研究發(fā)現(xiàn)其對多種昆蟲有殺蟲活性(齊放軍等，2004；徐紅革和彭輝銀，2004；尹鴻翔等，2004；金虹，2005；淘科，2006；Taoetal.，2006；Paranietal.，2011；Mohanetal.，2011；Ortegaestradaetal.，2012；楊瓊等，2012；楊建云等，2015)。粘質(zhì)沙雷氏菌由于其對甜菜夜蛾潛在的殺蟲作用已經(jīng)獲得了一些關(guān)注。齊放軍等(2004)和楊瓊等(2012)分別報道了從罹病甜菜夜蛾蟲體上分離到的粘質(zhì)沙雷氏菌QL01、QL09和B30菌株對甜菜夜蛾的殺蟲活性。粘質(zhì)沙雷氏菌PS-1菌株是我們從罹病黃曲條跳甲幼蟲體內(nèi)分離獲得的一種新的致病菌。研究表明，用含PS-1菌株的人工飼料飼喂甜菜夜蛾幼蟲表現(xiàn)出較好的胃毒作用，部分存活試蟲的生長發(fā)育也會受到明顯抑制(楊建云等，2015)。但有關(guān)PS-1菌株的殺蟲機理尚不清楚。本文報道了甜菜夜蛾幼蟲取食了含PS-1菌株的人工飼料后，對其中腸蛋白酶和淀粉酶活性的影響，并采用組織切片和透射電鏡觀察法研究了甜菜夜蛾幼蟲感染PS-1菌株后中腸腸壁細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。以探討PS-1菌株對甜菜夜蛾的胃毒作用機理，為PS-1菌株的開發(fā)與利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試的粘質(zhì)沙雷氏菌PS-1菌株來源于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)實驗室。取該菌種于LB液體培養(yǎng)基中活化10 h后轉(zhuǎn)接到新的LB液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)20 h，離心后加無菌水制成菌懸液，使其在波長為600 nm時OD=1，此菌懸液濃度為1×109cfu/mL。用無菌水配制的濃度為1×109cfu/mL、1×107cfu/mL和1×105cfu/mL的菌懸液按人工飼料∶菌懸液為4∶1的比例配制濃度為2.5×108cfu/g、2.5×106cfu/g和 2.5×104cfu/g的含菌飼料。以人工飼料加無菌水(4∶1)作為對照組飼料。

供試甜菜夜蛾來自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)研究室，為人工飼料飼養(yǎng)7-8代的實驗種群。飼養(yǎng)條件：溫度為(25±2)℃、相對濕度為60%-65%和光照時間為14 L∶10 D。

1.2 試驗方法

1.2.1 酶活測定

取饑餓24 h后的甜菜夜蛾4齡幼蟲，用含PS-1菌株濃度為2.0×108cfu/g、2.0×106cfu/g和2.0×104cfu/g的人工飼料分別飼喂作為處理組；以飼喂正常人工飼料的幼蟲作為對照組。每處理3次重復(fù)，每重復(fù)24頭幼蟲。取飼喂了3 d的處理組甜菜夜蛾活蟲10頭，在解剖鏡下取中腸置于冰浴中的勻漿器內(nèi)充分研磨，在1200 r/min、4℃條件下離心，取上清液在-20℃保存?zhèn)溆?。處理組和對照組均重復(fù)3次。蛋白酶活性測定參照畢明娟等(2010)的酪蛋白水解比色法；淀粉酶活性測定參照潘科等(2010)的方法。經(jīng)測定，蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=0.0102 X+0.0050(R2=0.9912)；酪氨酸標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=0.0381 X+0.0254(R2=0.9921)；麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=2.3513 X-0.0175(R2=0.9984)。

1.2.2 石蠟切片

按照1.2.1的方法飼喂饑餓24 h后的甜菜夜蛾4齡幼蟲。飼喂1 d、2 d和3 d后，分別取處理組和對照組活體幼蟲的中腸各6條。用PBS(0.1 mol/l，PH=7.0)漂洗和卡諾氏(Carnoy)固定液固定18-24 h后，乙醇梯度脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，切片(切片厚度4 μm)，蘇木精-伊紅(H.E.)染色(郭郛和忻介六，1988；熊正燕等，2010)。切片完成后運用Nikon Eclipse Ti-SR型光學(xué)顯微鏡和Nikon DS-U3數(shù)碼成像裝置進行觀察與攝片。

1.2.3 電鏡觀察

按1.2.1方法處理甜菜夜蛾幼蟲3 d后，分別取處理組和對照組幼蟲的中腸。用戊二醛固定，0.1 mol/L磷酸緩沖液(pH 7.0)漂洗，鋨酸重固定，梯度乙醇脫水，Spurr樹脂包埋，聚合；用Leica EMTRIM包埋修塊機修成合適的大小和切面，再用Leica UCT超薄切片機進行修割切片，切片厚度為70-100 nm；用醋酸雙氧鈾溶液和檸檬酸鉛溶液進行雙重染色，晾干后放在FEI-Tecnai 12分析型透射電子顯微鏡下(加速電壓為80 kv)，觀察并拍攝。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

實驗數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)均以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，并用鄧肯氏新復(fù)極差法(P<0.05)檢驗PS-1菌株不同濃度處理間的差異顯著性(SAS 9.0)。

2 結(jié)果與分析

2.1 PS-1菌株對甜菜夜蛾幼蟲腸道蛋白酶和淀粉酶活性的抑制作用

用含不同濃度PS-1菌株的人工飼料飼喂甜菜夜蛾4齡幼蟲3 d后，甜菜夜蛾幼蟲中腸的蛋白酶比活力明顯降低(F=841.74，P<0.0001)(表1)。3個濃度(2.0×104cfu/g-2.0×108cfu/g)處理組的蛋白酶比活力比對照組降低了41.35%-44.42%。淀粉酶比活力也比對照組明顯降低(F=254.62，P<0.0001)，處理組的淀粉酶比活力比對照組降低了31.07%-31.59%。

表1 PS-1菌株對甜菜夜蛾幼蟲中腸消化酶活性的影響Table 1 Influences of Serratia marcescens PS-1 bacterial strain on the activity of midgut proteinase and amylase of Spodoptera exigua larvae

注：表中同列數(shù)據(jù)后字母不同者表示差異性顯著(鄧肯式新復(fù)極差法，P<0.05)。Note: Data in the table followed by different letters are significantly different (Duncan’s multiple range test,P<0.05).

2.2 PS-1菌株對甜菜夜蛾幼蟲中腸組織形態(tài)學(xué)的影響

2.2.1 中腸組織切片觀察結(jié)果

從對照組和處理組甜菜夜蛾4齡幼蟲中腸組織切片圖(圖1)可以看出：對照組的甜菜夜蛾幼蟲中腸腸壁細胞主要由柱狀細胞和杯狀細胞組成，細胞排列整齊緊密；圍食膜清晰可見(圖1：A)。取食PS-1菌株1 d的甜菜夜蛾幼蟲中腸細胞排列較整齊，柱狀細胞和杯狀細胞均明顯伸長，變形；柱狀細胞頂端出現(xiàn)囊狀突及其破裂后的分泌物，整個圍食膜被破壞消失(圖1：B)；處理2 d，中腸腸壁細胞排列疏松混亂，很難辨別細胞形態(tài)，囊狀突繼續(xù)膨脹，有的破裂；部分細胞出現(xiàn)溶解，脫落；在腸壁細胞的基部出現(xiàn)大量的小型再生細胞，腸壁細胞開始加厚(圖1：C)。處理3 d，腸壁細胞嚴(yán)重破壞，大量細胞脫落，連同細胞核和細胞質(zhì)進入腸腔；腸壁再生細胞大量分裂，造成局部腸壁細胞向腸腔內(nèi)外增生(圖1：D)。

2.2.2 腸壁細胞超微結(jié)構(gòu)的觀察結(jié)果

通過觀察比較對照和處理甜菜夜蛾幼蟲中腸腸壁細胞的超微結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，對照組細胞核明顯，細胞體完整；微絨毛排列緊密、整齊；線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和溶酶體清晰可見(圖2：A-B)。甜菜夜蛾幼蟲感染PS-1菌株3 d后，腸壁細胞的微絨毛稀疏，收縮變形，脫落，細胞間隙增大(圖2：C-D)；胞內(nèi)出現(xiàn)大量空泡，溶酶體數(shù)量增多，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)消失，線粒體膨脹變形(圖2：D-F)。

圖1 感染粘質(zhì)沙雷氏菌PS-1后甜菜夜蛾幼蟲中腸腸壁細胞的變化(切片厚度4 μm)Fig.1 Changes in the midgut cells of Spodoptera exigua larvae after Serratia marcescens PS-1 bacterial strain infection (The section thickness was 4 μm)注：A-D，光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果；A，對照中腸細胞；B，細胞混亂變形，囊狀突破裂，圍食膜消失；C，再生細胞生成；D，腸壁細胞脫落；Cc，柱狀細胞；Gc，杯狀細胞；Pm，圍食膜；Cp，囊狀突；Rc，再生細胞。Note: A-D, observed under light microscope; A, the control midgut cells; B, the cells elongated and deformed, cytoplasmic projections bursted, peritrophic membrane disappeared; C, the regenerative builded; D, midgut cell denuded; Cc, Columnar cell; Gc, Goblet cell; Pm, Peritrophic membrane; Cp, Cytoplasmic projections; Rc, Regenerative cell.

圖2 感染PS-1菌株的甜菜夜蛾幼蟲中腸細胞透射電鏡圖(切片厚度70-100 nm)Fig.2 TEM of midgut cells of Spodoptera exigua larvae after Serratia marcescens PS-1 bacterial strain infection (The section thickness was 70-100 nm)注：A-F，電子顯微鏡觀察結(jié)果；A-B，對照細胞；C-F，PS-1菌株處理細胞；Vi，微絨毛；Nu，細胞核；Mi，線粒體；Re，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；L，溶酶體；V，空泡。Note: A-F, observed under electron microscope; A-B, the control cells; C-F, the treatment cells by PS-1; Vi, microvilli; Nu, nucleolus; Mi, mitochondria; Re, endoplasmic reticulum; L, lysosomes; V, vacuolation.

3 結(jié)論與討論

昆蟲中腸是分泌消化酶、消化食物和吸收養(yǎng)分的主要部位，消化酶活性的大小直接關(guān)系到昆蟲對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力。本研究結(jié)果表明，感染PS-1菌株的甜菜夜蛾幼蟲中腸蛋白酶和淀粉酶的比活力比對照明顯降低。結(jié)果與Mohan等(2011)報道的棉鈴蟲幼蟲取食了含有粘質(zhì)沙雷氏菌SRM菌株的飼料后中腸蛋白酶活性顯著降低相一致。金虹(2005)報道了粘質(zhì)沙雷氏菌HR-3菌株處理蝗蟲后，蝗蟲腸道杯狀細胞增多，細胞核濃縮，細胞層完全變性，細胞內(nèi)空泡化嚴(yán)重，蝗蟲腸道細胞嚴(yán)重破壞，最終導(dǎo)致細菌進入血腔增殖，患敗血癥死亡。PS-1菌株對甜菜夜蛾幼蟲的病理學(xué)效應(yīng)與以上報道相類似。同時，我們發(fā)現(xiàn)，感染了PS-1菌株1 d的甜菜夜蛾幼蟲中腸的圍食膜被破壞消失。圍食膜作為中腸腸壁細胞與腸腔之間的一道有效屏障可以保護腸壁細胞免受粗糙食物顆粒磨損和微生物及其毒素的入侵(張嚴(yán)峻等，2000；彩萬志等，2001；王蔭長，2004；尹姣等，2009)。圍食膜主要由蛋白質(zhì)、糖和幾丁質(zhì)構(gòu)成。其中，幾丁質(zhì)不僅含量較高，而且是圍食膜骨架的主要成分，能強烈地親和蛋白質(zhì)而聚合成微纖維(Moskalyketal., 1995)。已有的研究證明粘質(zhì)沙雷氏菌分泌的胞外蛋白質(zhì)有幾丁質(zhì)酶、蛋白酶、核酸酶、磷脂酶、溶血素和脂肪酶等(Aucken and Pitt, 1998; Joetal., 2008; Kimetal., 2009)。幾丁質(zhì)酶能夠破壞腸道圍食膜的幾丁質(zhì)，從而破壞了圍食膜的骨架結(jié)構(gòu)，使得菌體容易進入昆蟲體內(nèi)，引起敗血癥而死亡(徐紅革和彭輝銀，2004；尹鴻翔等，2004)。Mohan等(2011)報道粘質(zhì)沙雷氏菌SRM菌株具有克服昆蟲宿主防御的能力和在整個腸道和血腔迅速增殖的能力。在感染了SRM菌株的棉鈴蟲4齡幼蟲腸道和血淋巴中粘質(zhì)沙雷氏菌是唯一存在的細菌，而且，在中腸中的數(shù)量明顯高于前腸和后腸。Tao等(2006)從粘質(zhì)沙雷氏菌菌株HR-3的培養(yǎng)液中分離純化出一種新的殺蟲蛋白—鋅金屬蛋白酶，其酶促活性測定的結(jié)果顯示該殺蟲蛋白擁有水解蛋白的活性。由此可以推斷，甜菜夜蛾幼蟲吞食了含有粘質(zhì)沙雷氏菌PS-1菌株的飼料后，細菌在中腸內(nèi)大量繁殖和分泌包括幾丁質(zhì)酶、金屬蛋白酶等殺蟲蛋白，使圍食膜遭到破壞而消失；使作用于中腸腸壁細胞的細菌和毒素的數(shù)量增加、入侵機會增多，腸壁細胞伸長、變形，微絨毛脫落，細胞間隙增大，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)消失，細胞質(zhì)空泡化，最后導(dǎo)致大量細胞脫落。為了補償消耗的細胞，腸壁基部的再生細胞提前快速分裂，打破了再生細胞固有的分裂周期，使局部細胞提前分裂而又缺乏分化，造成局部細胞層加厚(閻鳳鳴等，1995)。遭到破壞的腸壁細胞不再具有分泌消化酶和吸收消化產(chǎn)物的功能，腸道內(nèi)蛋白酶和淀粉酶的比活力降低，營養(yǎng)物質(zhì)的利用率大大降低。從而引起甜菜夜蛾幼蟲的死亡和抑制幼蟲的生長發(fā)育。然而，是PS-1菌體直接作用于宿主中腸細胞，還是PS-1菌體的代謝產(chǎn)物引起的腸道細胞病變，還有待進一步研究。本研究進一步揭示了粘質(zhì)沙雷氏菌PS-1菌株對甜菜夜蛾幼蟲有顯著的胃毒作用，初步探討了PS-1菌株對甜菜夜蛾幼蟲中腸組織病變是其引起甜菜夜蛾幼蟲胃毒致死的作用機制之一。研究結(jié)果為甜菜夜蛾的生物防治提供了新思路和新途徑，為粘質(zhì)沙雷氏菌作為生物源殺蟲劑的開發(fā)和利用提供了科學(xué)依據(jù)。

References)

Aucken HM, Pitt TL.Antibiotic resistance and putative virulence factors ofSerratiamarcescenswith respect to O and K serotypes [J].JournalofMedicalMicrobiology, 1998, 47 (12): 1105-1113.

Bi MJ, Xue M, Li QL,etal.Effects of feeding on tobacco plants preinfested byBemisiatabaci(Homoptera: Aleyrodidae) B-biotype on activities of protective enzymes and digestive enzymes inBemisiatabaciandMyzuspersicae(Homoptera: Aphididae) [J].ActaEntomologicaSinica, 2010, 53 (2): 139-146.[畢明娟, 薛明, 李慶亮，等.取食B型煙粉虱前侵染的煙草對B型煙粉虱和煙蚜體內(nèi)保護酶和消化酶活性的影響[J].昆蟲學(xué)報, 2010, 53 (2): 139-146]

Cai WZ, Pang XF, Hua BZ,etal.General Entomology [M].Beijing: China Agricultural University Press.2001, 108-109.[彩萬志, 龐雄飛, 花保禎，等.普通昆蟲學(xué)[M].北京: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 2001, 108-109]

Guo F, Xin JL.Experiment Technology of Entomology [M].Beijing: Science Press, 1988, 107-112.[郭郛, 忻介六.昆蟲學(xué)實驗技術(shù)[M].北京: 科學(xué)出版社, 1988, 107-112]

Jin H.Identification of A Pathogenic Strain of Locusts and Its Toxicity and Pathology [D].Chengdu: Sichuan University, 2005.[金虹.蝗蟲病原菌的分離鑒定及其毒力病理研究[D].成都: 四川大學(xué)碩士論文, 2005]

Jo GH, Jung WJ, Kuk JH,etal.Screening of protease-producingSerratiamarcescensFS-3 and its application to deproteinization of crab shell waste for chitin extraction [J].CarbohydratePolymers, 2008, 74 (3): 504-508.

Kim Y, Kim K, Seo J,etal.Identification of an entomopathogenic bacterium,Serratiasp.ANU101, and its hemolytic activity [J].JournalofMicrobiologyandBiotechnology, 2009, 19 (3): 314-322.

Mohan M, Selvakumar G, Sushil SN,etal.Entomopathogenicity of endophyticSerratiamarcescensstrain SRM against larvae ofHelicoverpaarmigera(Noctuidae: Lepidoptera) [J].WorldJournalofMicrobiologyBiotechnology, 2011, 27 (11): 2545-2551.

Moskalyk LA, Jacobs LM.Comparative studies of the peritrophic matrix ofAnophekesgamblaeandAedesaegypti[J].JournalofCellularBiochemistry, 1995, S21A: 210.

Ortegaestrada MDJ, Rincóncastro MCD, Basurtoríos R,etal.Phoresis betweenSerratiamarcescensandSteinernemacarpocapase(Rhabditida: Steinernernematidae) during infection ofgalleriamellonella(Lepidoptera: Pyralidae) larvae [J].FloridaEntomologist, 2012, 95 (1): 120-127.

Pan K, Huang BQ, Hou XW,etal.The effect ofAlocasiamacrorrhizalectinon the amylase and protease of soybean aphidAphiscraccivora[J].GuangdongAgriculturalSciences, 2010, 37 (10): 103-105.[潘科, 黃炳球, 候?qū)W文.海芋凝集素對豆芽淀粉酶、蛋白酶活性的影響[J].廣州農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 37 (10): 103-105]

Parani K, Shetty GP, Saha BK.Isolation ofSerratiamarcescensSR1 as a source of chitinase having potentiality of using as a biocontrol agent [J].IndianJournalofMicrobiology, 2011, 51 (3): 247-250.

Qi FJ, Liu Y, Ji ZY.Isolation and identification of a new pathogenic bacterium strain forSpodopteraexiguaHünber [J].ActaPhytophylacicaSinica, 2004, 31 (2): 223-224.[齊放軍, 劉纓, 季志英.一種新的甜菜夜蛾致病菌的分離和鑒定[J].植物保護學(xué)報, 2004, 31 (2): 223-224]

Si SY, Zhou LL, Wang SL,etal.Progress in research on prevention and control of beet armyworm,Spodopteraexiguain China [J].ChineseJournalofAppliedEntomology, 2012, 49 (6): 1432-1438.[司升云, 周利琳, 王少麗, 等.甜菜夜蛾防控技術(shù)研究與示范[J].應(yīng)用昆蟲學(xué)報, 2012, 49 (6): 1432-1438]

Su HH, Song B, Li L,etal.Resistance ofSpodopteraexiguato insecticides and mechanisms of resistance [J].ChineseJournalofAppliedEntomology, 2012, 49 (6): 1659-1663.[蘇宏華, 宋彬, 李麗, 等.甜菜夜蛾的抗性及抗性機理研究進展[J].應(yīng)用昆蟲學(xué)報, 2012, 49 (6): 1659-1663]

Tao K.Studies onPurification, Gene Cloning and Expression of Insecticidal Protein [D].Chengdu: Sichuan University, 2006.[陶科.粘質(zhì)沙雷氏菌殺蟲蛋白的分離純化及其基因的克隆與表達研究[D].成都: 四川大學(xué)博士論文, 2006]

Tao K, Long ZF, Liu K,etal.Purification and properties of a novel insecticidal protein from the locust pathogenSerratiamarcescensHR-3 [J].CurrentMicrobiology, 2006, 52 (1): 45-49.

Wang YC.Insect Physiology [M].Beijing: China Agriculture Press.2004, 52-53.[王蔭長.昆蟲生理學(xué)[M].北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2004, 52-53]

Xiong ZY, Zhou Q, Yu DC.Technique of Paraffin Slices of Insect Intestine [A].In: Wen LZ, ed.Insect Research in Central China (Vol.VI) [M].Changsha: Central South University Press, 2010, 95-98.[熊正燕, 周瓊, 余定椿.昆蟲腸組織石蠟切片的制作[A].見: 文禮章主編, 華中昆蟲研究 (第6卷) [M].長沙: 中南大學(xué)出版社, 2010, 95-98 ]

Xu HG, Peng HY.Delayed effects of chitinase ofSerratiamarcescensisolate S3 onHelicoverpaarmigerain different instar [J].ActaMicrobiologicaSinica, 2004, 44 (1): 88-92.[徐紅革, 彭輝銀.沙雷氏桿菌S3菌株產(chǎn)幾丁質(zhì)酶對棉鈴蟲不同蟲齡幼蟲的后致死作用[J].微生物學(xué)報, 2004, 44 (1): 88-92]

Yan FM, Xu CR, Li SG,etal.Effects of DIMBOA on the midgut of Asian corn borer,Ostriniafurnacalis(Guenée) [J].ActaEntomologicaSinica, 1995, 38 (3): 380-382.[閻鳳鳴, 許崇任, 李松崗，等.丁布對亞洲玉米螟幼蟲中腸組織的影響效果[J].昆蟲學(xué)報, 1995, 38 (3): 380-382]

Yang JY, Cao X, Ji CY,etal.Inhibitory effects ofSerratiamarcescensisolate PS-1 on the increase of experimental population ofSpodopteraexigua[J].ChineseJournalofBiologicalControl, 2015, 31 (4): 501-507.[楊建云, 曹溪, 紀(jì)春艷, 等.粘質(zhì)沙雷氏菌菌株P(guān)S-1對甜菜夜蛾實驗種群增長的抑制作用[J].中國生物防治學(xué)報, 2015, 31 (4): 501-507]

Yang Q, Zhou Y, Han GJ,etal.Isolation, identification and active ingredient analysis of two pathogenic bacterial strains isolated fromSpodopteraexigua[J].JiangsuJournalofAgriculturalSciences, 2012, 28 (6): 1267-1271.[楊瓊, 周宇, 韓光杰, 等.兩種甜菜夜蛾致病菌的分離、鑒定及殺蟲成分初步分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2012, 28 (6): 1267-1271]

Yin HX, Zhang J, Hou RT,etal.Isolation and identification of a chitinase-producing bacterium and its synergistic effect on locust biocontrol [J].Plantprotection, 2004, 30 (2): 37-41.[尹鴻翔, 張杰, 侯若彤, 等.一株幾丁質(zhì)酶產(chǎn)生菌的分離鑒定及其滅蝗增效作用[J].植物保護, 2004, 30 (2): 37-41]

Yin J, Guo W, Li KB,etal.Effect of fluorescent brightener 28 (M2R) on peritrophic membrane ofLoxostegesticticalis(Lepidoptera: Pyralidae) and its synergistic effect on Bt virulence [J].ActaEntomologicaSinica, 2009, 52 (7): 763-768.[尹姣, 郭巍, 李克斌, 等.光增白劑M2R對草地螟中腸圍食膜的影響及對Bt毒力的增效作用[J].昆蟲學(xué)報, 2009, 52 (7): 763-768]

Zhang YJ, Tan J, Lin YQ.The effects on peritrophic membrane ofHelicoverpaarmigeratreated by low temperature and chitinase [J].ChineseJournalofBiologicalControl, 2000, 16 (4): 152-155.[張嚴(yán)峻, 譚軍, 林玉清.低溫和幾丁質(zhì)酶處理對棉鈴蟲圍食膜的影響[J].中國生物防治學(xué)報, 2000, 16 (4): 152-155]

Effects ofSerratiamarcescensPS-1 bacterial strain on structure of the midgut and digestive enzyme activities ofSpodopteraexigua(Hünber) larvae

ZHAO Xiao-Feng1, XIANG Ya-Lin2*, LING Bing1, XU Xiao-Xia1, ZHANG Mao-Xin1**

(1.College of Agriculture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 2.Department of Bioengineering, Jieyang Vocational & Technical College, Jieyang 522000, Guangdong Province, China)

SerratiamarcescensPS-1 bacterial strain with high infectivity was isolated from the natural death larvae ofPhyllotretastriolata.It has high effect of stomach toxicity against theSpodopteraexigua(Hünber) larvae.In order to define the insecticidal mechanism, we measured the effects ofS.marcescensoral infection on the activity of proteinase and amylase, and the ultrastructure of the midgut ofS.exigua.The results showed that the activities of midgut proteinase and amylase were significantly decreased after PS-1 infection.According to the histopathologic data, we found that the peritrophic membrane structure of infected larvae was seriously damaged.Intestinal epithelial cells were massively dead and compensatory proliferation.Furthermore, the infected midgut epithelial cell displays translucent vacuoles evocative of cellular stress.The results indicate thatS.marcescenskill the larvae ofS.exiguaby inhibition of digestive enzyme and the destruction of the midgut.

Spodopteraexigua;SerratiamarcescensPS-1; stomach toxicity; inhibition on enzyme activity; pathological changes

趙曉峰，向亞林，凌冰,等.粘質(zhì)沙雷氏菌PS-1菌株對甜菜夜蛾幼蟲中腸結(jié)構(gòu)及消化酶活性的影響[J].環(huán)境昆蟲學(xué)報，2017,39(3):533-538.

廣東省科技計劃項目(2013B090700009-03，2014A020208106)

趙曉峰，男，碩士研究生，研究方向為昆蟲生態(tài)學(xué)，E-mail：xiaofengzhao_ok@163.com;*共同第一作者, E-mail: alinclimb@163.com

**通信作者Author for correspondence, E-mail: mxzhang@scau.edu.cn

Received: 2016-12-29; 接受日期Accepted: 2017-05-10

S433.5;Q935

A

1674-0858(2017)03-0533-06