几种植物源化合物对棉铃虫海藻糖酶活性及相关碳水化合物含量的影响

碳水化合物对昆虫的能量代谢和物质合成具有重要的作用。本研究选用2种一般性生物碱（氢溴酸东莨菪碱和烟碱）以及2种β-葡萄糖苷类化合物（七叶灵和皂角苷）, 研究其在不同浓度下对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)幼虫体内海藻糖酶活性及相关碳水化合物代谢的影响。结果表明: 用饲喂法处理3龄幼虫96 h后, 皂角苷对棉铃虫幼虫的活体抑制效果明显, 且随添加物浓度增高, 棉铃虫死亡率上升, 10, 20, 40 g/L浓度下棉铃虫的均重分别是0.194, 0.089和0.034 g, 分别为对照的86.99%, 39.91%和15.24%。对海藻糖酶活性及其相关代谢酶的测定结果表明, 2种苷类化合物显著抑制中肠海藻糖酶活性, 饲喂40 g/L皂角苷的试虫中肠海藻糖酶比活力仅是对照组的54.21%; 饲喂30 g/L七叶灵的试虫中肠海藻糖酶比活力为对照组的83.73%。而2种生物碱类化合物显著抑制血淋巴和脂肪体中海藻糖酶活性, 20 g/L氢溴酸东莨菪碱对棉铃虫血淋巴和脂肪体组织的海藻糖酶活性抑制率分别为7.24%和71.43%; 而20 g/L烟碱对试虫血淋巴和脂肪体组织的海藻糖酶活性抑制率为26.29%和33.44%。用氢溴酸东莨菪碱、 烟碱和七叶灵处理试虫后, 血淋巴海藻糖含量都有所增高。4种化合物能够导致试虫糖原磷酸化酶活性变化, 其中, 皂角苷在中肠和脂肪体表现为显著抑制作用, 而随外源化合物浓度变化, 糖原含量和糖原磷酸化酶活性表现为此消彼长关系。饲喂4种植物源化合物的试虫血淋巴中葡萄糖浓度变化和其海藻糖变化一致。本研究证明β-葡萄糖苷类化合物是海藻糖酶抑制剂, 在作为先导化合物进行农药创制开发方面具有重要意义。     

栗精碱对棉铃虫中肠组织可溶型海藻糖酶的抑制效应

【目的】研究一种植物源化合物栗精碱对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)5龄幼虫中肠组织可溶型海藻糖酶的活体和离体抑制效果,初步探索其抑制作用。【方法】经过离子交换层析和疏水层析从棉铃虫5龄幼虫中肠组织分离纯化得到可溶型海藻糖酶,通过凝胶过滤层析确定其分子量。分别用不同浓度的抑制剂进行离体和活体抑制研究,得出栗精碱对可溶型海藻糖酶的抑制率和抑制中浓度(IC50),并采用Lineweaver-Burk和Dixon作图法分析抑制类型。【结果】棉铃虫中肠可溶型海藻糖酶比活力为2.022 U/mg,回收率为67.57%,纯化倍数为23.84,分子量约为67 k Da。离体抑制研究表明,3.75,7.5,15和30μmol/L的栗精碱对可溶型海藻糖酶的抑制率分别为42.00%,50.30%,58.32%和67.33%;抑制中浓度(IC50)为7.32μmol/L。通过LineweaverBurk和Dixon作图法,确定栗精碱是棉铃虫中肠组织可溶型海藻糖酶的一种有效的竞争性抑制剂,Ki值为4.9μmol/L。活体抑制研究表明,分别注射浓度为30,15和7.5μmol/L栗精碱10和20 h后,棉铃虫中肠可溶型海藻糖酶活性被显著抑制(P0.05)。相应地,注射后随着时间的延长,血淋巴海藻糖含量连续增加。而注射栗精碱20 h后,血淋巴葡萄糖浓度显著下降,使棉铃虫的能量供给出现障碍。【结论】结果表明,栗精碱是棉铃虫中肠可溶型海藻糖酶的一种有效的抑制剂,可为下一步开发有效的棉铃虫杀虫剂提供理论支持。     

三种杀虫剂对褐飞虱海藻糖含量和海藻糖酶活性的影响

为了解农药处理导致褐飞虱Nilaparvata lugens (Stål）飞行能力增强的生理机制, 本文采用蒽酮法和酶促反应终止法, 研究了吡虫啉、 三唑磷和溴氰菊酯3种杀虫剂亚致死剂量对褐飞虱3龄、 5龄若虫及长、 短翅型雌雄成虫体内海藻糖含量和海藻糖酶活性的影响。结果表明： 杀虫剂处理的褐飞虱3龄若虫海藻糖含量和海藻糖酶活性与对照相比没有显著差异（P>0.05）。40 mg/L三唑磷处理的褐飞虱5龄若虫体内海藻糖含量显著低于对照（P<0.05）, 比对照降低了24%; 而20和40 mg/L三唑磷处理的褐飞虱5龄若虫海藻糖酶活性显著高于对照（P<0.05）, 分别比对照高出了100%和129%。10 mg/L吡虫啉, 20 和40 mg/L三唑磷以及3和6 mg/L溴氰菊酯处理的褐飞虱短翅雌成虫和雄成虫体内海藻糖含量显著低于对照（P<0.05）, 雌成虫体内海藻糖含量比对照分别降低了36%, 53%, 67%, 58%和69%, 雄成虫体内海藻糖含量比对照分别降低了59%, 71%, 65%, 70%和77%; 而40 mg/L三唑磷以及3和6 mg/L溴氰菊酯处理的褐飞虱短翅型雌成虫和雄成虫体内海藻糖酶活性显著高于对照（P<0.05）, 雌成虫体内海藻糖酶活性比对照分别高出了124%, 100%和88%, 雄成虫体内海藻糖酶活性比对照分别高出了146%, 132%和118%。10 mg/L吡虫啉, 40 mg/L三唑磷和3 mg/L溴氰菊酯处理的褐飞虱长翅型雌成虫和雄成虫海藻糖含量显著低于对照（P<0.05）, 雌成虫海藻糖含量比对照分别降低了44%, 34%和37%, 雄成虫体内海藻糖含量比对照降低了48%, 54%和43%; 而5和10 mg/L吡虫啉处理的长翅型雌成虫和雄成虫海藻糖酶活性显著高于对照（P<0.05）, 雌成虫体内海藻糖酶活性比对照分别高出了317%和300%, 雄成虫体内海藻糖酶活性比对照分别高出了170%和97%。这些结果说明这3种杀虫剂亚致死剂量处理可以增强褐飞虱体内海藻糖酶活性, 并导致海藻糖含量下降。本研究结果对深入阐明农药诱导褐飞虱再猖獗及杀虫剂处理增强其飞行能力的生理机制具有一定的科学价值。     

棉铃虫可溶型海藻糖酶的化学修饰

【目的】本研究旨在通过分析化学修饰剂对棉铃虫Helicoverpa armigera可溶型海藻糖酶活性的影响,以明确海藻糖酶活性中心的结构特点和氨基酸构成。【方法】采用化学修饰方法,测定不同修饰剂处理后棉铃虫5龄幼虫海藻糖酶催化活性的变化,进而通过化学修饰反应失活常数来推测酶活性中心的特定氨基酸残基数量。【结果】采用8 mmol/L水溶性碳二亚胺(carbodiimide,EDC)溶液和25 mmol/L苯甲酰甲醛(phenylglyoxal,PG)溶液分别对棉铃虫5龄幼虫海藻糖酶羧酸基团和精氨酸残基进行修饰后,其活性分别减少81.58%和54.14%,这表明对羧酸基团和精氨酸残基的修饰可有效抑制海藻糖酶活性。底物海藻糖可保护海藻糖酶不受修饰剂的影响。修饰动力学结果显示,海藻糖酶活性中心可能包含1个羧酸基团和2个精氨酸残基。【结论】结果表明,含有羧基的谷氨酸和天冬氨酸是海藻糖酶活性中心的催化残基,精氨酸是维持海藻糖酶活性的必要残基。本研究结果可为开发新型农药提供理论支持。     

3-氰基吡啶水合酶的反应条件及影响因子

研究了芳腈水合酶催化水合3-氰基吡啶生成尼克酰胺的反应条件及影响因子.酶反应的最适pH为8.0,最适温度为25℃.酶在pH8.5于25℃保温4小时或在25—30℃于pH8.0保温3小时是稳定的.反应液中加入Fe~(3 )(1.5 mmol/L)可使酶活力增加 50%,而加入NH_4~ (300 mmol/L)则使酶活降低了67%.Ag~ 和 Hg(2 )”强烈地抑制酶反应活性,在浓度均为 5mmol/L时,抑制率分别为99.7%和100%.NaCN(50 mmol/L)和苯甲腈(100 mmol/L)对酶活性的抑制率分别为78%和85%.该酶作用于 3-氰基吡啶的Km为62.5 mmol/L,V_(max)为85.8 μmol·min~(-1)·mg~(-1).     

3-氰基吡啶水合酶的反应条件及影响因子

研究了芳腈水合酶催化水合3-氰基吡啶生成尼克酰胺的反应条件及影响因子.酶反应的最适pH为8.0,最适温度为25℃.酶在pH8.5于25℃保温4小时或在25—30℃于pH8.0保温3小时是稳定的.反应液中加入Fe~(3+)(1.5 mmol/L)可使酶活力增加 50%,而加入NH_4~+(300 mmol/L)则使酶活降低了67%.Ag~+和 Hg(2+)”强烈地抑制酶反应活性,在浓度均为 5mmol/L时,抑制率分别为99.7%和100%.NaCN(50 mmol/L)和苯甲腈(100 mmol/L)对酶活性的抑制率分别为78%和85%.该酶作用于 3-氰基吡啶的Km为62.5 mmol/L,V_(max)为85.8 μmol·min~(-1)·mg~(-1).     

小菜蛾芳基酰胺酶表达及其与呋喃虫酰肼抗性的关系

以对硝基乙酰苯胺为底物,采用紫外分光光度计比色法,研究了小菜蛾Plutella xylostella(L.)体内芳基酰胺酶酶促反应的最适反应条件、各发育阶段和不同组织中芳基酰胺酶的活性及亚细胞分布及其与小菜蛾对呋喃虫酰肼抗性的关系。结果表明,小菜蛾芳基酰胺酶最适反应条件为35℃,pH7.5,底物浓度为1.2×10-3mol/L,反应时间30min。利用非变性聚丙烯凝胶电泳活性染色及SDS-PAGE法测得小菜蛾芳基酰胺酶的分子量为61.1ku。小菜蛾4龄幼虫的芳基酰胺酶活性最高。不同亚细胞层中,芳基酰胺酶活力大小依次为线粒体层>微粒体层>细胞核和细胞碎片层>可溶性部分。芳基酰胺酶主要分布在小菜蛾4龄幼虫的腹部,其余依次为表皮、头部和胸部。小菜蛾呋喃虫酰肼抗性品系芳基酰胺酶的活性是敏感品系的3.89倍,表明该酶参与了小菜蛾对呋喃虫酰肼的抗性形成。     

取食不同寄主植物小菜蛾对氯虫苯甲酰胺敏感性及体内解毒酶活性的变化

为探明寄主植物影响小菜蛾Plutella xylostella L.抗药性的内在因素,本研究以小菜蛾嗜好性不同的菜心(Brassica parachinensis)、芥菜(B.juncea)、白菜(B.chinensis)和芥蓝(B.alboglabra)4种寄主植物为材料,利用生物测定和解毒酶活力测定的方法,研究了取食不同寄主植物的小菜蛾幼虫对氯虫苯甲酰胺敏感性及体内解毒酶活力变化情况。结果表明,4种寄主植物饲养小菜蛾5代后,其敏感性分别为菜心>芥菜>白菜>芥蓝,且其体内活性酶谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、羧酸酯酶(CarE)比活力差异显著(P<0.05),活性的强弱与其敏感性相一致。以取食芥蓝的小菜蛾体内2种解毒酶活性最强。说明寄主植物能影响小菜蛾药剂敏感性及解毒酶活性。试验结果对小菜蛾的综合防控及抗氯虫苯甲酰胺机理研究具有重要的参考价值。     

氰虫酰胺对小菜蛾生物学特性及相关酶活性的影响(英文）

【目的】小菜蛾Plutella xylostella（L.)是全球十字花科植物上最重要的害虫。氰虫酰胺作为一种新型的邻甲酰胺基苯甲酰胺类杀虫剂有着独特的作用方式,而关于氰虫酰胺对小菜蛾的影响的报道几乎没有。【方法】本研究采用叶片药膜法研究室内条件下氰虫酰胺对小菜蛾生理生化的影响,饲喂小菜蛾含有氰虫酰胺药液(0, LC₂₀和LC₅₀)的甘蓝叶片48 h后,观察小菜蛾的生物学特性及其相关酶活性的变化。【结果】氰虫酰胺对小菜蛾3龄幼虫的LC₂₀和LC₅₀分别为0.03和0.08 mg/L。使用LC20和LC50浓度的氰虫酰胺处理小菜蛾3龄幼虫48 h后,对其影响表现为显著降低小菜蛾的蛹重、化蛹率和羽化率;明显延长4龄幼虫期和蛹期。采用这两个浓度氰虫酰胺处理小菜蛾48 h,其保护酶（CAT和POD）活性在处理24 h内持续升高并且高于对照组;随后,活性继续升高但是与对照组没有差异(CAT: P=0.58; POD: P=0.13)。而其解毒酶(CarE, GST和ODM)活性在处理12 h内与对照组没有差异(CarE: P=0.43; GST: P=0.54; ODM: P=0.25),但是随着取食时间的延长,其活性明显高于对照组。【结论】LC₂₀和LC₅₀浓度氰虫酰胺能够显著抑制小菜蛾的生长发育,对降低害虫虫口密度有一定的作用。同时这两个浓度氰虫酰胺还能够诱导小菜蛾体内解毒酶活性的升高,这将为田间合理施药,延缓害虫抗药性的产生提供理论依据。     

氟虫腈对小菜蛾幼虫体内解毒酶的影响

本文从解毒酶系的角度研究了小菜蛾Plutella xylostella(L.)对氟虫腈的短期生理生化响应。用氟虫腈LC50剂量处理小菜蛾3龄幼虫一定时间后,测定小菜蛾幼虫体内多功能氧化酶(MFO)、酯酶(EST)和谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性的动态变化。研究结果表明:经氟虫腈处理后小菜蛾体内解毒酶的活性均显著高于未经处理的对照,并且随着处理时间的延长,解毒酶活性逐渐提高。这说明氟虫腈对小菜蛾敏感品系的解毒酶具有一定的诱导作用,反之,解毒酶加快了小菜蛾体内对氟虫腈的代谢,降低了小菜蛾对氟虫腈的敏感性。