寄主植物對(duì)桃小食心蟲(chóng)主要代謝物質(zhì)的影響

趙楠+于毅+莊乾營(yíng)+張安盛+門(mén)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(chóng)（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(píng)果、杏）飼喂的桃小食心蟲(chóng)，分別使用過(guò)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(guò)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(chóng)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(chóng)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(chóng)體內(nèi)均檢測(cè)到16種氨基酸，取食山楂的桃小食心蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)；寄主植物；甘油；海藻糖；氨基酸；代謝酶

中圖分類(lèi)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(chóng)所取食植物的種類(lèi)及其成分的季節(jié)性變化可以明顯影響昆蟲(chóng)體內(nèi)的生理代謝物質(zhì)[2～5]，導(dǎo)致昆蟲(chóng)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(chóng)的滯育維持和解除及滯育后發(fā)育[7]。

桃小食心蟲(chóng)（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(chóng)的出土以及生物學(xué)特性等方面。花蕾和花保禎[10]發(fā)現(xiàn)杏上采集的桃小食心蟲(chóng)滯育早于其他寄主的桃小食心蟲(chóng)，并形成了專(zhuān)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(chóng)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(chóng)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(chóng)體內(nèi)的“生命之糖”[17，18]，與昆蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)老熟幼蟲(chóng)，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(chóng)主要代謝物質(zhì)的影響，為進(jìn)一步探討寄主對(duì)昆蟲(chóng)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(chóng)源及寄主植物

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

1.2桃小食心蟲(chóng)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(guò)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(chóng)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(chóng)體內(nèi)兩種代謝酶活性的測(cè)定

酶的提取：選取每種寄主自然脫果的桃小食心蟲(chóng)老熟幼蟲(chóng)10頭，準(zhǔn)確稱(chēng)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(wú)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(mǎi)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(chóng)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(chóng)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(chóng)體內(nèi)甘油含量依次為山楂>大棗>梨>桃>蘋(píng)果>杏。

取食不同寄主植物的桃小食心蟲(chóng)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(chóng)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(píng)果>杏（表1）。endprint

2.2取食不同寄主植物的桃小食心蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)體內(nèi)Na+-K+-ATP酶和LDH酶活性

取食桃的桃小食心蟲(chóng)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(chóng)體內(nèi)Na+-K+-ATP酶活性依次為：桃>梨>杏=蘋(píng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)體內(nèi)LDH酶活性依次為：杏>桃>蘋(píng)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(chóng)體內(nèi)甘油含量不存在顯著差異，這與Liu 等[23]對(duì)棉鈴蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)體內(nèi)氨基酸含量[25]。取食不同寄主植物的桃小食心蟲(chóng)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(lài)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(chóng)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(chóng)最高（3.835 mg/100mg），取食蘋(píng)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(chóng)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(chóng)用于新陳代謝的能量。本研究表明，取食大棗的桃小食心蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)體內(nèi)海藻糖含量最高一致。

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