不同寄主對光肩星天牛成蟲消化酶的影響

不同寄主對光肩星天牛成蟲消化酶的影響摘要：為了解釋光眉星天牛(anoplophoraglabripennismotschulsky)成蟲寄主選擇的生理生化機制，制定科學的綜合管理措施，測定了取食復葉械(3cernegundo)、漳河柳(salixmatsudana)、新疆楊(populusalba)、白蠟(fraxinuschinensis)的光眉星天牛消化道淀粉酶、果膠酶、胃蛋白酶和類胰蛋白酶活性。結(jié)果表明，取食復葉械的光啟星天牛消化道的淀粉酶活性最高，取食白蠟的淀粉酶活性最低，取食復葉槭、漳河柳的淀粉酶活性顯著高于取食新疆楊、白蠟的(p<0.05)。果膠酶和胃蛋白酶檢測也得到了相同的結(jié)果。說明寄主對光眉星天牛成蟲的淀粉酶、果膠酶和胃蛋白酶活性有明顯影響。取食4種寄主的類胰蛋白酶活性差異不顯著(p〉0.05),說明寄主植物對光眉星天牛類胰蛋白酶活性影響不大。關鍵詞：光眉星天牛；寄主植物；消化酶；活性abstract：inordertoclarifythephysiologicalandbiochemicalmechanismsofanoplophoraglabripennisadultshostselectionandmadescientificmanagementmeasures，theactivitiesofamylase,pectinase,pepsinandtryptaseofadultsfedonacernegundo(an),salixmatsudana(sm),populusalba(pa),andfraxinuschinensis(fc)weredetermined,theresultsshowedthattheamylaseactivityofadultsfedonanwasthehighest,whereasthatonfcwasthelowest.theamylaseactivitiesofadultsfedonanandsmweresignificantlyhigherthanthoseonpaandfc(p<0.05).thesimilarresultswerefoundonpectinaseandpepsin.thesedatasshowedthatthehostplantshadsignificanteffectontheactivitiesofamylase,pectinaseandpepsin.thedifferenceoftryptaseactivitiesofadultsfedonthefourhostplantswasnotsignificant(p>0.05),hichindicatedthatthehostplantshadlittleeffectontryptaseactivities.keywords：anoplophoraglabripennis；hostplant；digestiveenzyme；activity光眉星天牛（anoplophoraglabripennismotschulsky）是我國闊葉樹林木的主要蛀干害蟲,廣泛分布于北京、黑龍江、遼寧、陜西、山西、寧夏、甘肅、西藏、河北、河南、山東等20多個?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)），主要危害以楊樹為主體的速生用材林和防護林，給林業(yè)帶來了巨大的損失［1一5］。20世紀90年代以前，光眉星天牛國外分布僅見于日本、朝鮮和韓國，隨著國際貿(mào)易的廣泛，日前該蟲已在美國的紐約、芝加哥、新澤西等地的園林樹木中定殖并造成嚴重危害［6］,在奧地利、法國、加拿大、德國、荷蘭等國也發(fā)現(xiàn)光眉星天牛定殖和危害［7,8］。光眉星天牛從僅被國內(nèi)關注演變成為國際性的重要有害生物。光眉星天牛的成蟲羽化出孔后，并未性成熟，需要通過取食寄主植物來補充營養(yǎng)，因此，成蟲期寄主植物的質(zhì)量直接影響光眉星天牛種群［9—12］。光眉星天牛成蟲主要利用消化道內(nèi)的消化酶來分解利用取食的寄主組織，以獲得生長發(fā)育、交尾、產(chǎn)卵等生命活動所需要的營養(yǎng)［13］。日前對光眉星天牛成蟲消化酶的研究主要集中在纖維素酶方面，已有研究［13,14］表明，光啟星天牛幼蟲和成蟲消化道內(nèi)具有完整纖維素酶系一一內(nèi)切一。-1,4—葡聚糖酶（ex酶）、外切一。-1,4—葡聚糖酶（cl酶）和?！?,4—葡萄糖苷酶（。一葡萄糖苷酶），并對內(nèi)切一?！?,4-葡聚糖酶的性質(zhì)進行專門研究。但是對成蟲消化道內(nèi)淀粉酶、果膠酶、胃蛋白酶和類胰蛋白酶的研究鮮見報道。試驗以漳河柳（salixmatsudanaf.lobato—glandulosafaugetliu）上羽化的光眉星天牛為研究對象，選擇北方城市常見的4種綠化樹種為飼養(yǎng)材料，研究光眉星天牛取食不同寄主后體內(nèi)淀粉酶、果膠酶、胃蛋白酶和類胰蛋白酶的活性變化，力求從生理生化角度來解析光眉星天牛的寄主選擇機制，以有助于篩選出抗光眉星天牛成蟲的樹種，也有利于研究針對光眉星天牛成蟲體內(nèi)消化酶的新型農(nóng)藥。1材料與方法1.1供試昆蟲2011年5月，采集有光眉星天牛蟲害的漳河柳樹干，將其鋸成長60?70cm的木段，鋸口用石蠟封好，外部罩60日的鐵絲網(wǎng)，自然條件下待其羽化，收集剛羽化的光眉星天牛成蟲，選擇14?16g/頭的供試。1.2供試昆蟲的飼養(yǎng)飼料（寄主）為采自榆林市北郊苗圃5年生復葉械（acernegundolinn.）、漳河柳、新疆楊（populusaIbavar.pyramidalisbunge）、白蠟（fraxinuschinensisroxb.）的1?2年生枝條。取活性、大小相似的健康光眉星天牛于鐵絲網(wǎng)籠（20cmX30cmX20cm）內(nèi)分別用上述4種枝條飼養(yǎng)，12h和24h后冷凍殺死。5對天牛為1處理組，重復4次。飼養(yǎng)溫度27?30°C,濕度40%?60%，光照14h/d。酶的提取酶的提取分雌雄進行。室溫條件下用電子天平稱重光眉星天牛。冰浴條件解剖天牛取出完整消化道，立即放入盛有預冷的nacl溶液（ph7，0.02mol/l）的滅菌研缽中，nacl溶液按照每頭試蟲2ml加入，迅速研磨成勻漿，將勻漿液置于—4C冷凍離心機15000r/min離心15min，取上清液用于淀粉酶、果膠酶、胃蛋白酶和類胰蛋白酶的活性檢測。消化酶活性測定淀粉酶和果膠酶采用dns比色法測定［15］。對應的底物為用0.2mol/l、ph4.6的乙酸一乙酸鈉緩沖液配制的10mg/ml可溶性淀粉和10mg/ml果膠。以試驗條件下單位蟲體質(zhì)量（g）單位時間（h）由底物經(jīng)酶促反應生成1以mol對應還原糖所需的酶量為一個酶活單位（u）。胃蛋白酶活性測定用folin-酚法［16］。底物為ph3.0、0.2mol/l的檸檬酸一磷酸氫二鈉緩沖液配制的5mg/ml酪素。以試驗條件下單位蟲體質(zhì)量（g）單位時間（h）由底物經(jīng)酶促反應生成1以mol酪氨酸所需的酶量為一個酶活單位（u）。類胰蛋白酶的活性測定用ph7.5,0.02mol/l的磷酸緩沖液配制的5mg/ml酪素作為底物，其他同胃蛋白酶活性測定。葡萄糖、半乳糖醛酸和酪氨酸標準溶液、標準曲線參照參考文獻［17］操作。葡萄糖標準曲線用于淀粉酶活性測定，半乳糖醛酸標準曲線用于果膠酶活性測定，酪氨酸標準曲線用于胃蛋白酶和類胰蛋白酶活性測定。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用excel軟件做圖、spss軟件分析。各重復數(shù)據(jù)計算平均值和標準差，差異顯著性分析采用duncan's新復極差法。2結(jié)果與分析2.1寄主對光眉星天牛成蟲淀粉酶和果膠酶的影響由光啟星天牛成蟲淀粉酶活性測定結(jié)果（圖1）可見，光眉星天牛成蟲消化道淀粉酶活性和寄主關系密切。酶活性由高到低依次為取食復葉械的、取食漳河柳的、取食新疆楊的、取食白蠟的，其中

一論文發(fā)衰專家一中國掌木期刊網(wǎng)www.qi而wang.nel取食復葉械的淀粉酶活性最高（雌133.03u,雄119.75u）,取食白蠟的淀粉酶活性最低（雌83.00u,雄71.83u）。取食復葉械和漳河柳的淀粉酶活性顯著高于取食新疆楊和白蠟的（PV0.05）,取食復葉械的和取食漳河柳的淀粉酶活性差異不顯著（P〉0.05）。由光啟星天牛成蟲果膠酶活性測定結(jié)果（圖2）可見，寄主植物影響光眉星天牛成蟲消化道果膠酶活性。取食復葉槭的果膠酶活性最高（雌354.38u,雄340.83u）,其次為取食漳河柳的（雌305.55u,雄286.04u）,取食新疆楊的（雌240.75u,雄218.00u）和取食白蠟的（雌231.25u,雄220.10u）果膠酶活性差別不大。取食復葉槭的雄蟲消化道果膠酶活性顯著高于取食其他3種寄主的（PV0.05）,取食復葉械和漳河柳的光眉星天牛成蟲消化道果膠酶活性顯著高于取食新疆楊和白蠟的（P<0.05）。2.2寄主對光眉星天牛成蟲胃蛋白酶和類胰蛋白酶的影響由光啟星天牛成蟲胃蛋白酶活性測定結(jié)果（圖3）可見，寄主對光眉星天牛成蟲的胃蛋白酶活性有明顯影響。取食4種寄主的光眉星天牛成蟲消化道胃蛋白酶活性為0.33?1.43u，同一性別中酶活性由高到低依次為取食復葉槭的、取食漳河柳的、取食新疆楊的、取食白蠟的，其中取食復葉械的光眉星天牛成蟲消化道的胃蛋白酶活性最高（雌1.43u,雄1.06u）,取食白蠟的胃蛋白酶活性最低（雌0.41U,雄0.33U）。取食復葉槭的光眉星天牛成蟲胃蛋白酶活性約是取食白蠟的光眉星天牛的3倍，取食復葉槭和漳河柳的光眉星天牛成蟲胃蛋白酶活性顯著高于取食新疆楊和白蠟的（P<0.05）。由光啟星天牛成蟲類胰蛋白酶活性檢測結(jié)果（圖4）可見，寄主對光眉星天牛成蟲消化道的類胰蛋白酶活性影響不大。光眉星天牛成蟲類胰蛋白酶活性為1.20?1.45u,取食4種寄主的光眉星天牛成蟲消化道類胰蛋白酶活性沒有顯著差異。3小結(jié)與討論同一性別中，取食復葉槭的光眉星天牛成蟲消化道的淀粉酶、果膠酶和胃蛋白酶活性最高，取食白蠟的光眉星天牛成蟲這3種酶活性最低，取食復葉槭和漳河柳的光眉星天牛這3種酶的活性均顯著高于取食新疆楊和白蠟的，說明寄主對光眉星天牛成蟲消化道的淀粉酶、果膠酶和胃蛋白酶活性有明顯影響。取食不同寄主的光眉星天牛成蟲類胰蛋白酶活性差異不顯著，說明寄主植物對類胰蛋白酶活性影響不大。一般來說，昆蟲的消化酶情況在一定程度上體現(xiàn)出昆蟲所需營養(yǎng)的種類和寄主中各類營養(yǎng)物質(zhì)被昆蟲利用的狀況［11，15］。取食復葉械和漳河柳的光眉星天牛成蟲消化道的淀粉酶、果膠酶和胃蛋白酶活性高，取食新疆楊和白蠟的這3種消化酶的活性較低。推測可能是復葉械和漳河柳所含的淀粉、果膠和蛋白質(zhì)等能被光眉

I一論文發(fā)表專家一中國掌木期刊網(wǎng)www.qi扃nwang爬I星天牛利用的營養(yǎng)物質(zhì)含量較高，新疆楊和白蠟含這些營養(yǎng)物質(zhì)較少，還有可能是新疆楊和白蠟含有抑制淀粉酶、果膠酶、胃蛋白酶的物質(zhì)，抑制了酶活性。已有研究［2,5］認為，復葉械和漳河柳是光眉星天牛的適宜寄主，新疆楊和白蠟是該蟲的抗性寄主。光眉星天牛成蟲消化道的淀粉酶、果膠酶和胃蛋白酶活性情況可能是復葉械和漳河柳成為光眉星天牛適宜寄主而新疆楊和白蠟成為其抗性寄主的原因。在試驗中發(fā)現(xiàn)，寄主植物對類胰蛋白酶活性影響不大，可能與這些樹種中存在的蛋白質(zhì)種類有關系。光眉星天牛是典型的多寄主害蟲，可危害楊樹、柳樹、榆樹、槭樹等數(shù)百種闊葉樹種，其分布范圍和寄主范圍不斷擴大［18，19］，從以楊樹為主的防護林向城市配置的綠化樹種擴展［20］。如果在城市園林綠化中大量配置復葉械或漳河柳等光眉星天牛嗜食的適宜寄主，一旦光眉星天牛傳入，則很容易定殖危害并可能發(fā)生流行。因此，在城市園林綠化中應當避免大量配置這些適宜寄主，最好混交抗性樹種來降低風險。參考文獻：［1］高瑞桐，鄭世錯.利用成蟲取食習性防治3種楊樹天牛［j］.北京林業(yè)大學學報，1998，20(1)：43—48.［2］高瑞桐，李國紅.我國光眉星天牛回顧及發(fā)展趨勢［j］.昆蟲知識，2002，38(4)：252—258.駱有慶，李建光.光眉星天牛生物學特性及發(fā)生現(xiàn)狀[j].植物檢疫，1999,13(1):5—7.岳朝陽，張新平，劉愛華，等.光啟星天牛在新疆的風險分析[j].西北林學院學報，2。11，26(5)：153—156.閻雄飛，李曉娟，駱有慶，等.光啟星天牛對原寄主枝條揮發(fā)物的趨向測定[j].北京林業(yè)大學學報，2008,30(3)：80—84.polandtm，hackra，petrice.tr，etal.fieldevaluationsofsystemsforcontroloftheasianlonghornedbeetle，anoplophoraglabripennis(coleoptera：cerambycidae)[j].economicentomology，2006，99(1)：85—93.haackra，h?^rardf，sunjh，etal.managinginvasivepopulationsofasianlonghornedbeetleandcitruslonghornedbeetle：aworldwideperspective[j].a201nnualreviewofentomology，

2010,55：521-546.keenama.effectsoftemperatureonanoplophoraglabripeadultsurvival,reproductionandegghatch[j].environmententomolology,2006,35(4)：912—921.nniscoleoptera：cerambycidae)nniscoleoptera：cerambycidae)嵇保中，魏勇，黃振裕，等.天牛成蟲行為研究現(xiàn)狀與展望[j].南京林業(yè)大學學報，2002,26(2):79—83.hankslm.influenceofthelarvalhostplantonreproductivestrategiesofcerambycidbeetles[j].annualreviewofentomology,1999,44：121—124.欽俊德.昆蟲與植物的關系：論昆蟲與植物的相互作用及其演化[m].北京：科學出版社，1987.[12]賀萍，黃競芳.光啟星天牛成蟲行為研究[j].昆蟲學報，1993,36(1)：51—55.李曉娟，閻雄飛，駱有慶，等.光啟星天牛體內(nèi)纖維素酶活性及其與寄主選擇的關系[j].昆蟲學報，2010,5

3(10):1179-1183.lixj,yanxf,luoyq,eta1.cellulaseinanoplophoraglabripennisadultsfedonoriginalhosttreespeciesandnon-originalhost[j].forestrystud