高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾幼虫中肠消化酶活性的影响

张丽，张建刚，张仙红

(1.山西农业大学 文理学院，山西 太谷 030801； 2.山西农业大学 农学院，山西 太谷 030801)

高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾幼虫中肠消化酶活性的影响

张丽1，张建刚1，张仙红2*

(1.山西农业大学 文理学院，山西 太谷 030801； 2.山西农业大学 农学院，山西 太谷 030801)

[目的]了解高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾幼虫中肠海藻糖酶和蔗糖酶活性的影响。[方法]采用饲喂法，研究了不同浓度高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾4、5、6龄幼虫中肠海藻糖酶和蔗糖酶活性的影响。[结果]甘蓝夜蛾取食高效氯氰菊酯处理的甘蓝叶片后，中肠蔗糖酶、海藻糖酶的活力均随高效氯氰菊酯剂量的增加而提高，且2种酶活力均随处理时间的延长而明显降低，并随着龄期的增大影响程度逐渐减小。当甘蓝夜蛾幼虫4龄时，中肠海藻糖酶在不同处理时间及各浓度之间与对照差异显著。5龄时，2 500X与2 000X相比差异不显著，其它浓度不同处理时间与对照均差异显著。6龄时2 500X处理3 h与对照差异不显著, 2 000X、1 500X处理与对照均差异显著。[结论]高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾幼虫海藻糖酶和蔗糖酶活性影响显著，其影响程度随剂量的增高呈增大趋势，且随着龄期的增大影响程度逐渐减弱。

甘蓝夜蛾； 高效氯氰菊酯； 海藻糖酶； 蔗糖酶

甘蓝夜蛾(Mamestrabrassicae(L.))属鳞翅目夜蛾科，又名甘蓝夜盗虫、菜夜蛾等。该虫害分布广泛，我国辽宁、内蒙古、新疆、青海、甘肃、四川、山西、北京、天津、山东均有发生[1～8]。目前，甘蓝夜蛾已知的寄主植物达40余科100余种，我国多地出现过上百公顷大白菜受甘蓝夜蛾危害，几天内造成绝收[9]，是农业生产中的重要害虫之一。

昆虫消化酶是由昆虫中肠上皮细胞形成和分泌的，其活性直接影响昆虫对食物中营养物质的消化、吸收。对消化系统组织结构的破坏或对消化酶系的干扰将导致昆虫生长发育受阻乃至死亡。昆虫消化酶活力的高低直接反映了昆虫对营养物质消化吸收和利用的能力。其中海藻糖酶是昆虫体内能够水解海藻糖的唯一酶类，产生的葡萄糖被用于昆虫细胞进行糖酵解的原料，为昆虫各组织器官提供能量。蔗糖酶不仅分解蔗糖提供能量，还对昆虫体内的渗透压起调节作用[10]。

高效氯氰菊酯是一种具有较强触杀和胃毒作用的拟除虫菊酯类杀虫剂[11]。由于其高效、广谱、低毒和低残留的特点，目前已成为防治食叶害虫的重要杀虫剂。为此，本研究以不同浓度高效氯氰菊酯处理的甘蓝叶片饲喂甘蓝夜蛾不同龄期的幼虫，测定取食3～24 h后甘蓝夜蛾不同龄期幼虫中肠海藻糖酶和蔗糖酶的酶活力，旨在明确高效氯氰菊酯的杀虫机理、及其合理使用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

甘蓝夜蛾卵块采自山西农业大学未施农药的甘蓝菜地，在室内采用未施药甘蓝进行饲养至4、5、6龄期时备用。

1.2 供试试剂

4.5%高效氯氰菊酯乳油，北京中保绿农科技集团。

1.3 试虫处理

将4.5%高效氯氰菊酯乳油稀释为1 500 x、2 000 x、2 500 x 3个浓度，并设清水对照。将甘蓝叶片切成约10～15 cm2小块于不同浓度的药液中浸渍30 s，晾干后饲喂蜕皮1 d并饥饿6 h后的4、5、6龄幼虫，分别于3、6、9、12、24 h取样，每处理10头幼虫，重复3次。

1.4 酶液的制备

用冰冷(-0.5 ℃)的0.15 mol·L-1生理盐水冲洗取样幼虫，在冰盘上迅速解剖，截取试虫中肠，于-70 ℃冷冻冰箱冰冻保存。测试前，将中肠组织用滤纸吸掉表面水分后，按鲜质量1∶20加0.2 mol·L-1pH 6.9的磷酸盐缓冲液，在冰浴中匀浆，匀浆液在4 ℃、4 000 r·min-1下离心20 min，取上清液作为酶原。

1.5 蔗糖酶活性的测定

参照李志刚等[12]方法进行。以50 μL 4%蔗糖为底物，先加入200 μL 0.2 mol·L-1磷酸缓冲液 (pH 5.8)，再加入20 μL酶液与之反应。室温下反应10 min后，将其置于37 ℃水浴60 min后，加250 μL 3,5-二硝基水杨酸终止反应，继续沸水浴5 min，冷却后于550 nm 波长测定吸光值。无酶反应体系用20 μL、0.2 mol·L-1磷酸缓冲液 (pH 5.8)代替酶液，作为对照。

1.6 海藻糖酶活性的测定

参照李志刚[12]等方法进行。以50 μL 3%蔗糖为底物，加入200 μL 0.2 mol·L-1磷酸缓冲液 (pH 5.8)，再20 μL酶液与之反应。室温下反应10 min后，将其置于37 ℃水浴60 min，加250 μL 3,5-二硝基水杨酸终止反应，然后沸水浴5 min，于550 nm 波长测定吸光值。无酶反应体系用20 μL、0.2 mol·L-1磷酸缓冲液 (pH 5.8)代替酶液，作为对照。

1.7 数据分析

用SPSS 15.0软件进行数据处理和统计分析，并采用Duncan氏新复极差法进行平均数的多重比较。

2 结果与分析

2.1 高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾幼虫蔗糖酶活性的影响

甘蓝夜蛾4龄幼虫取食经不同浓度处理的甘蓝叶片后中肠蔗糖酶活力变化如图1。从图中可知，不同浓度的高效氯氰菊酯及取食不同时间后对4龄幼虫中肠蔗糖酶活力的影响不同。

图1 不同浓度高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾4龄幼虫中肠蔗糖酶活性影响Fig.1 The change of sucrase enzyme activity of the 4th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

当取食高效氯氰菊酯3种浓度处理的甘蓝叶片3 h时，4龄幼虫蔗糖酶比活力分别为93%、83%、46%；当取食12 h时，其蔗糖酶比活力分别为对照的60%、39%、220.；当取食24 h时，其蔗糖酶比活力分别为对照的39%、19%、8%。各处理经DMRT法统计分析，在3、6、9、12、24 h各浓度处理与对照均差异显著。4龄幼虫体内中肠蔗糖酶活力随时间的推移与对照相比逐渐降低，且高效氯氰菊酯浓度越高，中肠蔗糖酶活力越低。可见随高效氯氰菊酯浓度的提高，对甘蓝夜蛾幼虫蔗糖酶活力影响程度显著增加。

甘蓝夜蛾5龄幼虫取食经不同浓度处理的甘蓝叶片后中肠蔗糖酶的变化如图2。从图中可知，不同浓度的高效氯氰菊酯及取食不同时间后对5龄幼虫中肠蔗糖酶活力的影响不同。

图2 不同浓度高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾5龄幼虫中肠蔗糖酶活性影响Fig.2 The change of sucrase enzyme activity of the 5th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

当取食高效氯氰菊酯3种浓度处理的甘蓝叶片3 h时，其蔗糖酶比活力分别为对照的95%、61%、47%；当取食9 h时，其蔗糖酶比活力分别为对照的50%、42%、18%；当取食24 h时，其蔗糖酶比活力分别为对照的36%、27%、10%。在3、6、9、12、24 h各浓度处理与对照均差异显著。5龄幼虫体内中肠蔗糖酶活力随时间的推移与对照相比逐渐降低，且高效氯氰菊酯浓度越高，中肠蔗糖酶活力越低。其体内蔗糖酶比活力同4龄有相似的变化趋势，可见随高效氯氰菊酯浓度的提高，对甘蓝夜蛾幼虫蔗糖酶活力影响程度显著增加。

甘蓝夜蛾6龄幼虫取食经不同浓度处理的甘蓝叶片后中肠蔗糖酶的变化如图3。从图中可知，不同浓度的高效氯氰菊酯及取食不同时间后对6龄幼虫中肠蔗糖酶活力的影响不同。

图3 不同浓度高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾6龄幼虫中肠蔗糖酶活性影响Fig.3 The change of sucrase enzyme activity of the 6th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

当取食高效氯氰菊酯3种浓度处理的甘蓝叶片3 h时，其蔗糖酶比活力分别为对照的78%、75%、39%；当取食12 h时，其蔗糖酶比活力分别为对照的36%、35%、24%；当取食24 h时，其蔗糖酶比活力分别为对照的28%、19%、8%。在3、6、9、12、24 h各浓度处理与对照均差异显著。6龄幼虫取食不同浓度处理的甘蓝叶片后，其体内中肠蔗糖酶活力随时间的推移与对照相比逐渐降低，且高效氯氰菊酯浓度越高，中肠蔗糖酶活力越低。其体内蔗糖酶比活力同4、5龄有相似的变化趋势，但没有4、5龄下降趋势显著。

2.2 高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾幼虫海藻糖酶活性的影响

甘蓝夜蛾4龄幼虫取食经不同处理的甘蓝叶片后中肠海藻糖酶的变化如图4。从图中可知，不同浓度的高效氯氰菊酯及取食不同时间后对4龄幼虫中肠海藻糖酶活力的影响不同。

图4 不同浓度高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾4龄幼虫中肠海藻糖酶活性影响Fig.4 The change of trehalose enzyme activity of the 4th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

当取食高效氯氰菊酯3种浓度处理的甘蓝叶片3 h时，其海藻糖酶比活力分别为对照的84%、70%、52%；当取食12 h时，其海藻糖酶比活力分别为对照的44%、37%、26%；当取食24 h时，其海藻糖酶比活力分别为对照的22%、17%、3%。在3、6、9、12、24 h各浓度处理与对照均差异显著。4龄幼虫取食不同处理的甘蓝叶片后，其体内中肠海藻糖酶活力随时间的推移与对照相比逐渐降低，且高效氯氰菊酯浓度越高，中肠海藻糖酶活力越低。可见随高效氯氰菊酯浓度的提高，对甘蓝夜蛾幼虫海藻糖酶活力影响程度显著增加。

甘蓝夜蛾5龄幼虫取食经不同处理的甘蓝叶片后其中肠海藻糖酶的变化如图5。从图中可知，不同浓度的高效氯氰菊酯及取食不同时间后对5龄幼虫中肠海藻糖酶活力的影响不同。当取食高效氯氰菊酯3种浓度处理的甘蓝叶片3 h时，其海藻糖酶比活力分别为对照的89%、89%、60%；当取食12 h时，其海藻糖酶比活力分别为对照的54%、56%、34%；当取食24 h时，其海藻糖酶比活力分别为对照的43%、42%、13%。在3、6、9、12、24 h各浓度处理与对照均差异显著。5龄幼虫取食不同处理的甘蓝叶片后，其体内中肠海藻糖酶活力随时间的推移与对照相比逐渐降低，且高效氯氰菊酯浓度越高，中肠海藻糖酶活力越低。其体内海藻糖酶比活力同4龄相似的变化趋势，可见随高效氯氰菊酯浓度的提高，对甘蓝夜蛾幼虫海藻糖酶活力影响程度显著增加。但2 500 x与2 000 x相比，高效氯氰菊酯处理后，在各时间段对甘蓝夜蛾幼虫中肠海藻糖酶的比活力影响差异不显著。

图5 不同浓度高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾5龄幼虫中肠海藻糖酶活性影响Fig.5 The change of trehalose enzyme activity of the 5th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

图6 不同浓度高效氯氰菊酯对甘蓝夜蛾6龄幼虫中肠海藻糖酶活性影响Fig.6 The change of trehalose enzyme activity of the 6th instar larvae of Mamestra brassicae Linnaeus at the different concentrations

甘蓝夜蛾6龄幼虫取食经不同处理的甘蓝叶片后中肠海藻糖酶的变化如图6。从图中可知，不同浓度的高效氯氰菊酯及取食不同时间后对6龄幼虫中肠海藻糖酶活力的影响不同。当取食高效氯氰菊酯3种浓度处理的甘蓝叶片3 h时，其海藻糖酶比活力分别为对照的94%、84%、59%；当取食12 h时，其海藻糖酶比活力分别为对照的45%、42%、32%；当取食24 h时，其海藻糖酶比活力分别为对照的33%、32%、14%。在高效氯氰菊酯2 500 x处理3 h时，与对照相比差异不显著；在处理12、24 h时，高效氯氰菊酯2 500 x与2 000 x相比，在各时间段对甘蓝夜蛾幼虫中肠海藻糖酶的比活力影响差异不显著。其余在3、6、9、12、24 h各浓度处理与对照均差异显著。甘蓝夜蛾6龄幼虫取食不同处理的甘蓝叶片后，其体内中肠海藻糖酶活力随时间的推移与对照相比逐渐降低，且高效氯氰菊酯浓度越高，中肠海藻糖酶活力越低。其体内海藻糖酶比活力与4龄相似的变化趋势，可见随高效氯氰菊酯浓度的提高，对甘蓝夜蛾幼虫海藻糖酶活力影响程度显著增加。

3 结论与讨论

据报道，蔗糖酶不仅可以分解蔗糖提供能量，还对昆虫体内的渗透压起调节作用。本试验结果表明：不同浓度的高效氯氰菊酯处理不同龄期甘蓝夜蛾幼虫后，其体内蔗糖酶比活力随高效氯氰菊酯的浓度的增加明显下降，可见随高效氯氰菊酯浓度的提高，对甘蓝夜蛾幼虫蔗糖酶活力影响程度显著增加，且4、5、6龄幼虫变化趋势相同，但随龄期的增大，下降趋势逐渐趋于缓和。这与朱九生等[13]报道的家蚕取食经阿维菌素处理过的桑叶后，其中肠蔗糖酶在处理后1～3 d活性降低的研究结果基本一致。

海藻糖酶是昆虫体内能够水解海藻糖的唯一酶类，几乎在所有的昆虫组织中均有发现， 是昆虫体内碳水化合B物代谢的关键酶。据报道，用拟除虫菊酯类药剂溴氰菊酯处理雄性东亚飞蝗 1 h,海藻糖在血淋巴中的浓度上升 50%; 处理 24 h 后，浓度又降低了60%[14]。本研究结果表明：不同浓度的高效氯氰菊酯处理不同龄期甘蓝夜蛾幼虫后，其体内海藻糖酶比活力均显著低于对照，且随高效氯氰菊酯的浓度的增加其各龄幼虫体内海藻糖酶比活力显著下降。这可能是由于供试昆虫的种类不同，其酶活力变化不同，究其原因还有待进一步的研究。

甘蓝夜蛾幼虫取食高效氯氰菊酯处理的甘蓝叶片后，中肠海藻糖酶和蔗糖酶比活力都低于对照，可见高效氯氰菊酯严重影响了甘蓝夜蛾幼虫对食物的消化和对营养物质的吸收, 减少了昆虫的取食量, 从而干扰了其正常的生长和发育，且龄期越小，影响越大。因此，在利用高效氯氰菊酯防治甘蓝夜蛾时，应尽量在4龄前施用，这样在低剂量情况下也可以完全控制种群数量，还可以减少残留。

[1]吴晓,付晓伟,赵新成,等.甘蓝夜蛾Mamestra brassicae Linnaeus飞行能力研究[J].应用昆虫学报,2016(3):595-603.

[2]刘月庆,樊星,周夏,等.甘蓝夜蛾CYP9A90基因的克隆及溴氰菊酯对其诱导表达[J].植物保护,2017，43(1)：54-60,82.

[3]李号兵,马祁，姚举，等.甘蓝夜蛾在棉田的发生特点及幼虫取食量和生长发育研究[J].新疆农业科学，1998(5)：215-216.

[4]贾永强.青海东部农业区甘蓝夜蛾的发生及防治技术[J].北方园艺，2007(11):219-220.

[5]杨世文,刘永发.甘蓝夜蛾暴发为害桑树[J].植物保护，1992(3):54-55.

[6]张筱秀,连梅力,李唐,等.甘蓝夜蛾生物学特性观察[J].山西农业科学,2007,35(6):96-97.

[7]齐孟文,崔秀兰.甘蓝夜蛾成虫期生物学特性的研究[J].山东农业大学学报,1986,17(3):67-73.

[8]于洪春，孙艺峰，侯月敏，等.甘蓝认蛾核型多角体病毒对主要夜蛾科害虫生物活性的测定[J].东北农业大学学报，2017，48(4)：15-21.

[9]张振海,杨振平,孟新房,等.2.4%多杀霉素·高氯氟水乳剂防治甘蓝甜菜夜蛾田间药效试验[J].陕西农业科学,2011(2):45-47.

[10]Becker A,Schlöder P,Steele JE，et al.The regulation of trehalose metabolism in insects[J].Experientia,1996(52):433-439.

[11]郭勇飞,尹明明,陈福良.乳化剂对4.5%高效氯氰菊酯水乳剂物理稳定性的影响[J].农药学学报,2011,13(1):71-78.

[12]李志刚,韩诗畴,郭明昉,等.取食不同食料植物对安婀珍蝶的营养利用及中肠四种酶活力的影响[J].昆虫学报,2005,48(5):674-678.

[13]朱九生,王静,高海燕,等.亚致死剂量阿维菌素对家蚕食物利用及中肠消化酶活性的影响[J].应用生态学报,2008,19(11):2527-2532.

[14]Alaoui A,Gourdoux L,Atay Z K,et al.A lterations in carbohydrate metabolism induced in Locusta migratoria after poisoning with the pyrethroid insecticide deltamethrin[J].Pesticide Biochemistry and Physiology,1994,50(3):183-190.

EffectofBeta-cypermethrinbesticidesondigestiveenzymeinstomachofMamestrabrassicaeLinnaeuslarvae

ZhangLi1,ZhangJiangang1,ZhangXianhong2*

(1.CollegeofArtsandSciences,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China； 2.CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

[Objective]This paper mainly understand the effect of beta-cypermethrin on the sucrose and trehalose.[Methods]This research studied the influence of beta-cypermethrin on the digestive enzymes of 4rd, 5rd and 6rd instarsMamestrabrassicaeLinnaeuslarvae using feeding analysis.[Results]The result showed that the influence of beta-cypermethrin on the activity ofMamestrabrassicaeLinnaeuslarvae including intestinal sucrase, and trehalose increased with the increase of dosage, the activity of the enzymes decreased obviously with the extension of processing time and this effect weakened gradually with the increase of age. for 4rd instars, compared with the different handling time and concentrations, the difference of mesenteric trehalose was significant; For 5rd instars, the difference between 2 500X and 2 000X was not significant while the other handling was significant; For 6rd instars, the difference of contrast for the 2 500X at 3 h was not significant, while the other concentrations were significantly different in different handling time and contrasts.[Conclusion]The influence of beta-cypermethrin on the activity of sucrose and trehalose was prominent, this influence was increased with the increase of dosage and this effect weakened gradually with the increase of age.

MamestrabrassicaeLinnaeus, Beta-cypermethrin, Trehalose, Sucrose

S433.4

A

1671-8151(2017)12-0861-05

2017-07-01

2017-08-16

张丽(1977-)，女(汉)，山西长治人，实验师，博士，研究方向:农业昆虫与害虫防治

*通信作者：张仙红，教授，博士生导师，Tel:13834837840;E-mail:zxh6288@sina.com

中国博士后科学基金(2016M591410)；山西省科技攻关项目(20150311010-6)

梁文俊)