茚虫威对玫瑰三节叶蜂叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

2013-11-22李新扬徐元元公玲玲井维霞李慧婵曲爱军

生物安全学报 2013年4期

李新扬，徐元元，公玲玲，周科，井维霞，王涛，李慧婵，曲爱军*

1山东农业大学植物保护学院，山东泰安271018;2山东省聊城市林业局，山东聊城252000;3山东安丘实验中学，山东潍坊262100

昆虫体色是昆虫系统学研究中广泛使用的一项重要特征(程茂高等，2005;霍科科和张宏杰，2004)，如棉蚜Aphis gossypii Glover 在不全周期型分为绿色亚型与黄色亚型(张广学和钟铁森，1982)，桃蚜Myzus persicae (Sulzer)分成“烟草型”和“非烟草型”2 个生物型，烟草型大多为红色，而非烟草型为绿色(程茂高等，2005)。体色在生物学上也有重要意义，如昆虫体色和栖息环境相类似，形成保护色;有的雌雄两性体色差异显著，相互吸引，与信息素共同在交配行为中起着联系信息的作用。朱道弘和阳柏苏(2004)报道，体色在飞蝗群集与扩散时起着重要作用，群居型为黑色配以橘黄色底色，散居型常表现为无黑色斑块的绿色。昆虫体色的多样化，给害虫的防治工作带来了许多不利因素，如陆承志(2001)对新疆部分棉田棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)6 龄幼虫体色进行分类比较，发现有15 种变异型，如不彻底防治，则易使棉铃虫再猖獗。

昆虫体色以其形成方式的不同，分为色素色、结构色和混合色。昆虫体色常是由色素色和结构色混合形成(刘树生，1986)。结构色是昆虫表皮的特殊结构对入射光的反射、折射和干扰所产生的颜色闪光。色素色是昆虫着色的基本形式，这类体色是由于虫体一定部位有某些化合物的存在造成，这些物质通过吸收某种长光波、反射其他光波而形成各种颜色，这一般是新陈代谢的产物，如黑色素和嘌呤色素。但黄色是由类胡萝卜素表现出来，类胡萝卜素则来自食物(植物)，它常与蓝色四吡咯色素结合，形成很多昆虫的绿色(雷朝亮和荣秀兰，2011)。四吡咯色素(卟啉类色素)主要包括叶绿素和血红素，而血红素只存在于少数昆虫中，因此，昆虫的绿色可能是类胡萝卜素与叶绿素作用的结果。然而，目前尚未见昆虫体内含叶绿素的报道。

玫瑰三节叶蜂Arge geei Rohwer，又称月季叶蜂，属膜翅目Hymenoptera 三节叶蜂科Argidae，主要危害月季Rosa chinensis Jacp、玫瑰R.rugosa Thunb 和蔷薇R.multifeora Thunb 等植物(孟宪水等，2000;吴志远等，1987;中国科学院动物所，1987)。目前，在山东泰安等地危害严重。本试验选取玫瑰三节叶蜂为试验昆虫，研究其体色与植物叶绿素的相互关系，以及药剂茚虫威处理对其叶绿素和类胡萝卜素含量的影响。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

供试昆虫为玫瑰三节叶蜂。于2013年5 ～6月采用套笼饲养于山东农业大学南校区月季园，待幼虫长至5 和6 龄时进行测试。

无药剂处理的试虫为完整的5 和6 龄幼虫，以及剔除消化系统的5 和6 龄幼虫;药剂处理的试虫为完整和剔除消化系统的6 龄幼虫。

幼虫消化系统的剔除:将蜡盘表面铺上硫酸纸，然后用昆虫针将幼虫固定在蜡盘上，用解剖刀将其腹面划开，再用挑针仔细清除消化系统尤其是植物残渣，其余部分收集起来待测。

1.2 供试杀虫剂与药剂处理方法

供试杀虫剂为150 g·L－1茚虫威悬浮剂(上海杜邦农化有限公司)，由山东农业大学植物保护学院慕卫教授提供。在参照实际生产应用浓度的基础上，以丙酮为溶剂，将茚虫威稀释至5000 倍液。用微量注射器移液枪取5 μL 药剂，滴定在幼虫前胸背板，24 h 后测定虫体叶绿素和类胡萝卜素含量。每个处理30 头，重复5 次。

1.3 叶绿素和类胡萝卜素含量的测定

测定方法参照张悦等(2012)对植物叶绿素含量的测定。选取玫瑰三节叶蜂幼虫0.50 g，放入研钵中，加入少量石英砂和2 ～3 mL 80%丙酮，研磨成匀浆，再加丙酮10 mL 研磨至样品组织变白，暗处静置5 min，过滤至50 mL 棕色容量瓶中，洗涤研钵和残渣数次，定容后备测。以80%丙酮作为参比，在663、646、470 nm 下，用日本岛津UV-2450 紫外分光光度计测定光密度。

式中:Ca、Cb、CT和Cx·c 分别为叶绿素a 含量、叶绿素b 含量、叶绿素总量和类胡萝卜素含量;A663、A646和A470分别为叶绿体色素提取液在波长663、646 和470 nm 下的光密度(徐笑等，2012)。

2 结果与分析

2.1 玫瑰三节叶蜂幼虫叶绿素和类胡萝卜素含量

从表1可以看出，5 和6 龄玫瑰三节叶蜂幼虫均含有叶绿素，且5 龄幼虫的叶绿素含量明显高于6 龄幼虫;但叶绿素总量仅相当于植物如烟草(刘修堂等，2013;张悦等，2013)、玉米(杜宝贞等，2013;张悦等，2012)、棉花、红薯和花生(李晴晴等，2013)的10%左右。同时，6 龄幼虫的叶绿素a/b略高于5 龄幼虫。此外，玫瑰三节叶蜂5 和6 龄幼虫均含有类胡萝卜素，且6 龄幼虫含量略高于5 龄幼虫。

表1 玫瑰三节叶蜂5 和6 龄幼虫的叶绿素及类胡萝卜素含量Table 1 The chlorophyll and carotenoid contents of A.geei at 5th instar and 6th instar

2.2 不含消化系统的玫瑰三节叶蜂幼虫叶绿素和类胡萝卜素含量

据表2可知，不含消化系统的玫瑰三节叶蜂5和6 龄幼虫的叶绿素含量，均较含消化系统的同龄幼虫有显著下降。其中，5 龄幼虫叶绿素a 下降约76%，叶绿素b 下降约62%，类胡萝卜素下降约49%;6 龄幼虫叶绿素a 下降约66%，叶绿素b 下降约26%，类胡萝卜素下降约41%。

玫瑰三节叶蜂5 龄幼虫体绿色，6 龄幼虫体黄色。叶绿素a 呈蓝绿色，叶绿素b 呈黄绿色，类胡萝卜素呈橙黄色(孟庆伟和高辉远，2011)。在含消化系统的玫瑰三节叶蜂幼虫中，5 龄偏蓝色的色素(叶绿素a)约占色素总量的59%，偏黄色的色素(叶绿素b 和类胡萝卜素)占41%;6 龄偏蓝色的色素(叶绿素a)占色素总量的56%，偏黄色的色素(叶绿素b 和类胡萝卜素)占44%。这说明叶蜂幼虫体表的颜色可能与其体内叶绿素含量有一定关联度。

表2 不含消化系统的玫瑰三节叶蜂幼虫的叶绿素及类胡萝卜素含量Table 2 The chlorophyll and carotenoid contents of A.geei larvae without digestive system

2.3 茚虫威对玫瑰三节叶蜂6 龄幼虫叶绿素和类胡萝卜素含量的影响

由表3可知，茚虫威能降低玫瑰三节叶蜂6 龄幼虫的叶绿素含量。其中，含消化道的幼虫，叶绿素a 下降约48%，叶绿素b 下降约34%，类胡萝卜素下降约37%;而剔除消化系统的6 龄幼虫，叶绿素和类胡萝卜素含量下降幅度较小。此外，施用茚虫威后，叶绿素a/b 均显著下降。

表3 茚虫威对玫瑰三节叶蜂6 龄幼虫叶绿素及类胡萝卜素含量的影响Table 3 Effects of indoxacarb on chlorophyll and carotenoid contents of A.geei 6th instar larvae

3 讨论

从试验结果来看，玫瑰三节叶蜂5 和6 龄幼虫均含有叶绿素，但5 龄幼虫叶绿素含量高于6 龄幼虫。同时，不含消化系统的玫瑰三节叶蜂5 和6 龄幼虫的叶绿素含量，均较含消化系统的同龄幼虫有显著下降，表明玫瑰三节叶蜂5 和6 龄幼虫所含叶绿素大部分集中在消化系统内。

绝大多数叶绿素a 和全部叶绿素b，在植物细胞器中，主要起吸收光能的作用，叶绿素b 是由叶绿素a 转化而来。从试验结果来看，玫瑰三节叶蜂5 和6 龄幼虫经茚虫威处理后，叶绿素a 和叶绿素b 同步减少，可以推断玫瑰三节叶蜂幼虫并未将叶绿素作为营养物质加以利用。因此，叶蜂幼虫的绿色可能并非叶绿素与类胡萝卜素发生反应所形成，而是由这几种色素所体现出来的颜色。

叶绿素a/b 在植物生理学中常被作为评定作物品种的抗逆性指标，指标越高，抗逆性越强。本研究表明，玫瑰三节叶蜂6 龄幼虫的叶绿素a/b 略高于5 龄幼虫。该结果是否也说明6 龄幼虫抗药性高于5 龄幼虫，还有待于进一步探讨;但从防治角度而言，龄期越高，防治越困难。施用茚虫威后，叶绿素a/b 均显著下降，表明使用茚虫威后，昆虫抵抗不良环境的能力下降。

类胡萝卜素是绿色植物体内(张悦等，2012)和动物体内(李业国等，2005)一类重要的内源抗氧化剂。玫瑰三节叶蜂6 龄幼虫类胡萝卜素含量略高于5 龄幼虫，表明6 龄幼虫抗氧化能力高于5 龄幼虫。而茚虫威处理后，玫瑰三节叶蜂幼虫类胡萝卜素含量减少，证明茚虫威可以降低玫瑰三节叶蜂幼虫的抗氧化能力。

有关玫瑰三节叶蜂幼虫体内的叶绿素是否直接从植物中吸收而来，还是幼虫本身就含有叶绿素，叶绿素在昆虫体内起什么作用，以及茚虫威导致叶蜂幼虫体内叶绿素含量下降的机理等问题，均有待于进一步研究。

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