温度对B型烟粉虱存活率和保护酶系的影响

陈常理，韦茂兔，李明江，沈福泉，杨重卫，吕仲贤，郑许松，徐红星

(1.浙江省农业科学院 花卉研究开发中心，浙江 杭州 311202;2.杭州市萧山区农业技术学校，浙江 杭州 311201;3.浙江省农业科学院 植物保护与微生物研究所，浙江杭州 310021)

烟粉虱 Bemisia tabaci Gennadius属同翅目粉虱科的多食性昆虫，原产于热带和亚热带地区，随着经济全球化，花卉和其它苗木的频繁调运，使得该虫在世界各大洲扩散并暴发成灾［1］。在我国，烟粉虱最早记载于1949年［2］。20世纪90年代，伴随全球范围贸易往来的加强，B型烟粉虱借助花卉及其他经济作物苗木成功侵入中国［3］，相继在许多地区暴发成灾并造成重大经济损失，对我国农作物和园林花卉生产构成严重威胁，被称为“超级害虫”(superbug)［4］。B型烟粉虱 (biotype B) 具有寄主范围广、存活率高、产卵量大、传播病毒广泛的特点，造成的危害最为严重［5－6］。例如在美国的加利福尼亚、佛罗里达、德克萨斯等地1991年和1992年B型烟粉虱连续2年大暴发，分别造成约2亿和5亿美元的经济损失［7］;2002年浙江大学刘树生教授在浙江发现了它的踪迹，并于2007年发现B型烟粉虱以新的生物入侵机制:交配行为入侵，扰乱土著烟粉虱的交配行为［8］;B型烟粉虱有较强的逆境适应能力，有较快的种群增长力，可取代土著烟粉虱［9］。现在它已经在浙江温州、台州、杭州等大部分地方出现，已成为蔬菜、苗木和其他许多经济作物的主要害虫。给农业生产造成很大威胁。然而，对于新传入的B型烟粉虱的寄主和气候环境的适应性仍了解不多，特别是对该虫发生与气温之间的关系仍未有深入研究。本文通过研究不同恒温条件对B型烟粉虱在寄主一品红上的存活率和成虫保护酶系的影响，为制定防治策略提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试虫源为浙江省农业科学院植微所继代饲养种群，2009年3月引进并在人工气候室内 ［(26士10)℃;14 L∶10D;相对湿度60% ～70%］以一品红主流变种中国红 (千禧 Euphorbia pulcherrima var.millenium)为寄主维持种群至今。

1.2 方法

1.2.1 温度对B型烟粉虱存活率的影响

试验在人工气候箱里进行，试验设5个处理温度:22℃、25℃、28℃、31℃、34℃，光照均为14L∶10D、湿度控制在70%左右。每个处理里各放2盆长势基本一致的一品红无虫苗。用微虫笼接虫在倒2叶上，每微虫笼接虫30对，接虫24 h后将成虫去除，查产卵量，试验重复5次，每个重复随机选取50粒卵作为观察对象，将多余的卵去除。待一龄若虫孵化并固着位置时，对其进行标记并跟踪调查其发育状况。每天早上8点观察1次，记录发育到1、2、3、4龄若虫、伪蛹以及成虫的成活情况，并测定羽化出成虫的SOD、POD、CAT活性变化。各龄期划分标准参照 Bemisia tabaci，2004OEPP/EPPO。

1.2.2 温度对B型烟粉虱成虫体内保护酶活性的影响

取供试B型烟粉虱成虫按照体重8 mL·g－1加入预冷的 0.04 mol·L－1、pH 值 7.0的磷酸缓冲液，在冰浴条件下研磨匀浆，所得匀浆液以3 500 r·min－1，4℃离心10 min，其上清液即为待测的酶液。保存于－20℃备用。

POD酶活力单位定义为在37℃条件下，每1 mg组织蛋白每1 min催化产生l μg底物的酶量定义为1个酶活力单位 (U)。POD活力 (U·mg－1)=(测定管OD值一对照管OD值) ×反应液总体积 ×1 000÷12÷比色光径 (0.5 cm) ÷30 min÷取样量 (mL) ÷组织中蛋白质含量 (mg·mL－1)。

SOD酶活力单位定义为每1 mg组织蛋白在l mL反应液中SOD抑制率达50%时所对应的SOD量为 1个 SOD活力单位 (U)。SOD活力(U·mg－1) =(对照管 OD值一测定管 OD值)×反应液总体积 ÷对照管 OD÷50% ÷取样量(mL) ÷组织中蛋白质含量 (mg·mL－1)。

CAT酶活力单位定义:每毫克组织蛋白中过氧化氢酶 (CAT)每秒钟分解吸光度为0.50～0.55的底物中的过氧化氢相对量为1个CAT活力单位 (U)。CAT活力 (U·mg－1)=(对照管 OD值一测定管OD值) ×271÷60÷取样量 (mL) ÷组织中蛋白质含量 (mg·mL－1)，其中271为斜率的倒数。

1.2.3 数据处理

利用SAS和Excel统计分析软件进行实验数据处理和方差分析，并采用Duncan氏新复极差法进行显著性测验。

2 结果与分析

2.1 温度对B型烟粉虱存活率的影响

从表1可以看出，5个温度对B型烟粉虱卵和各龄若虫的存活率没有差异。

表1 不同温度对B型烟粉虱存活率的影响

2.2 温度对B型烟粉虱成虫体内保护酶活性的影响

从表2可以看出，3种保护酶在22～34℃之间变化不大，方差分析表明差异不显著。这与不同温度对B型烟粉虱卵和各龄若虫的存活率相符合。

表2 不同温度对B型烟粉虱保护酶的影响

3 小结和讨论

昆虫与其它生物一样，体内存在自由基。这些自由基可与生物分子发生加成、抽氢、电子俘获、氢传递、聚合、分解和歧化等生化反应，造成生物分子的损伤。生物氧毒害的超氧化物学说［10－12］认为，在逆境条件下，自由基增加，对许多生物功能分子破坏作用加大。但在正常情况下，细胞内存在着自由基清除系统，其中的SOD能清除部分自由基而形成 H2O2，而 POD、CAT又具有分解 H2O2的作用。所以，在这3种酶的共同作用下，生物细胞内的自由基维持在一个较低水平，不会引起伤害。使自由基维持在一个低水平，从而防止自由基毒害。因此Fridovich把 SOD、POD、CAT 3种酶称为保护酶系统［12］。

本试验结果表明，B型烟粉虱体内也存在着清除自由基的保护酶系统，且不同温度对其存活率及体内保护酶的活性有影响。在22～34℃条件下，B型烟粉虱的存活率和保护酶活力相对稳定。SOD、POD、CAT与存活率呈明显正相关。说明22～34℃是它的适温区，气候变暖也能使B型烟粉虱暴发。

［1］Hunter W B，Polston J E.Development of continous whitefly cell line［Homoptera: aleyrodidae: Bemisia tabaci(Gennadius)］for the study of begomovirus［J］.J Invert Pathol，2000，77:33 －36.

［2］周尧生.中国粉虱名录 ［J］.中国昆虫学，1949，3(3):1－18.

［3］罗晨，姚远，王戎疆，等.利用 mtDNA COI基因序列鉴定我国烟粉虱的生物型 ［J］.昆虫学报，2002，45(6):759－763.

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［7］Oliveira M R V，Henneberry T J，Anderson P.History，current status，and collaborative research projects for Bemisia tabaci［J］.Cr Protect，2001，20(9):709 －723.

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［9］万方浩，张桂芬，刘树生，等.B型烟粉虱的入侵机理与控制基础 ［J］.中国科学，2009，39(2):141－148.

［10］Fridovich I.Free radical in biology［M］.New York:Academic Press，1976:239.

［11］Packer L.Oygen Radicals in BiologicalSystems［G］//Harcourt B J.Methods in Enzymology.London:Academic Press，1984:273－280.

［12］Fridovich I.Oxygen is Toxic ［J］.Bioscicnce，1977，27(7):462.