高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)中腸消化酶活性的影響

張麗，張建剛，張仙紅

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 文理學(xué)院，山西 太谷 030801； 2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801)

高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)中腸消化酶活性的影響

張麗1，張建剛1，張仙紅2*

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 文理學(xué)院，山西 太谷 030801； 2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801)

[目的]了解高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶和蔗糖酶活性的影響。[方法]采用飼喂法，研究了不同濃度高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾4、5、6齡幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶和蔗糖酶活性的影響。[結(jié)果]甘藍(lán)夜蛾取食高效氯氰菊酯處理的甘藍(lán)葉片后，中腸蔗糖酶、海藻糖酶的活力均隨高效氯氰菊酯劑量的增加而提高，且2種酶活力均隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯降低，并隨著齡期的增大影響程度逐漸減小。當(dāng)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)4齡時(shí)，中腸海藻糖酶在不同處理時(shí)間及各濃度之間與對(duì)照差異顯著。5齡時(shí)，2 500X與2 000X相比差異不顯著，其它濃度不同處理時(shí)間與對(duì)照均差異顯著。6齡時(shí)2 500X處理3 h與對(duì)照差異不顯著, 2 000X、1 500X處理與對(duì)照均差異顯著。[結(jié)論]高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)海藻糖酶和蔗糖酶活性影響顯著，其影響程度隨劑量的增高呈增大趨勢(shì)，且隨著齡期的增大影響程度逐漸減弱。

甘藍(lán)夜蛾； 高效氯氰菊酯； 海藻糖酶； 蔗糖酶

甘藍(lán)夜蛾(Mamestrabrassicae(L.))屬鱗翅目夜蛾科，又名甘藍(lán)夜盜蟲(chóng)、菜夜蛾等。該蟲(chóng)害分布廣泛，我國(guó)遼寧、內(nèi)蒙古、新疆、青海、甘肅、四川、山西、北京、天津、山東均有發(fā)生[1～8]。目前，甘藍(lán)夜蛾已知的寄主植物達(dá)40余科100余種，我國(guó)多地出現(xiàn)過(guò)上百公頃大白菜受甘藍(lán)夜蛾危害，幾天內(nèi)造成絕收[9]，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要害蟲(chóng)之一。

昆蟲(chóng)消化酶是由昆蟲(chóng)中腸上皮細(xì)胞形成和分泌的，其活性直接影響昆蟲(chóng)對(duì)食物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收。對(duì)消化系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)的破壞或?qū)ο赶档母蓴_將導(dǎo)致昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育受阻乃至死亡。昆蟲(chóng)消化酶活力的高低直接反映了昆蟲(chóng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收和利用的能力。其中海藻糖酶是昆蟲(chóng)體內(nèi)能夠水解海藻糖的唯一酶類，產(chǎn)生的葡萄糖被用于昆蟲(chóng)細(xì)胞進(jìn)行糖酵解的原料，為昆蟲(chóng)各組織器官提供能量。蔗糖酶不僅分解蔗糖提供能量，還對(duì)昆蟲(chóng)體內(nèi)的滲透壓起調(diào)節(jié)作用[10]。

高效氯氰菊酯是一種具有較強(qiáng)觸殺和胃毒作用的擬除蟲(chóng)菊酯類殺蟲(chóng)劑[11]。由于其高效、廣譜、低毒和低殘留的特點(diǎn)，目前已成為防治食葉害蟲(chóng)的重要?dú)⑾x(chóng)劑。為此，本研究以不同濃度高效氯氰菊酯處理的甘藍(lán)葉片飼喂甘藍(lán)夜蛾不同齡期的幼蟲(chóng)，測(cè)定取食3～24 h后甘藍(lán)夜蛾不同齡期幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶和蔗糖酶的酶活力，旨在明確高效氯氰菊酯的殺蟲(chóng)機(jī)理、及其合理使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

甘藍(lán)夜蛾卵塊采自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)未施農(nóng)藥的甘藍(lán)菜地，在室內(nèi)采用未施藥甘藍(lán)進(jìn)行飼養(yǎng)至4、5、6齡期時(shí)備用。

1.2 供試試劑

4.5%高效氯氰菊酯乳油，北京中保綠農(nóng)科技集團(tuán)。

1.3 試蟲(chóng)處理

將4.5%高效氯氰菊酯乳油稀釋為1 500 x、2 000 x、2 500 x 3個(gè)濃度，并設(shè)清水對(duì)照。將甘藍(lán)葉片切成約10～15 cm2小塊于不同濃度的藥液中浸漬30 s，晾干后飼喂蛻皮1 d并饑餓6 h后的4、5、6齡幼蟲(chóng)，分別于3、6、9、12、24 h取樣，每處理10頭幼蟲(chóng)，重復(fù)3次。

1.4 酶液的制備

用冰冷(-0.5 ℃)的0.15 mol·L-1生理鹽水沖洗取樣幼蟲(chóng)，在冰盤上迅速解剖，截取試蟲(chóng)中腸，于-70 ℃冷凍冰箱冰凍保存。測(cè)試前，將中腸組織用濾紙吸掉表面水分后，按鮮質(zhì)量1∶20加0.2 mol·L-1pH 6.9的磷酸鹽緩沖液，在冰浴中勻漿，勻漿液在4 ℃、4 000 r·min-1下離心20 min，取上清液作為酶原。

1.5 蔗糖酶活性的測(cè)定

參照李志剛等[12]方法進(jìn)行。以50 μL 4%蔗糖為底物，先加入200 μL 0.2 mol·L-1磷酸緩沖液 (pH 5.8)，再加入20 μL酶液與之反應(yīng)。室溫下反應(yīng)10 min后，將其置于37 ℃水浴60 min后，加250 μL 3,5-二硝基水楊酸終止反應(yīng)，繼續(xù)沸水浴5 min，冷卻后于550 nm 波長(zhǎng)測(cè)定吸光值。無(wú)酶反應(yīng)體系用20 μL、0.2 mol·L-1磷酸緩沖液 (pH 5.8)代替酶液，作為對(duì)照。

1.6 海藻糖酶活性的測(cè)定

參照李志剛[12]等方法進(jìn)行。以50 μL 3%蔗糖為底物，加入200 μL 0.2 mol·L-1磷酸緩沖液 (pH 5.8)，再20 μL酶液與之反應(yīng)。室溫下反應(yīng)10 min后，將其置于37 ℃水浴60 min，加250 μL 3,5-二硝基水楊酸終止反應(yīng)，然后沸水浴5 min，于550 nm 波長(zhǎng)測(cè)定吸光值。無(wú)酶反應(yīng)體系用20 μL、0.2 mol·L-1磷酸緩沖液 (pH 5.8)代替酶液，作為對(duì)照。

1.7 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 15.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，并采用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行平均數(shù)的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)蔗糖酶活性的影響

甘藍(lán)夜蛾4齡幼蟲(chóng)取食經(jīng)不同濃度處理的甘藍(lán)葉片后中腸蔗糖酶活力變化如圖1。從圖中可知，不同濃度的高效氯氰菊酯及取食不同時(shí)間后對(duì)4齡幼蟲(chóng)中腸蔗糖酶活力的影響不同。

圖1 不同濃度高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾4齡幼蟲(chóng)中腸蔗糖酶活性影響Fig.1 The change of sucrase enzyme activity of the 4th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

當(dāng)取食高效氯氰菊酯3種濃度處理的甘藍(lán)葉片3 h時(shí)，4齡幼蟲(chóng)蔗糖酶比活力分別為93%、83%、46%；當(dāng)取食12 h時(shí)，其蔗糖酶比活力分別為對(duì)照的60%、39%、220.；當(dāng)取食24 h時(shí)，其蔗糖酶比活力分別為對(duì)照的39%、19%、8%。各處理經(jīng)DMRT法統(tǒng)計(jì)分析，在3、6、9、12、24 h各濃度處理與對(duì)照均差異顯著。4齡幼蟲(chóng)體內(nèi)中腸蔗糖酶活力隨時(shí)間的推移與對(duì)照相比逐漸降低，且高效氯氰菊酯濃度越高，中腸蔗糖酶活力越低?？梢?jiàn)隨高效氯氰菊酯濃度的提高，對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)蔗糖酶活力影響程度顯著增加。

甘藍(lán)夜蛾5齡幼蟲(chóng)取食經(jīng)不同濃度處理的甘藍(lán)葉片后中腸蔗糖酶的變化如圖2。從圖中可知，不同濃度的高效氯氰菊酯及取食不同時(shí)間后對(duì)5齡幼蟲(chóng)中腸蔗糖酶活力的影響不同。

圖2 不同濃度高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾5齡幼蟲(chóng)中腸蔗糖酶活性影響Fig.2 The change of sucrase enzyme activity of the 5th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

當(dāng)取食高效氯氰菊酯3種濃度處理的甘藍(lán)葉片3 h時(shí)，其蔗糖酶比活力分別為對(duì)照的95%、61%、47%；當(dāng)取食9 h時(shí)，其蔗糖酶比活力分別為對(duì)照的50%、42%、18%；當(dāng)取食24 h時(shí)，其蔗糖酶比活力分別為對(duì)照的36%、27%、10%。在3、6、9、12、24 h各濃度處理與對(duì)照均差異顯著。5齡幼蟲(chóng)體內(nèi)中腸蔗糖酶活力隨時(shí)間的推移與對(duì)照相比逐漸降低，且高效氯氰菊酯濃度越高，中腸蔗糖酶活力越低。其體內(nèi)蔗糖酶比活力同4齡有相似的變化趨勢(shì)，可見(jiàn)隨高效氯氰菊酯濃度的提高，對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)蔗糖酶活力影響程度顯著增加。

甘藍(lán)夜蛾6齡幼蟲(chóng)取食經(jīng)不同濃度處理的甘藍(lán)葉片后中腸蔗糖酶的變化如圖3。從圖中可知，不同濃度的高效氯氰菊酯及取食不同時(shí)間后對(duì)6齡幼蟲(chóng)中腸蔗糖酶活力的影響不同。

圖3 不同濃度高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾6齡幼蟲(chóng)中腸蔗糖酶活性影響Fig.3 The change of sucrase enzyme activity of the 6th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

當(dāng)取食高效氯氰菊酯3種濃度處理的甘藍(lán)葉片3 h時(shí)，其蔗糖酶比活力分別為對(duì)照的78%、75%、39%；當(dāng)取食12 h時(shí)，其蔗糖酶比活力分別為對(duì)照的36%、35%、24%；當(dāng)取食24 h時(shí)，其蔗糖酶比活力分別為對(duì)照的28%、19%、8%。在3、6、9、12、24 h各濃度處理與對(duì)照均差異顯著。6齡幼蟲(chóng)取食不同濃度處理的甘藍(lán)葉片后，其體內(nèi)中腸蔗糖酶活力隨時(shí)間的推移與對(duì)照相比逐漸降低，且高效氯氰菊酯濃度越高，中腸蔗糖酶活力越低。其體內(nèi)蔗糖酶比活力同4、5齡有相似的變化趨勢(shì)，但沒(méi)有4、5齡下降趨勢(shì)顯著。

2.2 高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)海藻糖酶活性的影響

甘藍(lán)夜蛾4齡幼蟲(chóng)取食經(jīng)不同處理的甘藍(lán)葉片后中腸海藻糖酶的變化如圖4。從圖中可知，不同濃度的高效氯氰菊酯及取食不同時(shí)間后對(duì)4齡幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶活力的影響不同。

圖4 不同濃度高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾4齡幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶活性影響Fig.4 The change of trehalose enzyme activity of the 4th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

當(dāng)取食高效氯氰菊酯3種濃度處理的甘藍(lán)葉片3 h時(shí)，其海藻糖酶比活力分別為對(duì)照的84%、70%、52%；當(dāng)取食12 h時(shí)，其海藻糖酶比活力分別為對(duì)照的44%、37%、26%；當(dāng)取食24 h時(shí)，其海藻糖酶比活力分別為對(duì)照的22%、17%、3%。在3、6、9、12、24 h各濃度處理與對(duì)照均差異顯著。4齡幼蟲(chóng)取食不同處理的甘藍(lán)葉片后，其體內(nèi)中腸海藻糖酶活力隨時(shí)間的推移與對(duì)照相比逐漸降低，且高效氯氰菊酯濃度越高，中腸海藻糖酶活力越低?？梢?jiàn)隨高效氯氰菊酯濃度的提高，對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)海藻糖酶活力影響程度顯著增加。

甘藍(lán)夜蛾5齡幼蟲(chóng)取食經(jīng)不同處理的甘藍(lán)葉片后其中腸海藻糖酶的變化如圖5。從圖中可知，不同濃度的高效氯氰菊酯及取食不同時(shí)間后對(duì)5齡幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶活力的影響不同。當(dāng)取食高效氯氰菊酯3種濃度處理的甘藍(lán)葉片3 h時(shí)，其海藻糖酶比活力分別為對(duì)照的89%、89%、60%；當(dāng)取食12 h時(shí)，其海藻糖酶比活力分別為對(duì)照的54%、56%、34%；當(dāng)取食24 h時(shí)，其海藻糖酶比活力分別為對(duì)照的43%、42%、13%。在3、6、9、12、24 h各濃度處理與對(duì)照均差異顯著。5齡幼蟲(chóng)取食不同處理的甘藍(lán)葉片后，其體內(nèi)中腸海藻糖酶活力隨時(shí)間的推移與對(duì)照相比逐漸降低，且高效氯氰菊酯濃度越高，中腸海藻糖酶活力越低。其體內(nèi)海藻糖酶比活力同4齡相似的變化趨勢(shì)，可見(jiàn)隨高效氯氰菊酯濃度的提高，對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)海藻糖酶活力影響程度顯著增加。但2 500 x與2 000 x相比，高效氯氰菊酯處理后，在各時(shí)間段對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶的比活力影響差異不顯著。

圖5 不同濃度高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾5齡幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶活性影響Fig.5 The change of trehalose enzyme activity of the 5th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

圖6 不同濃度高效氯氰菊酯對(duì)甘藍(lán)夜蛾6齡幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶活性影響Fig.6 The change of trehalose enzyme activity of the 6th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

甘藍(lán)夜蛾6齡幼蟲(chóng)取食經(jīng)不同處理的甘藍(lán)葉片后中腸海藻糖酶的變化如圖6。從圖中可知，不同濃度的高效氯氰菊酯及取食不同時(shí)間后對(duì)6齡幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶活力的影響不同。當(dāng)取食高效氯氰菊酯3種濃度處理的甘藍(lán)葉片3 h時(shí)，其海藻糖酶比活力分別為對(duì)照的94%、84%、59%；當(dāng)取食12 h時(shí)，其海藻糖酶比活力分別為對(duì)照的45%、42%、32%；當(dāng)取食24 h時(shí)，其海藻糖酶比活力分別為對(duì)照的33%、32%、14%。在高效氯氰菊酯2 500 x處理3 h時(shí)，與對(duì)照相比差異不顯著；在處理12、24 h時(shí)，高效氯氰菊酯2 500 x與2 000 x相比，在各時(shí)間段對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)中腸海藻糖酶的比活力影響差異不顯著。其余在3、6、9、12、24 h各濃度處理與對(duì)照均差異顯著。甘藍(lán)夜蛾6齡幼蟲(chóng)取食不同處理的甘藍(lán)葉片后，其體內(nèi)中腸海藻糖酶活力隨時(shí)間的推移與對(duì)照相比逐漸降低，且高效氯氰菊酯濃度越高，中腸海藻糖酶活力越低。其體內(nèi)海藻糖酶比活力與4齡相似的變化趨勢(shì)，可見(jiàn)隨高效氯氰菊酯濃度的提高，對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)海藻糖酶活力影響程度顯著增加。

3 結(jié)論與討論

據(jù)報(bào)道，蔗糖酶不僅可以分解蔗糖提供能量，還對(duì)昆蟲(chóng)體內(nèi)的滲透壓起調(diào)節(jié)作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明：不同濃度的高效氯氰菊酯處理不同齡期甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)后，其體內(nèi)蔗糖酶比活力隨高效氯氰菊酯的濃度的增加明顯下降，可見(jiàn)隨高效氯氰菊酯濃度的提高，對(duì)甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)蔗糖酶活力影響程度顯著增加，且4、5、6齡幼蟲(chóng)變化趨勢(shì)相同，但隨齡期的增大，下降趨勢(shì)逐漸趨于緩和。這與朱九生等[13]報(bào)道的家蠶取食經(jīng)阿維菌素處理過(guò)的桑葉后，其中腸蔗糖酶在處理后1～3 d活性降低的研究結(jié)果基本一致。

海藻糖酶是昆蟲(chóng)體內(nèi)能夠水解海藻糖的唯一酶類，幾乎在所有的昆蟲(chóng)組織中均有發(fā)現(xiàn)， 是昆蟲(chóng)體內(nèi)碳水化合B物代謝的關(guān)鍵酶。據(jù)報(bào)道，用擬除蟲(chóng)菊酯類藥劑溴氰菊酯處理雄性東亞飛蝗 1 h,海藻糖在血淋巴中的濃度上升 50%; 處理 24 h 后，濃度又降低了60%[14]。本研究結(jié)果表明：不同濃度的高效氯氰菊酯處理不同齡期甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)后，其體內(nèi)海藻糖酶比活力均顯著低于對(duì)照，且隨高效氯氰菊酯的濃度的增加其各齡幼蟲(chóng)體內(nèi)海藻糖酶比活力顯著下降。這可能是由于供試?yán)ハx(chóng)的種類不同，其酶活力變化不同，究其原因還有待進(jìn)一步的研究。

甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)取食高效氯氰菊酯處理的甘藍(lán)葉片后，中腸海藻糖酶和蔗糖酶比活力都低于對(duì)照，可見(jiàn)高效氯氰菊酯嚴(yán)重影響了甘藍(lán)夜蛾幼蟲(chóng)對(duì)食物的消化和對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收, 減少了昆蟲(chóng)的取食量, 從而干擾了其正常的生長(zhǎng)和發(fā)育，且齡期越小，影響越大。因此，在利用高效氯氰菊酯防治甘藍(lán)夜蛾時(shí)，應(yīng)盡量在4齡前施用，這樣在低劑量情況下也可以完全控制種群數(shù)量，還可以減少殘留。

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EffectofBeta-cypermethrinbesticidesondigestiveenzymeinstomachofMamestrabrassicaeLinnaeuslarvae

ZhangLi1,ZhangJiangang1,ZhangXianhong2*

(1.CollegeofArtsandSciences,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China； 2.CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

[Objective]This paper mainly understand the effect of beta-cypermethrin on the sucrose and trehalose.[Methods]This research studied the influence of beta-cypermethrin on the digestive enzymes of 4rd, 5rd and 6rd instarsMamestrabrassicaeLinnaeuslarvae using feeding analysis.[Results]The result showed that the influence of beta-cypermethrin on the activity ofMamestrabrassicaeLinnaeuslarvae including intestinal sucrase, and trehalose increased with the increase of dosage, the activity of the enzymes decreased obviously with the extension of processing time and this effect weakened gradually with the increase of age. for 4rd instars, compared with the different handling time and concentrations, the difference of mesenteric trehalose was significant; For 5rd instars, the difference between 2 500X and 2 000X was not significant while the other handling was significant; For 6rd instars, the difference of contrast for the 2 500X at 3 h was not significant, while the other concentrations were significantly different in different handling time and contrasts.[Conclusion]The influence of beta-cypermethrin on the activity of sucrose and trehalose was prominent, this influence was increased with the increase of dosage and this effect weakened gradually with the increase of age.

MamestrabrassicaeLinnaeus, Beta-cypermethrin, Trehalose, Sucrose

S433.4

A

1671-8151(2017)12-0861-05

2017-07-01

2017-08-16

張麗(1977-)，女(漢)，山西長(zhǎng)治人，實(shí)驗(yàn)師，博士，研究方向:農(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)與害蟲(chóng)防治

*通信作者：張仙紅，教授，博士生導(dǎo)師，Tel:13834837840;E-mail:zxh6288@sina.com

中國(guó)博士后科學(xué)基金(2016M591410)；山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(20150311010-6)

梁文俊)