棉铃虫的谷胱甘肽S—转移酶(GSTs)：杀虫药剂和植物次生性物质的诱导与GSTs对杀虫药剂的代谢

棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner)中肠谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)对甲基对硫磷和灭多威的代谢能力明显高于对马来酸二乙酯(DEM)和两个混剂。LD₅剂量的对硫磷和灭多威对棉铃虫3龄幼虫GSTs的活性均没有诱导增加的影响,用LD₅₀的选择剂量仅对硫磷组GSTs活性增加15%。用含0.01%的芸香苷、2-十三烷酮和槲皮素的人工饲料饲养棉铃虫经1～4代后,GSTs活性提高4～18倍。3种植物次生性物质诱导组对灭多威和溴氰菊酯的敏感度均没有明显的变化,而槲皮素组对甲基对硫磷的敏感度则降低近一半,芸香苷和2-十三烷酮组对甲基对硫磷的敏感度略有降低。这种对甲基对硫磷敏感度的变化可能与上述GSTs活性的变化有关。     

棉铃虫的谷胱甘肽S-转移酶(GSTs):杀虫药剂和植物次生性物质的诱导与GSTs对杀虫药剂的代谢

棉铃虫Helicoverpaarmigera（Hubner）中肠谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）对甲基对硫磷和灭多威的代谢能力明显高于对马来酸二乙酯（DEM）和两个混剂。LD5剂量的对硫磷和灭多威对棉铃虫3龄幼虫GSTs的活性均没有诱导增加的影响,用LD50的选择剂量仅对硫磷组GSTs活性增加15％。用含0．01％的芸香苷、2-十三烷酮和槲皮素的人工饲料饲养棉铃虫经1～4代后,GSTs活性提高4～18倍。3种植物次生性物质诱导组对灭多威和溴氰菊酯的敏感度均没有明显的变化,而槲皮素组对甲基对硫磷的敏感度则降低近一半,芸香苷和2-十三烷酮组对甲基对硫磷的敏感度略有降低。这种对甲基对硫磷敏感度的变化可能与上述GSTs活性的变化有关。     

邯郸地区棉铃虫抗药性的一些生物化学特性(英文)

对河北邯郸地区的抗性棉铃虫(Helicovrpa armigera H(?)bner)种群不同发育阶段乙酰胆碱酯酶(AChE)对灭多威和对氧磷的敏感磷的敏感度结果表明:4-5龄幼虫的AChE在棉铃虫整个发育期中敏感度是最低的,成虫期的AChE最敏感,蛹期AChE平均敏感度低于幼虫期。用甲基对硫磷和灭多威以LD_5的诱导剂量和LD_(50)的选择剂量处理棉铃虫幼虫后,AChE对底物的亲和力和对抑制剂的敏感度发生了明显的变化,水解β-乙酸萘酯的羧酸酯酶对底物的亲和力明显提高,而水解α-乙酸萘酯的羧酸酯酶对底物的亲和力在处理后24小时无明显改变。谷胱甘肽-S-转移酶活性,低剂量诱导组最高降低至78％和43％,而高剂量选择组提高15％,诱导组和选择组对底物的亲和力均明显降低,处理的剂量和处理后时间明显地影响棉铃虫磷酸酯酶的活性及其对底物的亲和力。     

大豆胰蛋白酶抑制剂和防御信号物质对斜纹夜蛾解毒酶的影响

在昆虫与植物漫长的相互作用中,植物合成多种抗虫物质并采用防御信号转导系统抵御昆虫,昆虫也具有多种解毒酶系统保护其免受植物毒素的毒害.本文研究了人工添加大豆胰蛋白酶抑制剂和植物防御信号物质对斜纹夜蛾幼虫羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性的影响.结果表明:持续6代自幼虫2龄或3龄开始喂养含有大豆胰蛋白酶抑制剂的人工饲料,其5龄幼虫中肠和脂肪体内羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶活性显著升高,2、3龄处理的继代幼虫中肠和脂肪体内羧酸酯酶活性均在第二代达到最大值,分别为对照的2.06、2.40倍和1.96、2.70倍;其谷胱甘肽-S-转移酶活性则分别于第4、2代达到最大值,分别为对照的7.03、11.58倍和5.71、3.60倍,并呈现先升高再降低的趋势.预先接触外源信号物质茉莉酸甲酯、水杨酸甲酯48 h和添加大豆胰蛋白酶抑制剂均可使斜纹夜蛾幼虫中肠、脂肪体内羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶的活性显著升高,且预先接触茉莉酸甲酯和水杨酸甲酯48 h可减缓大豆胰蛋白酶抑制剂对幼虫中肠和脂肪体内羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶活性的作用效果.     

大豆胰蛋白酶抑制剂和防御信号物质对斜纹夜蛾解毒酶的影响

在昆虫与植物漫长的相互作用中,植物合成多种抗虫物质并采用防御信号转导系统抵御昆虫,昆虫也具有多种解毒酶系统保护其免受植物毒素的毒害.本文研究了人工添加大豆胰蛋白酶抑制剂和植物防御信号物质对斜纹夜蛾幼虫羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性的影响.结果表明： 持续6代自幼虫2龄或3龄开始喂养含有大豆胰蛋白酶抑制剂的人工饲料,其5龄幼虫中肠和脂肪体内羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶活性显著升高,2、3龄处理的继代幼虫中肠和脂肪体内羧酸酯酶活性均在第二代达到最大值,分别为对照的2.06、2.40倍和1.96、2.70倍;其谷胱甘肽-S-转移酶活性则分别于第4、2代达到最大值,分别为对照的7.03、11.58倍和5.71、3.60倍,并呈现先升高再降低的趋势.预先接触外源信号物质茉莉酸甲酯、水杨酸甲酯48 h和添加大豆胰蛋白酶抑制剂均可使斜纹夜蛾幼虫中肠、脂肪体内羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶的活性显著升高,且预先接触茉莉酸甲酯和水杨酸甲酯48 h可减缓大豆胰蛋白酶抑制剂对幼虫中肠和脂肪体内羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶活性的作用效果.     

棉铃虫不同发育阶段微粒体P450酶系组成和活性的比较

比较了棉铃虫Helicoverpa armigera 6龄幼虫、蛹、成虫微粒体P450单加氧酶系组成及其活性。P450含量在6龄幼虫中肠>（脂肪体=蛹）>成虫,NADPH-细胞色素还原酶在幼虫中肠>幼虫脂肪体>蛹>成虫;6龄幼虫脂肪体微粒体与蛹脂肪体微粒体P450含量相近,但NADPH-细胞色素还原酶活性前者是后者的4.2倍;成虫微粒体的细胞色素P450和NADPH细胞色素P450还原酶含量很低,几乎未检测出。用对-硝基苯甲醚和艾氏剂为底物测定P450酶系活性表明,与6龄幼虫相比,蛹和成虫具有极低的单加氧酶活性,其O-脱甲基酶活性未检出,艾氏剂环氧化酶活性比幼虫低2～3个数量级。     

6种植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响

草食性昆虫取食植物时遇到宿主植物中大量次生物质的化学防御,研究昆虫适应植物毒素的反防御策略具有重要的科学意义。分别添加0.01%肉桂酸、0.01%水杨酸、0.01%花椒毒素、0.02%槲皮素、0.05%黄酮和0.1%香豆素等6种植物次生物质的人工饲料饲养斜纹夜蛾(Spodoptera litura)五龄幼虫48 h后,测定斜纹夜蛾幼虫中肠和脂肪体中谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、羧酸酯酶(CarE)、P450的酶含量及头部乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,利用半定量RT-PCR检测中肠和脂肪体中CYP4M14和CYP4S9的基因表达水平。结果表明:取食肉桂酸和香豆素后,斜纹夜蛾中肠中CarE的酶活性分别提高了1.67和1.37倍,取食6种次生物质均能显著提高斜纹夜蛾脂肪体中GSTs酶活性。取食肉桂酸和香豆素48 h后,脂肪体中P450酶含量比对照增加2.93和14.50倍。取食肉桂酸、花椒毒素、槲皮素和香豆素后,斜纹夜蛾头部AchE酶活性与对照相比提高了1.53、1.80、2.36和1.56倍。6种次生物质均可诱导脂肪体中CYP4M14基因表达,槲皮素、肉桂酸和香豆素强烈诱导CYP4S9在脂肪体中表达。表明,斜纹夜蛾具有利用植物次生物质诱导其解毒酶的能力,进而提高其对毒素的抗性。     

没食子酸对美国白蛾幼虫营养效应及解毒酶活性的影响

美国白蛾是我国重大外来入侵害虫,寄主范围十分广泛。酚类物质是最广泛的植物次生代谢物之一,在植物抵御昆虫取食的化学防御中具有重要作用。本研究通过人工饲料添加没食子酸的方法,探究不同浓度的没食子酸对美国白蛾幼虫的营养效应及解毒酶和乙酰胆碱酯酶活性的影响。结果表明,各浓度(1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)没食子酸对美国白蛾4龄幼虫的近似消化率、食物利用率、相对取食量和相对生长率均具有显著影响(P<0.05),近似消化率和相对取食量不同程度下降,食物利用率和相对生长率则不同程度上升。不同浓度的没食子酸处理对美国白蛾幼虫的乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和细胞色素P450的活性均具有显著影响(P<0.05)。1.0%没食子酸作用时间不同,美国白蛾4龄幼虫的乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和细胞色素P450的活性差异显著(P<0.05)。没食子酸能够始终诱导细胞色素P450的活性,而羧酸酯酶的活性却受到抑制。不同浓度的没食子酸对乙酰胆碱酯酶作用总体上不明显,但较低浓度时(1.0%)对乙酰胆碱酯酶活性却随处理时间延长而抑制作用加强。较低浓度(1.0%~1.5%)的没食子酸对谷胱甘肽S-转移酶的活性有一定诱导作用,但随着没食子酸浓度提高谷胱甘肽S-转移酶的活性却受到一定程度的抑制。没食子酸能抑制美国白蛾幼虫的取食,并且对解毒酶和乙酰胆碱酯酶的活性表现出一定的时间效应和剂量效应,表明美国白蛾幼虫可能通过调节食物利用和解毒代谢等多种途径降低没食子酸的毒害作用,从而对含没食子酸的寄主植物产生适应。     

β-细辛醚对谷蠹成虫体内四种酶活性的影响

采用石菖蒲Acorus gramineus根茎提取物β-细辛醚对谷蠹Rhizopertha dominica成虫进行拌粮处理,测定β-细辛醚对谷蠹体内乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽S-转移酶、羧酸酯酶和酯酶同工酶的时间效应和剂量效应。结果表明：β-细辛醚对试虫体内4种酶的酶活性均表现出较强的时间效应。LC₅₀（94.49 mg/kg）剂量的β-细辛醚处理后,谷蠹成虫体内乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活性随处理时间的延长整体表现为抑制作用,对羧酸酯酶和酯酶同工酶则表现诱导增加作用。低剂量（67.5 mg/kg）β-细辛醚对乙酰胆碱酯酶具有显著的诱导作用,但是随着处理剂量的升高,对乙酰胆碱酯酶的活力多数表现为抑制作用。低剂量（≤100.0 mg/kg）β-细辛醚对谷胱甘肽S 转移酶具有诱导作用,而高剂量（≥133.3 mg/kg）β-细辛醚对谷胱甘肽S-转移酶具有抑制作用。β-细辛醚对羧酸酯酶的活性多数表现为诱导作用,提高β-细辛醚的处理剂量可提高羧酸酯酶的活力。不同剂量的β-细辛醚处理对谷蠹酯酶同工酶均具有显著的诱导作用,但诱导效果与处理剂量关系并不显著。     

槲皮素对B型烟粉虱羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活性的影响

采用人工饲料添加法,研究植物防御性次生物质槲皮素对B型烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)成虫主要解毒酶系羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)影响的剂量效应和时间效应。用低剂量槲皮素(0.01%,wv)处理B型烟粉虱成虫24h后,其羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)比活力分别为51.09mOD(min·头)和2.249OD(mgpro.min),是对照的1.233倍和2.20倍;而高剂量的槲皮素对2种解毒酶没有诱导增加作用,甚至还有抑制作用。低剂量的槲皮素短时间处理烟粉虱后,可诱导2种酶活性增加,谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)在0.005%的槲皮素处理30min后,比活力值达到8.454OD(mgpro·min),为对照的8.30倍。     

大豆胰蛋白酶抑制剂与棉酚或丹宁混用对棉铃虫中肠蛋白酶和生长率的影响

本文报告了大豆胰蛋白酶抑制剂(STl)与棉酚、丹宁酸单一和协同作用对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner)幼虫中肠蛋白酶活性和生长速率的影响。在离体条件下,STI、棉酚和丹宁酸均对中肠蛋白酶有抑制作用,以STI的作用最强。活体试验表明,人工饲料中0.84%(干重)的S丁I对强碱性类胰蛋白酶活力有显著抑制作用;0.3%丹宁酸则对弱碱性类胰蛋白酶和总蛋白酶活力有显著抑制作用;0.3%棉酚对几种蛋白酶活力的影响均不显著。三者均能显著抑制幼虫的生长,而Sn与棉酚或丹宁酸的协同作用比三者的单独作用更能有效地抑制幼虫的生长发育和中肠蛋白酶活性。     

湖北棉区转Bt基因棉对棉铃虫的控制作用

2000-2001年通过田间系统调查,表明转Bt基因棉（品种为GK19）在湖北江汉平原棉区对棉铃虫抗性稳定。试验设3个处理：转Bt基因棉化防田（使用化学农药控制害虫）、转Bt基因棉自控田（依靠天敌控制害虫）及常规棉对照田（利用综合防治措施控制害虫）。从棉铃虫的第2代到第5代整个发生期内,即使在不进行化学防治的情况下,棉铃虫在Bt棉田的发生量也保持在极低的水平(最高百株虫量为12头)。室内饲养结果表明,转Bt基因棉对棉铃虫的生长发育（幼虫体重、蛹重）有较为明显的影响,使6龄幼虫体重减少25.6%,蛹重减少18.2%。棉铃虫幼虫取食转Bt基因棉组织后,发育迟缓,相对于常规棉喂养的整个发育历期延长17 d,使棉铃虫在田间的危害减少至少一个世代。另外,接虫试验表明,棉铃虫幼虫在常规棉上的取食时间是转Bt基因棉株上的6.1倍,极大地减轻了棉铃虫的危害程度。     

华北棉区棉田中棉铃虫的取食行为及为害特征的研究

在大量田间实验的基础上,本文揭示华北棉区棉铃虫Heliothis armigera(Hbner)在棉田中的取食行为及其咬食棉花不同发育阶段的繁殖器官的组成和数量.根据棉铃虫的取食行为与其寄主植物棉花生长发育的关系,分别列出第二、三、四代幼虫期内棉花全株上各发育阶段的繁殖器官的组成、各龄幼虫所在果枝上繁殖器官的组成、各龄幼虫咬食不同发育阶段繁殖器官的组成和数量以及其中脱落的数量.分析了不同世代幼虫取食行为的差异,及其对棉花生长发育和产量形成过程的影响.建立了用于棉田害虫管理系统的棉铃虫取食模型.     

Impact of dietary allelochemicals on gypsy moth (Lymantria dispar) caterpillars: importance of midgut alkalinity

Midgut pH of gypsy moth larvae was depressed artificially with buffered diet to examine the impact of alkalinity on the caterpillars' ability to tolerate a dietary polyphenol and a quinone. A 2x3 factorial design was used, with 2 levels of succinate buffer and 3 dietary amendments (tannic acid, juglone, or control). Development was monitored during the third and fourth instars, with consumption, food passage rates, midgut pH, and midgut redox potential (Eh) measured in the fourth instar. Diet buffering successfully depressed midgut pH to hypothetically suboptimal acidic levels without reductions in survivorship, but it did reduce larval growth and impede development. Buffering dramatically reduced survivorship of fourth instar larvae eating diets containing tannic acid or juglone. Growth increased on unbuffered diet amended with tannic acid, but not with juglone. Caterpillars passed food through the gut more slowly when feeding on buffered tannic acid diet or on unbuffered juglone diet. These results indicate that maintenance of midgut alkalinity is critical to tolerance of dietary tannic acid and juglone, and that these allelochemicals have very different activities in the caterpillar gut.     

转Bt基因抗虫棉对棉铃虫拒食作用及其机理研究

转Bt基因抗虫棉对 3 ,4,5龄棉铃虫幼虫的抗性表现形式为拒食作用 ,且随幼虫龄期的增加拒食作用明显降低 ,其中对 5龄幼虫的拒食作用很低。取食Bt棉后 ,3 ,4,5龄棉铃虫幼虫中肠消化酶比活力均较对照有所减退 ,且随幼虫龄期的增加减退率明显降低 ,其中对 5龄幼虫减退率最低。由此 ,解释了Bt棉对 3龄及 3龄以上棉铃虫幼虫抗性表现形式、抗性随不同幼虫龄期的差异性 ,及其抗性差异性的消化机理。     

小分子热激蛋白基因HaHSP19.8在棉铃虫抗逆反应中的作用

【目的】小分子热激蛋白(small heat shock protein, sHSP)在昆虫抵御外界环境压力中至关重要。本研究旨在探究小分子热激蛋白sHSP19.8基因在棉铃虫Helicoverpa armigera生长发育、抵御高温胁迫和对Cry1Ac杀虫蛋白抗性机制中的作用,为更深入探析该基因作用机理及棉铃虫的防治奠定基础。【方法】通过PCR结合RACE克隆棉铃虫sHSP19.8基因序列,利用生物信息学软件对该基因序列进行分析;通过qRT-PCR测定Cry1Ac敏感棉铃虫5龄幼虫在40℃高温下处理1 h和2 h及饲喂含30 μg/mL Cry1Ac的人工饲料1 h和2 h后该基因的表达量,并测定抗感Cry1Ac棉铃虫不同发育阶段(1-5龄幼虫、蛹及成虫)和5龄幼虫不同组织(前肠、中肠、后肠、马氏管及表皮)中该基因的表达模式。【结果】获得了棉铃虫sHSP19.8基因的全长cDNA序列,命名为HaHSP19.8(GenBank登录号: XP_021195228.1),长608 bp,开放阅读框长528 bp,编码175个氨基酸残基,具有小分子热激蛋白的典型α-晶体结构域(α-crystallin domain, ACD)。该基因受40℃高温和30 μg/mL Cry1Ac杀虫蛋白诱导时在Cry1Ac敏感棉铃虫5龄幼虫中均过量表达;在Cry1Ac敏感棉铃虫整个发育阶段和5龄幼虫各组织中均表达,其中在成虫和5龄幼虫以及5龄幼虫表皮、马氏管和中肠内表达量较高;但是该基因在Cry1Ac抗性品系各个发育阶段和5龄幼虫各组织中表达量相比敏感品系都显著较低。【结论】结果说明HaHSP19.8参与棉铃虫生长发育和生理生化的过程,帮助昆虫抵御外界环境压力,并可能参与到棉铃虫对Cry1Ac的抗性机制中。     

SUBSTRATE SPECIFICITY AND DEVELOPMENTAL CHANGES OF ACETYLCHOLINESTERASE IN COTTON BOLLWORM*

Abstract The substrate specificity and developmental changes of acetylcholinesterase (AChE) of cotton bollworm, Helicoverpa armigera Hübner, were investigated during 1991 to 1994. The insects were collected from Handan suburbs of Hebei Province and Guan County of Shandong Province. The results show that the specific activity and Michaelis constants (k_m) of AChE toward acetylthiocholine (ATCH) and acetyl-β-methyl-thiocholine (MeTCh) regularly varied with the developmental stage of cotton bollworm. The two peaks of the specific activity were observed respectively in the third instar and sixth instar of larvae. The specific activity of AChE in pupae was the lowest and that in heads of four-days moth was the highest in various developmental stages of cotton bollworms. The tendency of K_m and maximum velocity (V_max) was identical with the change of specific activity in the AChEs of cotton bollworm. The activation energy (Ea) of AChE toward MeTCh in pupae and adults was 3. 9–4. 3 times as much as that of, larvae in cotton bollworms from Handan of Hebei Province. It suggests that the spending energies of AChE for hydrolysing substrate are different in larva, pupa and adult. The optimum conditions of AChE reaction with ATCh in larvae were 50–100 mg of tissue weights for the amount of enzyme, 10–20 minutes for the reaction time, 35°C for the reaction temperature and 8. 0 for the reaction pH value.     

转Bt基因棉花对棉铃虫不同龄期幼虫的杀虫活性和抑制生长作用

以我国培育的转Bt基因棉花(简称Bt棉)为材料,系统测定了Bt棉叶片对棉铃虫 Helicoverpa armigera(Hubner)不同龄期幼虫的杀虫活性和抑制生长的作用。结果表明,Bt棉的杀虫活性随着龄期的增大而趋于降低,其中处理3d只对1龄幼虫有较高效果;从1～4龄开始连续取食Bt棉后均不能化蛹,5龄幼虫则能正常化蛹。3龄幼虫取食Bt棉叶3d后的体重与初始体重之比为0.94,而取食常规棉叶的相应比值为5.48,对幼虫生长的抑制作用明显。在28℃条件下用Bt棉饲养棉铃虫1～3龄幼虫3d,对幼虫的致死率显著高于25℃处理,对3龄幼虫抑制生长的作用也显著提高。研究结果可为确定棉铃虫对Bt棉的抗性监测与治理技术以及Bt棉的田间应用技术提供依据。