不同食物配比對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)及消化酶和保護(hù)酶活性的影響

王蕊蕊 符百文 吳廣

摘要：為了解黃粉蟲（Tenebrio molitor Linnaens）幼蟲對(duì)不同食物配比的生理適應(yīng)性，測(cè)定5種不同食物配比對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)特性及體內(nèi)消化酶和保護(hù)酶活性的影響。結(jié)果表明，不同食物配比對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)、消化酶及保護(hù)酶活性均有明顯的影響。在麥麩中添加含水量高的青飼料尤其是含糖量高的蘋果、梨等水果有利于促進(jìn)黃粉蟲幼蟲的生長(zhǎng)。黃粉蟲幼蟲在不同食物配比飼養(yǎng)條件下的生長(zhǎng)發(fā)育速度與其體內(nèi)蛋白酶活性呈正相關(guān)關(guān)系。黃粉蟲幼蟲的生長(zhǎng)速度與保護(hù)酶活性無(wú)相關(guān)性，但生長(zhǎng)速度最快的處理5（83%麥麩中添加17%梨）幼蟲體內(nèi)SOD和CAT活性最低。

關(guān)鍵詞：黃粉蟲（Tenebrio molitor Linnaens）幼蟲；食物配比；生長(zhǎng)量；消化酶；保護(hù)酶

中圖分類號(hào)：S899.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）12-0053-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.12.015

Abstract： In order to understand the physiological adaptability of Tenebrio molitor larvae to different food proportions， the effects of five different food comparisons on the growth characteristics and the activities of digestive enzymes and protective enzymes in Tenebrio molitor larvae were determined. The results showed that different food comparisons had a significant effect on the development， digestive enzyme and protective enzyme activities of T. molitor larvae. Adding green fodder with high water content in wheat bran， especially high sugar content of apples， pears and other fruits were conducive to promoting the growth of T. molitor larvae. There was a positive correlation between the development and the protease activity of T. molitor larvae in different food proportions. The growth rate of the larvae of T. molitor was not correlated with the activity of protective enzymes， but the activity of SOD and CAT was the lowest in the larvae with the fastest growth of the treatment 5（83% wheat bran with 17% pear）.

Key words： Tenebrio molitor larvae； food proportions； development； digestive enzyme； protective enzyme

黃粉蟲（Tenebrio molitor Linnaens）又名黃粉甲、面包蟲，隸屬昆蟲綱鞘翅目擬步甲科粉蟲族，是一種倉(cāng)儲(chǔ)害蟲，分布范圍廣[1，2]。黃粉蟲由于含有豐富的蛋白質(zhì)、多種氨基酸、脂肪及多種微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又易于養(yǎng)殖而被譽(yù)為“蛋白質(zhì)飼料寶庫(kù)”[3，4]，已普遍應(yīng)用于飼料、食品產(chǎn)業(yè)及醫(yī)藥保健等行業(yè)中。另外，黃粉蟲作為天牛天敵花絨寄甲（Dastarcus hellophoroides Fairmaire）和川硬皮腫腿蜂（Scleroderma sichuanensis Xiao）的替代寄主[5，6]，對(duì)天牛的生物防治具有重要意義。

昆蟲與食物在長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中形成了各種針對(duì)性的適應(yīng)[7，8]，但由于不同食物的營(yíng)養(yǎng)成分及次生代謝物質(zhì)不同，必然會(huì)對(duì)昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育、壽命及繁殖等生物學(xué)特性及生理生化代謝產(chǎn)生影響[9-13]。胡登乾等[9]研究表明在麥麩中添加15%黃豆粉可延長(zhǎng)黃粉蟲成蟲壽命，提高產(chǎn)卵量；彭中健等[10]發(fā)現(xiàn)黃粉蟲成蟲經(jīng)常取食含水量高的食物可延長(zhǎng)成蟲壽命，顯著提高產(chǎn)卵量；趙洪霞[11]研究表明不同寄主對(duì)綠盲蝽成蟲體內(nèi)消化酶活性具有顯著影響；楊振德等[12]研究表明苦豆草的次生代謝物生物堿對(duì)分月扇舟蛾體內(nèi)消化酶活性具有顯著的影響；尹姣等[13]研究發(fā)現(xiàn)不同寄主植物對(duì)草地螟中腸保護(hù)酶SOD、CAT和POD活力均有一定影響。雖然不同食物對(duì)黃粉蟲的生長(zhǎng)發(fā)育、壽命及繁殖等生物學(xué)特性已有研究報(bào)道，但關(guān)于不同食物對(duì)黃粉蟲體內(nèi)消化酶和保護(hù)酶活性的影響尚未見研究報(bào)道。本研究以麥麩為基礎(chǔ)食物，通過(guò)添加不同的青飼料混合成不同食物配比，測(cè)定不同食物配比對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)及其體內(nèi)消化酶和保護(hù)酶活性的影響。旨在闡明黃粉蟲幼蟲對(duì)不同食物配比的生理適應(yīng)性，進(jìn)而為黃粉蟲人工飼料的優(yōu)化提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源與食料

供試幼蟲購(gòu)于廣西南寧市花鳥市場(chǎng)，在博迅BSC-400恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)，在（25±1） ℃、相對(duì)濕度70%～80%環(huán)境下用麥麩飼養(yǎng)至第2代4齡幼蟲時(shí)用于不同食物配比試驗(yàn)。

供試食料麥麩購(gòu)自廣西南寧市花鳥市場(chǎng)，油麥菜、蘋果、梨等購(gòu)于廣西大學(xué)校內(nèi)菜市場(chǎng)。麥麩用100 ℃烘干，其他飼料用去離子水清洗晾干后使用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置5個(gè)不同食物配比處理，處理1，以100%全麥麩為對(duì)照（CK）；處理2，83%麥麩+17%油麥菜葉；處理3，83%麥麩+17%油麥菜梗；處理4，83%麥麩+17%蘋果；處理5，83%麥麩+17%梨。每處理挑選大小基本一致的健康4齡幼蟲，放入裝有食物的塑料盒（規(guī)格：12 cm×7 cm×5 cm）內(nèi)，在博迅BSC-400恒溫恒濕培養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)，每處理設(shè)3次重復(fù)。每隔3 d更換新鮮的食物，飼養(yǎng)3周后進(jìn)行各指標(biāo)測(cè)定。

1.3 體重測(cè)定

采用萬(wàn)分之一電子天平測(cè)量體重，分別測(cè)量試驗(yàn)開始時(shí)和飼養(yǎng)3周后5個(gè)處理的初體重及終體重（g）。

1.4 酶液提取及活性測(cè)定

1.4.1 酶液的提取 酶液的提取參考楊振德等[12]的方法。分別取供試黃粉蟲幼蟲3頭，稱重后，用冷凍去離子水沖洗，并用預(yù)冷的pH為5.6磷酸緩沖液潤(rùn)洗，吸干后置于預(yù)冷的組織勻漿器中，加入上述緩沖液冰浴研磨成勻漿，將其全部轉(zhuǎn)入2 mL離心管中，置于高速冷凍離心機(jī)，在4 ℃ 15 000 r/min條件下離心15 min，上清液即為酶提取液。保護(hù)酶液提取方法同消化酶，但提取液改為pH=7.0的0.05 mol/L磷酸緩沖液（內(nèi)含1%聚乙烯吡咯烷酮）。

1.4.2 酶活性的測(cè)定 蛋白酶活性的測(cè)定采用福林-酚法[14]，以每分鐘每毫克酶蛋白催化產(chǎn)生的酪氨酸微克數(shù)表示酶活性大小[μg/（mg·min）]；淀粉酶活性的測(cè)定采用3，5-二硝基水楊酸法[15]，以每分鐘每毫克酶蛋白催化產(chǎn)生的麥芽糖毫克數(shù)表示酶活性大小[mg/（mg·min）]；蔗糖酶活性的測(cè)定參照并略改進(jìn)朱儉等[16]的方法，以每分鐘每毫克酶蛋白催化產(chǎn)生的葡萄糖毫克數(shù)表示酶活性大小[mg/（mg·min）]；超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定采用NBT光化還原反應(yīng)法[17]，并加以改進(jìn)，以每分鐘每毫克酶蛋白的反應(yīng)體系對(duì)氮藍(lán)四唑光還原的抑制為50%時(shí)的酶活性單位（U）數(shù)量表示酶活性大小[U/（mg·min）]；過(guò)氧化氫酶（CAT）活性參照唐維媛等[18]的方法測(cè)定，以每分鐘240 nm處吸光度減少0.1的酶量為一個(gè)酶活性單位（U）；過(guò)氧化物酶（POD）活性按略改進(jìn)的Simon等[19]方法測(cè)定，以每分鐘470 nm處吸光度增加0.01的酶量為一個(gè)酶活性單位（U）。

1.4.3 可溶性蛋白含量的測(cè)定 可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)-G250法，并略有改進(jìn)[20]。以0.1 mg/mL牛血清標(biāo)準(zhǔn)液繪制可溶性蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算各酶液中可溶性蛋白質(zhì)含量（mg/g）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及SPSS17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA）和Duncan多重比較，以（P<0.05）為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同食物配比對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，黃粉蟲幼蟲取食3周后，處理5（83%麥麩+17%梨）的黃粉蟲體重增加最快，其體重顯著高于其他處理（P<0.05）。對(duì)照（處理1）黃粉蟲增重量最少，僅為1.073 g，為處理5的44.34%。表明在麥麩中添加青飼料能顯著促進(jìn)幼蟲的生長(zhǎng)，以處理5食物配比飼養(yǎng)黃粉蟲幼蟲效果最好。

2.2 不同食物配比對(duì)黃粉蟲幼蟲體內(nèi)消化酶活性的影響

由表1可以看出，不同食物配比對(duì)黃粉蟲幼蟲體內(nèi)消化酶活性有不同程度的影響。黃粉蟲幼蟲取食3周后幼蟲體內(nèi)蛋白酶和蔗糖酶活性均以處理5（83%麥麩+17%梨）最高，且均顯著高于對(duì)照（P<0.05），分別為對(duì)照的3.56和1.24倍。黃粉蟲幼蟲體內(nèi)淀粉酶活性以對(duì)照最高，顯著高于處理2（83%麥麩+17%油麥菜葉）、處理3（83%麥麩+17%油麥菜梗）、處理5，較最低的處理3高4.20倍。

2.3 不同食物配比對(duì)黃粉蟲幼蟲體內(nèi)保護(hù)酶活性的影響

黃粉蟲幼蟲經(jīng)過(guò)為期3周不同食物喂養(yǎng)后，幼蟲體內(nèi)保護(hù)酶活性發(fā)生明顯的變化（表2）。處理5（83%麥麩+17%梨）黃粉蟲幼蟲體內(nèi)SOD和CAT活性均最低，且均顯著低于其余處理（P<0.05），分別為對(duì)照的45.9%和22.6%；處理4（83%麥麩+17%蘋果）黃粉蟲幼蟲體內(nèi)SOD酶和CAT酶活性均最高，其中，SOD酶活性是對(duì)照的1.86倍。黃粉蟲幼蟲體內(nèi)POD酶活性以處理5最高，且顯著高于其他處理（P<0.05）；處理3（83%麥麩+17%油麥菜梗）的POD酶活性最低，僅為處理5的37.5%。

3 小結(jié)與討論

昆蟲食物的營(yíng)養(yǎng)水平是決定昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育及繁殖的重要因素之一[21-23]。在溫度、飼養(yǎng)密度等相同的條件下，不同食物對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)的影響不同[24]。在麥麩中添加濕料（馬鈴薯片）明顯促進(jìn)黃粉蟲幼蟲體重的增長(zhǎng)[25]。本研究結(jié)果表明，在麥麩中添加青飼料能顯著促進(jìn)黃粉蟲幼蟲的生長(zhǎng)；但添加青飼料的種類不同，幼蟲的增重量不同，這可能與不同青飼料含水量不同有關(guān)。這與陳光道等[26]報(bào)道黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育極顯著地受到飼料含水量的影響一致。此外，83%麥麩+17%蘋果和83%麥麩+17%梨處理的黃粉蟲幼蟲增長(zhǎng)較快，可能與添加的蘋果和梨等水果的含糖量較高有關(guān)。劉征濤[27]報(bào)道含糖量高的食物對(duì)小地老虎取食和生長(zhǎng)發(fā)育有利。因此，在麥麩中添加一些含水量高的青飼料尤其是含糖量高的水果有利于促進(jìn)黃粉蟲幼蟲的生長(zhǎng)。

昆蟲體內(nèi)的多種消化酶對(duì)食物利用至關(guān)重要。如昆蟲依靠體內(nèi)蛋白酶、淀粉酶及蔗糖酶等消化酶的協(xié)調(diào)作用將食物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行消化吸收以供生命活動(dòng)所需。本研究發(fā)現(xiàn)不同食物對(duì)黃粉蟲幼蟲體內(nèi)3種消化酶活性產(chǎn)生明顯的影響。其中，蛋白酶活性高低表現(xiàn)為83%麥麩+17%梨>83%麥麩+17%蘋果>83%麥麩+17%油麥菜梗>83%麥麩+17%油麥菜葉>處理1（CK）；幼蟲的增重量也以83%麥麩+17%梨處理最高，83%麥麩+17%蘋果、83%麥麩+17%油麥菜梗、83%麥麩+17%油麥菜葉次之，100%全麥麩（對(duì)照）最低?？梢姡S粉蟲幼蟲在不同食物配比飼養(yǎng)條件下的生長(zhǎng)發(fā)育速度與其體內(nèi)蛋白酶活性呈正相關(guān)關(guān)系，這一結(jié)果與張娜等[28]對(duì)甜菜夜蛾和蘇超[29]對(duì)三條橙燈蛾的研究結(jié)果一致。黃粉蟲幼蟲取食不同食物后體內(nèi)的蔗糖酶和淀粉酶活性變化與幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育速度無(wú)明顯相關(guān)性，但可能與青飼料中某些營(yíng)養(yǎng)成分的差異有關(guān)，如取食含糖量較高的蘋果和梨，其蔗糖酶活性較高。

在植食性昆蟲與寄主植物協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中，寄主植物通過(guò)產(chǎn)生生物堿、萜類和酚類化合物等有毒的次生代謝物保護(hù)其免受蟲害，植食性昆蟲則通過(guò)行為習(xí)性、生理過(guò)程及生化機(jī)制等的改變產(chǎn)生對(duì)寄主植物的適應(yīng)性[30]。昆蟲依靠體內(nèi)POD、SOD、CAT 3種保護(hù)酶的協(xié)調(diào)作用清除逆境脅迫產(chǎn)生的大量自由基，從而防止自由基毒害[17]。周奮啟等[30]研究表明煙粉虱取食不同食物幼蟲體內(nèi)保護(hù)酶活性發(fā)生明顯變化。本研究結(jié)果表明，在麥麩中添加梨顯著降低黃粉蟲幼蟲體內(nèi)SOD和CAT活性，但顯著升高POD活性；添加蘋果則顯著增加黃粉蟲幼蟲體內(nèi)SOD活性，而CAT和POD活性與對(duì)照無(wú)顯著差異?？梢?，黃粉蟲幼蟲通過(guò)協(xié)調(diào)體內(nèi)保護(hù)酶活性適應(yīng)不同食物中次生物質(zhì)對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)的影響。

綜上所述，不同食物配比對(duì)黃粉蟲幼蟲生長(zhǎng)狀況、體內(nèi)消化酶和保護(hù)酶活性均有明顯的影響。體內(nèi)消化酶和保護(hù)酶活性與食物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用和次生代謝物的防御密切相關(guān)，從而影響幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育狀況。因此，研究黃粉蟲幼蟲取食不同食物后體內(nèi)消化酶和保護(hù)酶活性，不但在理論上有利于闡明黃粉蟲幼蟲對(duì)不同食物的生理適應(yīng)機(jī)制，而且在實(shí)踐上可為黃粉蟲人工飼料配方的篩選提供參考。

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