趙 藝,徐華潮,馬 艷,史黎央
(浙江農(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院,浙江 杭州 311300)
銹色粒肩天牛Apriona swainsoni為鞘翅目Coleoptera天??艭erambycidae昆蟲(chóng),主要寄生于國(guó)槐Sophora japonica,云實(shí)Caesalpinia decapetala等豆科Leguminosae植物[1-3],是危害較為嚴(yán)重的蛀干害蟲(chóng)之一。滅幼脲(chlorbenzuron)是保幼激素的類似物[4-6],由咽側(cè)體分泌,對(duì)昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)、發(fā)育和生殖起著重要作用[7]。成蟲(chóng)飼喂滅幼脲后體質(zhì)量減輕,飛行能力減弱,產(chǎn)卵量和孵化率下降,壽命縮短等[8-9],近年來(lái)被廣泛用于雙翅目Diptera和鱗翅目Lepidoptera等害蟲(chóng)的防治,在鞘翅目昆蟲(chóng)防治上也取得了一定成效[10],但在天牛幼蟲(chóng)的防治上研究較少。蟲(chóng)酰肼(flubenzuron)是昆蟲(chóng)蛻皮激素類似物,常見(jiàn)蛻皮激素類似物類殺蟲(chóng)劑有蟲(chóng)酰肼(RH5992)、米滿(methoxyfenozide,RH2485)和氯蟲(chóng)酰肼 (halofenozide,RH-0345)等3種,有報(bào)道稱RH5992和RH2485只對(duì)鱗翅目昆蟲(chóng)有活性,RH-0345只對(duì)鞘翅目有活性[5],但也有文獻(xiàn)指出蟲(chóng)酰肼對(duì)雙翅目搖蚊屬Chironomus昆蟲(chóng)同樣有效[11]。機(jī)體正常生理功能多是通過(guò)酶的調(diào)控實(shí)現(xiàn)的,抗氧化酶和解毒酶是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的2類酶。McCORD等[12]發(fā)現(xiàn)超氧化物歧化酶(SOD)可以使自由基發(fā)生歧化反應(yīng),谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(GSTs)能催化還原型谷胱甘肽形成硫醚氨酸[13],羧酸酯酶(CarE)可以催化羧酸酯生成酸和醇,從而降低細(xì)胞毒性,保護(hù)細(xì)胞膜。本研究以蟲(chóng)酰肼和滅幼脲處理后木屑喂飼銹色粒肩天牛幼蟲(chóng),通過(guò)測(cè)定蟲(chóng)體內(nèi)4種酶的變化,反映藥物處理后天牛的生理狀態(tài),為天牛的防治提供理論依據(jù)。
銹色粒肩天牛由上饒?jiān)茖?shí)農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司惠贈(zèng),為半生態(tài)飼養(yǎng)的3齡幼蟲(chóng)(齡期評(píng)定參照LE等[14]、王小藝等[15]、 張海濱等[16]方法), 質(zhì)量為 0.80~0.85 g·頭-1。 過(guò)氧化氫酶(CAT), 超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(GSTs),羧酸酯酶(CarE)的試劑盒均購(gòu)自上海酶聯(lián)生物公司。質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的蟲(chóng)酰肼懸濁液購(gòu)自濟(jì)南天邦化工有限公司,質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%的滅幼脲購(gòu)自濰坊華諾生物科技有限公司。BioTek synergyH1多功能酶標(biāo)儀由美國(guó)Biotek公司生產(chǎn)。云實(shí)木屑由天臺(tái)山1年生云實(shí)枝條粉碎制成。蒸餾水稀釋蟲(chóng)酰肼和滅幼脲至 100 mg·L-1后, 按 V(稀釋藥液)∶m(云實(shí)木屑)=0.2 L∶1.0 kg均勻混合后備用。
處理好的云實(shí)木屑飼喂天牛幼蟲(chóng)。60頭·組-1,重復(fù)3次。對(duì)照用同量的蒸餾水處理木屑。飼喂12,24,36,48,60和72 h后分別隨機(jī)取10頭,液氮中研磨后稱取0.5 g,放入裝有磷酸緩沖液(PBS,pH 7.4)的50 mL離心管中,4℃下6 000 r·min-1離心20 min,取上清液,即為酶的提取液。提取液分裝4管,-20℃保存?zhèn)溆?。取樣完畢后按試劑盒說(shuō)明書操作,BioTek synergyH1多功能酶標(biāo)儀測(cè)定酶活性。
用SPSS進(jìn)行雙因素方差分析;用Excel軟件分析藥物處理后天牛體內(nèi)酶的變化趨勢(shì)。
由表1可以看出:滅幼脲處理組(T1組)過(guò)氧化氫酶活性與對(duì)照組無(wú)顯著差異;蟲(chóng)酰肼處理組(T2組)過(guò)氧化氫酶活性下降,相較于對(duì)照組以及T1組差異顯著。就各時(shí)段而言,對(duì)照組在72 h內(nèi)各相鄰時(shí)段之間無(wú)明顯差異。T1組過(guò)氧化氫酶活性先上升,24 h后開(kāi)始下降。T2組過(guò)氧化氫酶活性在12 h內(nèi)已低于對(duì)照組,并且有持續(xù)下降的趨勢(shì)。無(wú)論哪種藥物處理,處理組超氧化物歧化酶活性均高于對(duì)照組,且差異顯著;滅幼脲處理12 h蟲(chóng)體超氧化物歧化酶活性已高于對(duì)照組,48 h后繼續(xù)上升;蟲(chóng)酰肼處理24 h后蟲(chóng)體超氧化物歧化酶活性迅速上升,之后下降,與對(duì)照組差異顯著。觀測(cè)羧酸酯酶活性,處理組和對(duì)照組并無(wú)顯著差異。與對(duì)照相比,處理組蟲(chóng)體谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶活性均顯著增高,但處理組間差異不顯著;蟲(chóng)酰肼處理后谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶活性在24 h時(shí)達(dá)到頂峰,之后下降;而滅幼脲處理后蟲(chóng)體谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶酶活性在12 h時(shí)已顯著升高,之后下降。
研究發(fā)現(xiàn):用滅幼脲處理昆蟲(chóng),蟲(chóng)體內(nèi)2種氧化酶的活性升高、下降并不是同步的,原因可能是滅幼脲刺激使蟲(chóng)體在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的大量自由基激活氧化酶,氧化酶應(yīng)對(duì)速度和持續(xù)作用時(shí)間存在差異。本試驗(yàn)中,銹色粒肩天牛幼蟲(chóng)被喂飼滅幼脲處理的木屑,蟲(chóng)體氧化酶被激活并與自由基迅速結(jié)合;但在分離時(shí)過(guò)氧化氫酶較超氧化物歧化酶更為迅速,即在蟲(chóng)體內(nèi)作用時(shí)間較短,最終表現(xiàn)為過(guò)氧化氫酶活性在24 h后迅速降低,而超氧化物歧化酶一直處于較高水平,持續(xù)滅活多余的自由基。用蟲(chóng)酰肼處理蟲(chóng)體后,過(guò)氧化氫酶活性低于對(duì)照組;超氧化物歧化酶活性高于對(duì)照組,但與滅幼脲處理組差異不顯著(P<0.05)。由此猜測(cè),蟲(chóng)酰肼可能會(huì)抑制蟲(chóng)體過(guò)氧化氫酶的激活,而對(duì)超氧化物歧化酶的激活并沒(méi)有太大的影響,說(shuō)明蟲(chóng)酰肼刺激下的天牛幼蟲(chóng)體內(nèi)過(guò)氧化氫酶沒(méi)有參與多余自由基的中和作用。因此,在滅活自由基的過(guò)程中,超氧化物歧化酶的作用更為廣泛,蟲(chóng)體對(duì)蟲(chóng)酰肼產(chǎn)生傷害的抵抗力低于對(duì)滅幼脲,用蟲(chóng)酰肼防治銹色粒肩天牛的效果可能優(yōu)于滅幼脲。
表1 不同處理對(duì)天牛體內(nèi)4種酶的影響Table 1 Effects of 4 enzymatics activities under different treatments
DHADIALLA等[17]研究表明,用蛻皮激素處理蟲(chóng)體時(shí),蟲(chóng)體會(huì)出現(xiàn)拒食、蛋白質(zhì)合成增多等情況。徐希寶[18]指出在棉鈴蟲(chóng)體內(nèi)谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶活性和抗性形成有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn),不管是用蟲(chóng)酰肼還是滅幼脲刺激銹色粒肩天牛幼蟲(chóng),蟲(chóng)體內(nèi)的谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶活性都明顯高于對(duì)照組,因此猜測(cè)銹色粒肩天牛體內(nèi)谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶活性升高也是一種自我調(diào)控產(chǎn)生抗性的過(guò)程;谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶活性的提高可以加快蟲(chóng)體內(nèi)有害物質(zhì)的代謝,SMAGGHE等[19]也指出蟲(chóng)酰肼代謝的加快是抗性產(chǎn)生的重要原因。谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶和羧酸酯酶都是昆蟲(chóng)體內(nèi)的重要解毒酶,但是,在用藥物處理后,羧酸酯酶活性和對(duì)照組相比并無(wú)顯著差異,這可能從側(cè)面說(shuō)明蟲(chóng)體對(duì)蟲(chóng)酰肼和滅幼脲的抗性是由谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶直接體現(xiàn)的,換而言之,谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶可能是昆蟲(chóng)抗性的重要標(biāo)志物。
蟲(chóng)酰肼和滅幼脲是昆蟲(chóng)激素類似物,對(duì)于昆蟲(chóng)的機(jī)體調(diào)控作用大于直接的毒殺作用,且該調(diào)控作用有一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程。因此,在此之后還需要觀察這2種藥物對(duì)銹色粒肩天牛整個(gè)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程,從而為防治天牛提供更多的理論基礎(chǔ)。
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