吡蟲啉脅迫時間和劑量對麥二叉蚜酯酶活性的影響

謝佳燕　林佳

摘要：采用生化分析，研究在吡蟲啉脅迫下，麥二叉蚜隨暴露時間的改變及接觸不同劑量殺蟲劑對其酯酶活力的影響。結果表明，隨吡蟲啉處理時間的延長，其蛋白質含量和酯酶活力被顯著誘導，呈現出先升高再降低的動態過程；殺蟲劑處理麥二叉蚜6、12 h，其酯酶比活力顯著上升，分別為對照組的1.57、1.45倍，并隨處理時間延長，酯酶比活力逐漸下降，至24 h時，其酯酶比活力與對照組相比無顯著差異；麥二叉蚜的蛋白質含量和酯酶活性隨吡蟲啉處理劑量不同也呈現不同程度的改變，在吡蟲啉作用下，可誘導麥二叉蚜啟動酯酶蛋白的表達，以應對殺蟲劑的脅迫。

關鍵詞：吡蟲啉；麥二叉蚜；酯酶；脅迫時間；劑量；效應

中圖分類號： Q965.9 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）03-0116-02

昆蟲在生長發育過程中，為抵御極端溫度、植物防御和環境污染等逆境脅迫，可通過調節昆蟲的行為、生理、分子生態機制等策略來適應不同的環境[1]。殺蟲劑為一種外在的脅迫因子，它的使用會對昆蟲發育、繁殖和生存產生顯著的影響，并對害蟲的抗藥性進化提供持續的選擇壓力[2]。

麥二叉蚜[Schizaphis graminum （Rondani）]是一類重要的世界性農田作物害蟲，除可直接造成麥類作物大量減產外，還可傳播多種植物病毒[3-4]。由于麥蚜具有世代時間短、孤雌生殖等生物學特征及農田長期使用化學防治和不合理用藥，導致害蟲抗藥性增加[3，5]。吡蟲啉是一類可有效防治刺吸式害蟲的新型氯代煙酰類藥劑[6]，隨著吡蟲啉的頻繁使用，田間已發現吡蟲啉對農業害蟲的防效下降[7]，對該藥劑的抗性問題已引起人們的廣泛關注[7-8]。有研究表明，昆蟲體內解毒酶或靶標酶的活力可被殺蟲劑誘導增強，從而對害蟲的抗性發展產生促進作用[9]。本試驗通過吡蟲啉脅迫，分析吡蟲啉脅迫時間和劑量對麥二叉蚜體內酯酶活性的影響，研究麥二叉蚜在應對殺蟲劑脅迫下的生化響應，為合理使用該殺蟲劑及對麥二叉蚜抗性的綜合治理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

麥二叉蚜為武漢輕工大學生物與制藥工程學院實驗室內人工飼養多代的麥二叉蚜；盆栽小麥苗，在（26±1） ℃、相對濕度為60%～80%的人工氣候培養箱內培養，光-暗周期為14 h-10 h，飼養期間不接觸任何藥劑；10%吡蟲啉可濕性粉劑，江蘇豐山集團有限公司產品。

1.2 生物測定

采用浸葉法，將無翅成蚜連同小麥葉段浸于系列濃度吡蟲啉藥液中10 s，取出，濾紙吸去多余藥液，晾干30 min，放入墊有濾紙的培養皿中，置于人工氣候培養箱飼養24 h；以蒸餾水處理為對照。每個處理重復3次，每次重復30～50頭蚜蟲；以概率值法計算毒力回歸方程、半致死濃度和非致死濃度。

1.3 酯酶活性的測定

1.3.1 吡蟲啉不同處理時間用吡蟲啉LC40劑量處理無翅成蚜，分別于處理后3、6、12、24 h，取存活成蚜于-20 ℃凍存備用；以蒸餾水處理作對照。

1.3.2 吡蟲啉不同處理劑量對麥二叉蚜酯酶活性的影 將大小一致的無翅成蚜分別用吡蟲啉LC20、LC40、LC60、LC75劑量處理24 h，取存活成蚜于-20 ℃凍存備用；以蒸餾水作對照。

1.3.3 測定方法 每處理取成蚜約50～100頭，加入pH值為7.0的0.1 mol/L磷酸緩沖液冰浴勻漿，制備酶液冰浴備用；酯酶活力測定參照Abdel-Aal等的方法[10]，蛋白質含量測定參照Bradford的方法[11]，用牛血清白蛋白作標準曲線。

1.4 數據分析

數據處理采用Excel軟件計算毒力回歸方程、半致死濃度LC50值及其他非致死濃度劑量值，單因素方差分析、不同均值間Duncans新復極差法比較均采用SPSS 14.0軟件。

2 結果與分析

2.1 生物測定

結果表明，吡蟲啉對麥二叉蚜的半致死濃度LC50值為15.44 mg/L，其毒力回歸方程為y=3.35+1.39x。依據毒力回歸方程，計算吡蟲啉對麥二叉蚜的LC20、LC40、LC60、LC75劑量分別為3.83、10.15、23.50、47.21 mg/L。

2.2 吡蟲啉不同處理時間對麥二叉蚜酯酶活力的影響

由圖1可見，吡蟲啉處理24 h，麥二叉蚜的蛋白質含量及酯酶活力均隨時間的延長出現先升高后降低的變化趨勢；麥二叉蚜接觸吡蟲啉后24 h，蛋白質含量出現顯著的時間波動 （F4，10=605.95，P=0.00）；吡蟲啉處理麥二叉蚜3 h，其蛋白質含量顯著升高至最大值，為對照組的2.40倍，表現為明顯的誘導效應，后迅速恢復到對照組水平，處理12、24 h，蛋白質含量分別為對照組的1.29、1.11倍；吡蟲啉處理麥二叉蚜，對酯酶比活力也產生顯著的影響（F4，10=83.67，P=000）；吡蟲啉處理麥二叉蚜6 h，其酯酶比活力顯著升高至最大值，為對照組的1.57倍，后隨處理時間的延長酯酶比活力逐漸下降，至24 h時，其酯酶比活力與對照相比無顯著性差異（P>0.05）。

2.3 不同吡蟲啉劑量對麥二叉蚜酯酶活力的影響

由表1可見，吡蟲啉不同劑量處理麥二叉蚜，麥二叉蚜的蛋白質含量隨處理劑量不同出現顯著性差異（F4，10=111.84，P=0.00）；隨處理劑量的增加，其蛋白質含量出現增加的趨勢，LC75劑量組蛋白質含量為對照組的1.55倍；吡蟲啉不同劑量處理對麥二叉蚜酯酶比活力也產生顯著的影響（F4，10=47.55，P=0.00），其LC20和LC75劑量組酯酶比活力極顯著高于對照組（P<0.01），而其他2個劑量組與對照組相比無明顯差異（P>0.05）。

3 結論與討論

昆蟲經殺蟲劑脅迫，其體內的生理生化體系會產生不同程度的響應，通過體內相關的防御酶系對進入機體的植物毒素或合成農藥進行有效的降解、阻隔或異化，使其轉變為無毒或低毒的化合物，從而降低異源物質對機體的損傷[1-2]。田間殺蟲劑的噴灑，可對昆蟲體內重要靶標酶和代謝酶系產生不同程度的效應[12-14]。王建軍等發現，甲氧蟲酰肼亞致死劑量可誘導斜紋夜蛾（Spodoptera litura）酯酶、多功能氧化酶和谷胱甘肽-S-轉移酶活性增強，并且這種誘導作用具有明顯的時間效應和劑量效應[15]。本試驗結果表明，在吡蟲啉亞致死劑量脅迫下，麥二叉蚜體內蛋白質含量和酯酶活力均隨時間的增加發生變化，對其體內蛋白質和酯酶具有明顯的誘導作用；隨吡蟲啉處理時間的延長，其酯酶活力又恢復至對照水平，這種時間變化可能與昆蟲體內農藥濃度變化的時間動態及吡蟲啉脅迫下昆蟲產生防御響應的時間動態密切相關。麥二叉蚜受脅迫初期對殺蟲劑的刺激產生較強的反應，可能通過誘導其相關酶蛋白的大量表達，降低殺蟲劑的毒害效應[16]。隨著處理時間的延長，昆蟲機體通過防御隔離、代謝降解等作用降低了體內藥劑的濃度及其脅迫強度，導致其對昆蟲的脅迫不再劇烈。此外，本研究發現采用吡蟲啉不同劑量處理麥二叉蚜，對其體內蛋白質和酯酶也產生顯著的影響，可誘導麥二叉蚜啟動酯酶蛋白的表達，以應對殺蟲劑的脅迫，并對其酯酶活力的影響具有一定的時間效應和劑量作用。

殺蟲劑的使用不僅能影響害蟲的生長發育和繁殖，還可誘導昆蟲體內解毒酶或靶標酶活力的改變，從而對其抗藥性的形成和發展產生影響[2]。有研究發現，解毒酶系的過量表達可導致高水平代謝耐受或對合成殺蟲劑產生抗性[17-18]。因此，田間施藥應避免長期重復使用單一殺蟲劑，須全面分析和評估用藥效果，科學用藥、降低農藥對害蟲的選擇壓，以延緩田間蚜蟲抗藥性的發生和發展。

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