寄主植物對(duì)桃小食心蟲主要代謝物質(zhì)的影響

趙楠+于毅+莊乾營(yíng)+張安盛+門興元+周仙紅+張思聰+許永玉+李麗莉

摘要：為明確不同寄主植物對(duì)桃小食心蟲（Carposina sasakii Matsumura）主要代謝物質(zhì)的影響，選取6種寄主植物（大棗、山楂、梨、桃、蘋果、杏）飼喂的桃小食心蟲，分別使用過碘酸鈉法、硫酸蒽酮比色法和鹽酸水解法測(cè)定其體內(nèi)甘油、海藻糖和氨基酸含量；通過定磷法和2， 4 - 二硝基苯肼法測(cè)定Na+-K+-ATP酶和LDH酶的活性。結(jié)果表明：桃小食心蟲體內(nèi)主要代謝物質(zhì)含量在不同寄主植物間存在差異，取食山楂的桃小食心蟲甘油含量最高（12.48 μg/mg），取食大棗次之（12.44 μg/mg），取食杏的含量最低（10.43 μg/mg）；海藻糖含量為取食大棗的最高（27.16 μg/mg），取食杏的最低（9.86 μg/mg）；取食6種寄主的桃小食心蟲體內(nèi)均檢測(cè)到16種氨基酸，取食山楂的桃小食心蟲體內(nèi)天冬氨酸Asp含量高于取食其他5種寄主植物的；超微量Na+-K+ -ATP酶活性測(cè)定結(jié)果顯示取食桃的桃小食心蟲活性最高（1.31 U/g pro），LDH酶活性以取食杏的最高（42.73 U/g pro）。

關(guān)鍵詞：桃小食心蟲；寄主植物；甘油；海藻糖；氨基酸；代謝酶

中圖分類號(hào)：S436.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）09-0106-04

不同寄主植物所含主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)存在顯著差異[1]，植食性昆蟲所取食植物的種類及其成分的季節(jié)性變化可以明顯影響昆蟲體內(nèi)的生理代謝物質(zhì)[2～5]，導(dǎo)致昆蟲個(gè)體之間的差異[6]。同時(shí)食料因子還直接或間接地影響到一些昆蟲的滯育維持和解除及滯育后發(fā)育[7]。

桃小食心蟲（Carposina sasakii Matsumura），又叫桃蛀果蛾，屬于鱗翅目（Lepidoptera）蛀果蛾科（Carposinidae）[8，9]，由于寄主多達(dá)十幾種，其在不同寄主之間的發(fā)生規(guī)律和生活習(xí)性有很大不同，前人在這方面的研究主要集中在滯育、越冬幼蟲的出土以及生物學(xué)特性等方面?；ɡ俸突ū５漑10]發(fā)現(xiàn)杏上采集的桃小食心蟲滯育早于其他寄主的桃小食心蟲，并形成了專性滯育[11，12]，且出土和羽化最早[12，13]。取食不同寄主植物的桃小食心蟲的發(fā)育歷期、存活率、單雌產(chǎn)卵量及有效積溫在不同寄主之間均存在顯著性差異[14，15]。甘油、海藻糖作為昆蟲主要的能源物質(zhì)，是保證其順利越冬的關(guān)鍵[16]，海藻糖被譽(yù)為昆蟲體內(nèi)的“生命之糖”[17，18]，與昆蟲的抗寒性呈正相關(guān)[19]。超微量Na+-K+-ATP酶和乳酸脫氫酶（LDH）都是昆蟲體內(nèi)的代謝酶，參與運(yùn)輸代謝廢物和糖酵解；氨基酸對(duì)昆蟲的代謝有著重要的作用，可影響滯育和體內(nèi)含水量，有的則對(duì)耐寒性有作用[20]。因此，本研究選取取食不同寄主自然脫果的桃小食心蟲老熟幼蟲，測(cè)定其體內(nèi)甘油、海藻糖、氨基酸等主要代謝物質(zhì)的含量及乳酸脫氫酶（LDH）和Na+-K+-ATP酶的活性，明確寄主植物對(duì)桃小食心蟲主要代謝物質(zhì)的影響，為進(jìn)一步探討寄主對(duì)昆蟲生理生化機(jī)制的影響奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1供試蟲源及寄主植物

實(shí)驗(yàn)室蘋果上飼養(yǎng)多代的桃小食心蟲蟲卵接到大棗、山楂、梨、桃、蘋果、杏上，收集飼養(yǎng)2代的自然脫果的老熟幼蟲進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室人工氣候室飼養(yǎng)條件為T=26℃，L∶D=14.5∶9.5，RH=80%。

1.2桃小食心蟲體內(nèi)甘油、海藻糖的測(cè)定

1.2.1甘油含量的測(cè)定采用過碘酸鈉法，參照丁慧梅[21]的方法，用上海佑科儀器儀表有限公司生產(chǎn)的752型紫外分光光度計(jì)在420 nm處測(cè)定OD值，以甘油做標(biāo)準(zhǔn)曲線，重復(fù)4次。

1.2.2海藻糖含量的測(cè)定采用硫酸蒽酮比色法[22]，用上海佑科儀器儀表有限公司生產(chǎn)的752型紫外分光光度計(jì)在620 nm處測(cè)定OD值，以葡萄糖做標(biāo)準(zhǔn)曲線，重復(fù)4次。

1.3桃小食心蟲體內(nèi)氨基酸的測(cè)定

依據(jù) GB/T 18246-2000，采用鹽酸水解法，使用日立 83-50型氨基酸自動(dòng)分析儀對(duì)樣品進(jìn)行氨基酸測(cè)定和分析。

1.4桃小食心蟲體內(nèi)兩種代謝酶活性的測(cè)定

酶的提?。哼x取每種寄主自然脫果的桃小食心蟲老熟幼蟲10頭，準(zhǔn)確稱量體重，按照體重比1∶9加預(yù)冷的生理鹽水在冰浴中用勻漿器研磨成勻漿，制備10%組織勻漿。取0.5 mL于2.0 mL離心管中1 000 r/min 離心5 min，用于檢測(cè)超微量Na+-K+-ATP酶；剩余組織勻漿于離心管中3 000 r/min 離心15 min，用于檢測(cè)LDH酶。離心后轉(zhuǎn)移上清，棄沉淀，再用預(yù)冷生理鹽水稀釋成1%組織勻漿，-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

采用定磷法測(cè)定ATP酶活力，以每小時(shí)每毫克組織蛋白中ATP酶分解ATP產(chǎn)生1 μmol無機(jī)磷的量為1個(gè)ATP活力單位。

采用2， 4 - 二硝基苯肼法測(cè)定LDH酶活力，以每克組織蛋白37℃與基質(zhì)作用15 min，在反應(yīng)體系中產(chǎn)生1 μmol丙酮酸為1活力單位。

以上酶活力測(cè)定所用試劑均購(gòu)買于南京建成生物工程公司。

1.5數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 17.0 for Windows數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncan氏多重比較（P<0.05）不同寄主植物間的差異。

2結(jié)果與分析

2.1取食不同寄主植物的桃小食心蟲體內(nèi)的甘油、海藻糖含量

測(cè)定結(jié)果（表1）顯示：不同寄主植物間差異不顯著（df=5，F(xiàn)=1.801，P>0.05）。取食山楂的桃小食心蟲甘油含量最高，為12.48 μg/mg，其次為取食大棗的，而取食杏寄主的最低，為10.43 μg/mg。取食6種寄主的桃小食心蟲體內(nèi)甘油含量依次為山楂>大棗>梨>桃>蘋果>杏。

取食不同寄主植物的桃小食心蟲體內(nèi)海藻糖含量存在顯著差異（df=5，F(xiàn)=13.813，P<0.05），其中取食大棗的海藻糖含量最高，為 27.16 μg/mg，取食杏的桃小食心蟲體內(nèi)海藻糖含量最低，僅為9.86 μg/mg。海藻糖含量由高到低依次為：大棗>山楂>梨>桃>蘋果>杏（表1）。endprint

2.2取食不同寄主植物的桃小食心蟲體內(nèi)氨基酸含量

從表2可知，取食6種寄主植物的桃小食心蟲體內(nèi)均可檢測(cè)到16種氨基酸。同一寄主飼喂的桃小食心蟲體內(nèi)不同氨基酸含量不同，谷氨酸含量最多（2.947～3.835 mg/100mg），其次為天冬氨酸（2.214～ 3.086 mg/100mg）。對(duì)比不同寄主體內(nèi)的16種氨基酸發(fā)現(xiàn)，作為4種必需氨基酸的合成原料，天冬氨酸Asp在取食山楂的桃小食心蟲體內(nèi)的含量高于其他5種寄主植物，氨基酸總量也以取食山楂寄主的最高。

2.3取食不同寄主植物的桃小食心蟲體內(nèi)Na+-K+-ATP酶和LDH酶活性

取食桃的桃小食心蟲體內(nèi)Na+-K+-ATP酶活性最高，可達(dá)1.31 U/g pro，取食大棗的最低，僅為0.70 U/g pro 。取食6種寄主植物的桃小食心蟲體內(nèi)Na+-K+-ATP酶活性依次為：桃>梨>杏=蘋果>山楂>大棗（表3），不同寄主間差異顯著（df=5，F(xiàn)=8.852，P<0.05）。

取食6種寄主植物的桃小食心蟲體內(nèi)的LDH酶活性之間存在顯著差異（df=5，F(xiàn)=11.502，P<0.05）。取食杏的桃小食心蟲體內(nèi)的LDH酶活性最高，為42.73 U/g pro，取食大棗的最低，為31.90 U/g pro。取食6種寄主的桃小食心蟲體內(nèi)LDH酶活性依次為：杏>桃>蘋果>梨>山楂>大棗。

3結(jié)論與討論

本研究結(jié)果顯示，取食不同寄主的桃小食心蟲體內(nèi)甘油含量不存在顯著差異，這與Liu 等[23]對(duì)棉鈴蟲及鄭霞林等[24]對(duì)甜菜夜蛾的研究結(jié)論一致。桃小食心蟲取食不同寄主植物后體內(nèi)海藻糖含量存在顯著差異（P<0.05），其中取食大棗的桃小食心蟲體內(nèi)海藻糖含量是取食杏的近3倍，這可能是引起取食不同寄主的桃小食心蟲耐寒能力差異的原因（另文發(fā)表）。同時(shí)海藻糖與甘油含量基本呈正相關(guān)。已有研究顯示，Q型煙粉虱寄主植物不同，其海藻糖含量有差異[5]，不同寄主植物對(duì)甜菜夜蛾海藻糖含量也有較大影響[24]，但引起差異的原因有待于進(jìn)一步研究。

氨基酸是蛋白質(zhì)不可缺少的構(gòu)成成分之一，寄主植物可以影響昆蟲體內(nèi)氨基酸含量[25]。取食不同寄主植物的桃小食心蟲體內(nèi)均檢測(cè)到16種氨基酸，但氨基酸總量不同，各組分含量差異較大。天冬氨酸在植物體內(nèi)是合成數(shù)種氨基酸的原料，尤其是蛋氨酸、色氨酸、異亮氨酸和賴氨酸這4種必需氨基酸，在本研究中，取食山楂的桃小食心蟲體內(nèi)的天冬氨酸含量高于其他5種寄主。谷氨酸含量以取食山楂的桃小食心蟲最高（3.835 mg/100mg），取食蘋果的最低（2.947 mg/100mg），這可能是寄主植物體內(nèi)生化物質(zhì)含量及昆蟲取食不同寄主植物后自身的適應(yīng)性所導(dǎo)致的。

Na+-K+-ATP酶有促進(jìn)離子運(yùn)輸?shù)闹匾δ埽琇DH酶是糖酵解途徑的關(guān)鍵酶之一，其活性低會(huì)減少昆蟲用于新陳代謝的能量。本研究表明，取食大棗的桃小食心蟲體內(nèi)的Na+-K+-ATP酶和LDH酶活性均最低。LDH酶活性低表明桃小食心蟲體內(nèi)糖酵解的速度慢，Na+-K+-ATP酶活性低又阻礙了體內(nèi)離子運(yùn)輸，所以導(dǎo)致體內(nèi)糖的含量增加，這與我們的結(jié)果取食大棗的桃小食心蟲體內(nèi)海藻糖含量最高一致。

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