盐酸土霉素对大青叶蝉转氨酶活性的影响

练启仙，刘健锋，杨茂发，吴 广，周小芸，罗 亭

（1.贵州大学昆虫研究所，贵阳 550025；2.兴义民族师范学院生物与化学学院，贵州 兴义 562400）

大青叶蝉（Cicadella viridis）分布范围较广，该害虫可为害禾谷类和果蔬等160多种植物，越冬卵于4月孵化，在杂草、农作物及蔬菜上为害，至9、10月，则集中于秋菜、冬麦等绿色植物上为害，10月中旬成虫陆续转移到果树、林木上为害并产卵于枝条内，以卵越冬［1，2］；大青叶蝉主要是以成虫和若虫为害叶片和茎秆，刺吸汁液，造成退色、畸形、卷缩，甚至全叶枯死［3］，同时大青叶蝉在为害时还可传播病毒病［4，5］，是果树及林木的大敌。

转氨酶普遍存在于生物体中，催化氨基酸和酮酸之间氨基的转移。较常见的转氨酶有谷氨酰胺合成酶（GS）、谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）。GS是一种普遍存在的参与细胞多种活动的酶，首先与谷氨酸合成酶协同作用参与机体内氮循环，其次参与神经递质谷氨酸盐的再循环，并参与谷氨酸的合成，为合成氨基酸和糖类（6-磷酸葡萄糖）提供原料［6，7］；ALT是依赖5′-磷酸吡哆醛的酶，催化可逆反应，将丙氨酸的氨基转移给α-酮戊二酸生成谷氨酸和丙酮酸［8］；AST在物质代谢中起到重要的作用，催化天门冬氨酸和α-酮戊二酸发生转氨基反应生成草酰乙酸和谷氨酸［9］。当环境发生改变时，昆虫体内的酶活性就会发生改变，从而适应多变的外界环境和抵御外源物质。

目前对昆虫体内酶活性影响的研究多施用杀虫剂，而施用抗生素还很少。同时，昆虫体内普遍存在共生菌，内共生菌不仅可调节宿主的营养代谢［10］、影响生长发育［11］、使雄虫雌性化［12］以及杀雄作用［13］等，还可以降解农药和增强宿主的抗药性［14，15］以及提高昆虫对外源物质的解毒能力［16］。据报道，低剂量的抗生素对寄主昆虫无直接的影响，但可以减少昆虫体内的内共生菌［17-20］。为此，本研究探讨盐酸土霉素对大青叶蝉转氨酶（GS、ALT、AST）活性的影响，从而为研究害虫综合防治措施奠定一定基础。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

大青叶蝉发生期，采集大青叶蝉雌雄成虫，并利用水稻苗进行饲养直至产卵，孵化为若虫，然后把若虫于水稻苗上饲养，备用。

1.2 盐酸土霉素的处理

盐酸土霉素的处理参考Narita等［21］、Zhang等［22］的方法并进行适当改进。把20头大青叶蝉1日龄若虫接到含0.05%盐酸土霉素的全纯饲料的装置中喂养12 h，然后转接到喷洒了12 h的盐酸土霉素（0.1%）的水稻苗上继续饲养，以不加盐酸土霉素为对照，重复3次。处理后5、15 d及成虫（雄虫、雌虫）期收集其样品，置于-80℃冰箱中保存，用于转氨酶活性的检测。

1.3 盐酸土霉素对大青叶蝉体内转氨酶活性的影响

检测谷丙转氨酶、谷草转氨酶和谷氨酰胺合成酶的活性，其方法按照酶活性试剂盒（南京建成生物公司）的说明书进行。

1.4 数据处理

数据处理使用Excel 2013和SPSS 17.0软件进行统计分析，差异显著性用独立样本T检验进行检测，并用Origin 9.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 盐酸土霉素对大青叶蝉体内谷丙转氨酶活性的影响

用盐酸土霉素处理大青叶蝉1日龄若虫，处理后5、15 d，与对照相比，谷丙转氨酶的活性显著上升；至成虫期，雌虫中谷丙转氨酶的活性变化不明显，但雄虫中谷丙转氨酶的活性显著降低（图1）。

图1 盐酸土霉素对大青叶蝉体内谷丙转氨酶活性的影响

2.2 盐酸土霉素对大青叶蝉体内谷草转氨酶活性的影响

从图2可以看出，用盐酸土霉素处理后，与对照相比，大青叶蝉体内谷草转氨酶的活性发生了显著变化，处理后5 d，其活性显著上升；处理后15 d和成虫期，谷草转氨酶的活性又显著下降。

图2 盐酸土霉素对大青叶蝉体内谷草转氨酶活性的影响

2.3 盐酸土霉素对大青叶蝉体内谷氨酰胺合成酶活性的影响

用盐酸土霉素处理后，与对照相比，大青叶蝉体内的谷氨酰胺合成酶的活性发生了显著或极显著变化，处理后5 d，谷氨酰胺合成酶活性显著上升；处理后15 d，其活性又显著下降；至成虫期，雌虫的谷氨酰胺合成酶活性显著下降，雄虫谷氨酰胺合成酶活性极显著下降（图3）。

图3 盐酸土霉素对大青叶蝉体内谷氨酰胺合成酶活性的影响

3 小结与讨论

转氨酶是昆虫生长发育过程中的一种重要酶类，杀虫剂等因素常常会影响酶的活性。本研究中，用盐酸土霉素处理大青叶蝉1日龄若虫，其体内的3种转氨酶（谷氨酰胺合成酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶）活性发生了变化，与对照相比，处理后5 d，3种转氨酶的活性均显著升高，处理后15 d，谷丙转氨酶的活性增强，谷草转氨酶和谷氨酰胺合成酶的活性降低，至成虫期，3种转氨酶的活性均下降。吕艳艳等［23］用甲氧虫酰肼处理蚕，谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性发生了变化；家蚕体内注射细胞毒性药物，其家蚕幼虫中谷丙转氨酶活性增强［24］；果蝇在25℃条件下生活比在15℃生活时的谷丙转氨酶活性低［25］；用富含L-丙氨酸和L-天门冬氨酸而无糖的人工饲料喂养果蝇幼虫其体内的谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性增强［26］；亢菊侠等［27］用利福平处理麦长管蚜，其内共生菌减少，谷丙转氨酶、谷草转氨酶的活性降低（与本研究结果一致），而谷氨酰胺合成酶的活性增强。

转氨酶主要参与氨基酸的分解和合成［28］。经研究，用盐酸土霉素处理大青叶蝉的1日龄若虫，体内共生菌含量减少，总氨基酸的含量减少，必需氨基酸的含量增加，非必需氨基酸的含量减少，雌虫中谷氨酸的含量显著增加［20］，同时转氨酶的活性发生了变化，由此说明经盐酸土霉素处理后，大青叶蝉体内氨基酸之间的转换受到了干扰。据报道，内共生菌可合成氨基酸，从而为宿主提供必需氨基酸，保证宿主的营养平衡［29-31］，同时内共生菌也影响宿主的生长发育［32］，具有降解农药［33］的作用；目前昆虫体内共生菌可用于害虫防治以及降低昆虫传播病毒的能力，如在田间大量释放不亲和的淡色库蚊雄虫，与自然界中雌虫交配后所产生的卵不能够正常孵化，从而有效控制淡色库蚊的种群［34］，用抗生素处理桃蚜后，降低了桃蚜对马铃薯卷叶病毒（PLAV）的传播能力［35］。

综上所述，盐酸土霉素减少了昆虫体内的共生菌，同时也使昆虫的转氨酶发生了变化，因此，该研究结果可为大青叶蝉以及其他农业害虫采取综合防治措施提供理论依据。