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天牛是一类危害松林生长的重要钻蛀性害虫,而纤维素酶是天牛肠道内消化纤维素的主要酶类,研究纤维素酶的性质和降解机理等相关课题对于天牛类害虫的防治和可持续性的控制具有重要的理论和实践意义。本文以南方广大林区危害最严重的蛀干性害虫——松墨天牛为研究对象,设计了室内饲养和野外调查等几个实验,研究了松墨天牛肠道纤维素酶的组成、最适反应条件(温度、PH值和热稳定性)、酶学动力学参数、酶各组分活性随禁食时间、取食时间、食物丰富度不同的变化规律及随幼虫虫体生长发育的演替变化规律和野外产卵量的调查,并重点探讨了几种常见的金属离子对其纤维素酶的活性的影响效应,确立了松墨天牛的最佳防治时期和其消化道纤维素酶各组分酶活性的最佳反应条件,初步阐明了金属离子对松墨天牛消化酶活性的影响效应,并完成了金属离子的初步筛选。 纤维素酶性质研究结果表明,松墨天牛肠道存在完整的纤维素酶系,其中以C1酶活性最强,CX酶次之,β-1,4-葡萄糖苷酶活性最弱;并确立了其消化道内三种纤维素酶组分的最适作用温区、最适pH和最强的热稳定性范围,还对其酶解动力学参数做了进一步的分析,表明,C1酶具有最大的Vmax和Km,β-1,4-葡萄糖苷酶和CX酶分别具有最小的Km和Vmax,但β-葡萄糖苷酶具有最大的酶解初速度。 离体条件下,8种金属离子对松墨天牛消化道纤维素酶活性的影响实验,结果表明:除Fe2+对有激活作用外,其它7种金属离子对纤维素酶各组分酶活性都有抑制作用,其中Cu2+和Pb2+的抑制效应最强;在活体条件下,所测得的实验结果与上述离体条件下基本一致,其中,Ag+、Cu2+、和Pb2+这3种金属离子抑制纤维素酶活性作用效果显著;金属离子影响的长期和短期效应试验测得的结果也与上述类似。 对松墨天牛成虫消化道纤维素酶各组分活性随禁食时间和取食时间不同的变化规律实验。结果显示,无论是松墨天牛成虫还是幼虫,随着禁食时间的延长,纤维素酶三种酶组分活性均表现为先升高,后降低;而随着取食时间的延长,松墨天牛体内的纤维素酶组分变化规律相一致,由开始的低活性逐渐升高并慢慢趋中文摘要于稳定。 松墨天牛幼虫体内纤维素酶活性随虫体生长发育的演替规律显示,在整个幼虫生活期内,c、酶和B一葡萄糖昔酶的活性变化基本相似,表现为先上升后下降的起伏曲线。相对而言,Cl酶的变化没有C、酶和冬葡萄糖昔酶复杂和显著,在实验条件下该酶一直保持比较稳定的酶活性。 采用分期调查统计的方法对野外松墨天牛的产卵量进行深入的研究,通过该项工作,可以清楚的看到,7一8月份,为松墨天牛的主要产卵时间,其中在7.13一7.23号时间段为松墨天牛的产卵高峰期,这对今后松墨天牛的防治工作提供了较为准确的依据。关键词:松墨天牛,纤维素酶,金属离子,抑制效应,激活效应,取食特征,产 卵量