寄主植物对桃小食心虫主要代谢物质的影响

赵楠+于毅+庄乾营+张安盛+门兴元+周仙红+张思聪+许永玉+李丽莉

摘要：为明确不同寄主植物对桃小食心虫（Carposina sasakii Matsumura）主要代谢物质的影响，选取6种寄主植物（大枣、山楂、梨、桃、苹果、杏）饲喂的桃小食心虫，分别使用过碘酸钠法、硫酸蒽酮比色法和盐酸水解法测定其体内甘油、海藻糖和氨基酸含量；通过定磷法和2， 4 - 二硝基苯肼法测定Na+-K+-ATP酶和LDH酶的活性。结果表明：桃小食心虫体内主要代谢物质含量在不同寄主植物间存在差异，取食山楂的桃小食心虫甘油含量最高（12.48 μg/mg），取食大枣次之（12.44 μg/mg），取食杏的含量最低（10.43 μg/mg）；海藻糖含量为取食大枣的最高（27.16 μg/mg），取食杏的最低（9.86 μg/mg）；取食6种寄主的桃小食心虫体内均检测到16种氨基酸，取食山楂的桃小食心虫体内天冬氨酸Asp含量高于取食其他5种寄主植物的；超微量Na+-K+ -ATP酶活性测定结果显示取食桃的桃小食心虫活性最高（1.31 U/g pro），LDH酶活性以取食杏的最高（42.73 U/g pro）。

关键词：桃小食心虫；寄主植物；甘油；海藻糖；氨基酸；代谢酶

中图分类号：S436.6文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）09-0106-04

不同寄主植物所含主要营养物质存在显著差异[1]，植食性昆虫所取食植物的种类及其成分的季节性变化可以明显影响昆虫体内的生理代谢物质[2～5]，导致昆虫个体之间的差异[6]。同时食料因子还直接或间接地影响到一些昆虫的滞育维持和解除及滞育后发育[7]。

桃小食心虫（Carposina sasakii Matsumura），又叫桃蛀果蛾，属于鳞翅目（Lepidoptera）蛀果蛾科（Carposinidae）[8，9]，由于寄主多达十几种，其在不同寄主之间的发生规律和生活习性有很大不同，前人在这方面的研究主要集中在滞育、越冬幼虫的出土以及生物学特性等方面。花蕾和花保祯[10]发现杏上采集的桃小食心虫滞育早于其他寄主的桃小食心虫，并形成了专性滞育[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虫的发育历期、存活率、单雌产卵量及有效积温在不同寄主之间均存在显著性差异[14，15]。甘油、海藻糖作为昆虫主要的能源物质，是保证其顺利越冬的关键[16]，海藻糖被誉为昆虫体内的“生命之糖”[17，18]，与昆虫的抗寒性呈正相关[19]。超微量Na+-K+-ATP酶和乳酸脱氢酶（LDH）都是昆虫体内的代谢酶，参与运输代谢废物和糖酵解；氨基酸对昆虫的代谢有着重要的作用，可影响滞育和体内含水量，有的则对耐寒性有作用[20]。因此，本研究选取取食不同寄主自然脱果的桃小食心虫老熟幼虫，测定其体内甘油、海藻糖、氨基酸等主要代谢物质的含量及乳酸脱氢酶（LDH）和Na+-K+-ATP酶的活性，明确寄主植物对桃小食心虫主要代谢物质的影响，为进一步探讨寄主对昆虫生理生化机制的影响奠定基础。

1材料与方法

1.1供试虫源及寄主植物

实验室苹果上饲养多代的桃小食心虫虫卵接到大枣、山楂、梨、桃、苹果、杏上，收集饲养2代的自然脱果的老熟幼虫进行试验。实验室人工气候室饲养条件为T=26℃，L∶D=14.5∶9.5，RH=80%。

1.2桃小食心虫体内甘油、海藻糖的测定

1.2.1甘油含量的测定采用过碘酸钠法，参照丁慧梅[21]的方法，用上海佑科仪器仪表有限公司生产的752型紫外分光光度计在420 nm处测定OD值，以甘油做标准曲线，重复4次。

1.2.2海藻糖含量的测定采用硫酸蒽酮比色法[22]，用上海佑科仪器仪表有限公司生产的752型紫外分光光度计在620 nm处测定OD值，以葡萄糖做标准曲线，重复4次。

1.3桃小食心虫体内氨基酸的测定

依据 GB/T 18246-2000，采用盐酸水解法，使用日立 83-50型氨基酸自动分析仪对样品进行氨基酸测定和分析。

1.4桃小食心虫体内两种代谢酶活性的测定

酶的提取：选取每种寄主自然脱果的桃小食心虫老熟幼虫10头，准确称量体重，按照体重比1∶9加预冷的生理盐水在冰浴中用匀浆器研磨成匀浆，制备10%组织匀浆。取0.5 mL于2.0 mL离心管中1 000 r/min 离心5 min，用于检测超微量Na+-K+-ATP酶；剩余组织匀浆于离心管中3 000 r/min 离心15 min，用于检测LDH酶。离心后转移上清，弃沉淀，再用预冷生理盐水稀释成1%组织匀浆，-20℃保存备用。

采用定磷法测定ATP酶活力，以每小时每毫克组织蛋白中ATP酶分解ATP产生1 μmol无机磷的量为1个ATP活力单位。

采用2， 4 - 二硝基苯肼法测定LDH酶活力，以每克组织蛋白37℃与基质作用15 min，在反应体系中产生1 μmol丙酮酸为1活力单位。

以上酶活力测定所用试剂均购买于南京建成生物工程公司。

1.5数据处理与分析

采用SPSS 17.0 for Windows数据分析软件对试验数据进行统计分析，采用单因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncan氏多重比较（P<0.05）不同寄主植物间的差异。

2结果与分析

2.1取食不同寄主植物的桃小食心虫体内的甘油、海藻糖含量

测定结果（表1）显示：不同寄主植物间差异不显著（df=5，F=1.801，P>0.05）。取食山楂的桃小食心虫甘油含量最高，为12.48 μg/mg，其次为取食大枣的，而取食杏寄主的最低，为10.43 μg/mg。取食6种寄主的桃小食心虫体内甘油含量依次为山楂>大枣>梨>桃>苹果>杏。

取食不同寄主植物的桃小食心虫体内海藻糖含量存在显著差异（df=5，F=13.813，P<0.05），其中取食大枣的海藻糖含量最高，为 27.16 μg/mg，取食杏的桃小食心虫体内海藻糖含量最低，仅为9.86 μg/mg。海藻糖含量由高到低依次为：大枣>山楂>梨>桃>苹果>杏（表1）。endprint

2.2取食不同寄主植物的桃小食心虫体内氨基酸含量

从表2可知，取食6种寄主植物的桃小食心虫体内均可检测到16种氨基酸。同一寄主饲喂的桃小食心虫体内不同氨基酸含量不同，谷氨酸含量最多（2.947～3.835 mg/100mg），其次为天冬氨酸（2.214～ 3.086 mg/100mg）。对比不同寄主体内的16种氨基酸发现，作为4种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虫体内的含量高于其他5种寄主植物，氨基酸总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虫体内Na+-K+-ATP酶和LDH酶活性

取食桃的桃小食心虫体内Na+-K+-ATP酶活性最高，可达1.31 U/g pro，取食大枣的最低，仅为0.70 U/g pro 。取食6种寄主植物的桃小食心虫体内Na+-K+-ATP酶活性依次为：桃>梨>杏=苹果>山楂>大枣（表3），不同寄主间差异显著（df=5，F=8.852，P<0.05）。

取食6种寄主植物的桃小食心虫体内的LDH酶活性之间存在显著差异（df=5，F=11.502，P<0.05）。取食杏的桃小食心虫体内的LDH酶活性最高，为42.73 U/g pro，取食大枣的最低，为31.90 U/g pro。取食6种寄主的桃小食心虫体内LDH酶活性依次为：杏>桃>苹果>梨>山楂>大枣。

3结论与讨论

本研究结果显示，取食不同寄主的桃小食心虫体内甘油含量不存在显著差异，这与Liu 等[23]对棉铃虫及郑霞林等[24]对甜菜夜蛾的研究结论一致。桃小食心虫取食不同寄主植物后体内海藻糖含量存在显著差异（P<0.05），其中取食大枣的桃小食心虫体内海藻糖含量是取食杏的近3倍，这可能是引起取食不同寄主的桃小食心虫耐寒能力差异的原因（另文发表）。同时海藻糖与甘油含量基本呈正相关。已有研究显示，Q型烟粉虱寄主植物不同，其海藻糖含量有差异[5]，不同寄主植物对甜菜夜蛾海藻糖含量也有较大影响[24]，但引起差异的原因有待于进一步研究。

氨基酸是蛋白质不可缺少的构成成分之一，寄主植物可以影响昆虫体内氨基酸含量[25]。取食不同寄主植物的桃小食心虫体内均检测到16种氨基酸，但氨基酸总量不同，各组分含量差异较大。天冬氨酸在植物体内是合成数种氨基酸的原料，尤其是蛋氨酸、色氨酸、异亮氨酸和赖氨酸这4种必需氨基酸，在本研究中，取食山楂的桃小食心虫体内的天冬氨酸含量高于其他5种寄主。谷氨酸含量以取食山楂的桃小食心虫最高（3.835 mg/100mg），取食苹果的最低（2.947 mg/100mg），这可能是寄主植物体内生化物质含量及昆虫取食不同寄主植物后自身的适应性所导致的。

Na+-K+-ATP酶有促进离子运输的重要功能，LDH酶是糖酵解途径的关键酶之一，其活性低会减少昆虫用于新陈代谢的能量。本研究表明，取食大枣的桃小食心虫体内的Na+-K+-ATP酶和LDH酶活性均最低。LDH酶活性低表明桃小食心虫体内糖酵解的速度慢，Na+-K+-ATP酶活性低又阻碍了体内离子运输，所以导致体内糖的含量增加，这与我们的结果取食大枣的桃小食心虫体内海藻糖含量最高一致。

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