论文部分内容阅读
摘要
为了明确菜青虫感染金龟子绿僵菌后体内的防御机制，采用分光光度法测定了菜青虫被金龟子绿僵菌感染后体内保护酶活性的变化。结果表明，用金龟子绿僵菌处理后菜青虫体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）均呈现先上升后下降趋势，反映出菜青虫在金龟子绿僵菌侵染初期防御能力增强，后期降低。其中，SOD、POD和CAT活力分别在接种后36、24和48 h达到高峰，说明菜青虫在抵抗金龟子绿僵菌侵染过程中，首先发生作用的保护酶是POD，随后为SOD，而CAT是最后发生作用的保护酶。
关键词
菜青虫；金龟子绿僵菌；超氧化物歧化酶；过氧化物酶；过氧化氢酶
中图分类号：
S 476.12
文献标识码：A
DOI：10.3969/j.issn.05291542.2016.03.022
Abstract
To understand the defense mechanisms of Pieris rapae against Metarhizium anisopliae， this study used spectrophotometry to assay the activities of protective enzymes of P.rapae infected by M. anisopliae. The results indicated that， the activities of SOD， POD and CAT in the infected P.rapae were increased at initial infection stage， but dropped at the later infection stage， suggesting that the defense system of P.rapae was enhanced during initial period， but dropped during the later period. The highest activities of SOD， POD and CAT were observed at 36 hours， 24 hours and 48 hours after inoculation， respectively， which indicated that POD played an important role in defending against the invasion of M. anisopliae， and then SOD functioned after invasion， while the last effective protective enzyme was CAT.
Key words
Pieris rapae；Metarhizium anisopliae；superoxide；peroxidase；catalase
菜青虫为鳞翅目粉蝶科菜粉蝶（Pieris rapae）的幼虫，是十字花科植物的重要害虫，除啃食叶肉为害之外，还可引起软腐病的流行，危害十分严重[1]。
目前，我国对于农业害虫的防治还集中于化学防治上，但大量化学农药的使用已经使得环境不堪重负，在害虫产生抗药性的同时，大量的农药残留也对人类自身的健康产生极大的威胁。因此，寻找能够有效防治农业害虫的生物方法显得尤为重要。绿僵菌[Metarhizium （Metsch.）Sorokin]是一类广谱性虫生真菌，能侵染200多种农林害虫，对人、畜、作物安全[23]。国内外运用绿僵菌防治农业害虫的研究已有不少报道[4]，有关昆虫保护酶的研究报道也有很多，但大多数还集中在昆虫保护酶与昆虫抗药性关系之间的研究[57]。关于昆虫病原真菌与昆虫保护酶关系的研究也略有报道[810]。而被绿僵菌侵染后菜青虫体内保护酶活性变化尚未见报道。
以往的研究表明，菜青虫体内存在着超氧化物歧化酶（superoxide， SOD）、过氧化氢酶（catalase， CAT）和过氧化物酶（peroxidase， POD）等保护酶。当昆虫病原真菌附着在菜青虫体壁，菌丝进入血腔后，菜青虫会启动机体内的保护酶系统进行防御，即菜青虫体内的SOD、CAT和POD三者协同作用， 使自由基维持在一个较低的水平，从而维持其正常的生理活动[11]。作者利用篩选出的对菜青虫致病力较高（校正死亡率为96.4%，僵虫率达84.1%，LT50为2 d，尚未发表）的金龟子绿僵菌Ma60菌株，研究了被该菌株侵染后菜青虫体内几种保护酶活力的变化，旨在为菜青虫的生物防治工作提供科学依据。
1材料与方法
1.1供试菌株
金龟子绿僵菌Ma60菌株，由安徽农业大学植物保护学院生物防治研究室提供。
1.2供试虫源
菜青虫采自安徽农业大学农翠园，将其放在安徽农业大学植保学院大棚温室内的白菜上饲养，待成虫产卵孵化后转为室内盆栽白菜饲养，选取健康活泼的4龄幼虫供试。
1.3真菌分生孢子悬浮液配制
将Ma60菌株接种于PDA培养基平板上，在 （25±1）℃ 条件下培养 10 d，待真菌充分产生孢子后，将分生孢子粉刮到盛有 10 mL 0.1% Tween80湿润剂的试管中，在涡旋混匀器上充分振荡 30 min，用血球计数板计数，配制成孢子含量1.0×108个/mL的分生孢子悬浮液。
1.4金龟子绿僵菌对菜青虫的侵染试验
将20头4龄菜青虫放入培养皿中，用简易喷雾器将含0.1%Tween80的1.0×108个/mL的金龟子绿僵菌孢子悬浮液均匀地喷在试虫体表，待虫体晾干后，放入装有白菜叶片的培养皿中，以无菌的0.1%吐温-80溶液为对照，每处理重复3次，置于温度22℃、相对湿度90%左右、光周期L∥D=14 h∥10 h的恒温光照培养箱内。分别于接菌后12、24、36、48、60、72 h取样，备用。 [4]林华峰. 虫生真菌研究进展（综述）[J]. 安徽农业大学学报， 1998， 25（3）：251254.
[5]高新菊， 沈慧敏. 二斑叶螨对甲氰菊酯的抗性选育及解毒酶活力变化[J]. 昆虫学报， 2011， 54（1）：6469.
[6]柳小青， 刘仰青， 熊志伟， 等. 氯氰菊酯和残杀威亚致死剂量对致倦库蚊羧酸酯酶活性的影响[J]. 中国媒介生物学及控制杂志， 2011，22（4）：309312.
[7]马义， 霍新北， 马民， 等. 氯氟氰菊酯对德国小蠊保护酶活性的影响及新型防治策略研究[J]. 中国媒介生物学及控制杂志， 2009， 20（4）： 303306.
[8]刘烁安， 符悦冠， 黄武仁， 等. 螺旋粉虱感染蜡蚧轮枝菌对其保护酶和解毒酶活性的影响[J]. 植物保护， 2013， 39（3）：711.
[9]李会平， 黄大庄， 苏筱雨， 等. 桑天牛幼虫感染白僵菌后体内主要保护酶活性的变化[J]. 蚕业科学， 2007， 33（4）：634636.
[10]张仙红， 王宏民， 李文英， 等. 菜青虫感染玫烟色拟青霉后血淋巴蛋白质含量及几种保护酶活力的变化[J]. 昆虫学报， 2006， 49（2）：230234.
[11]李周直， 沈惠娟， 蒋巧根， 等. 几种昆虫体内保护酶系统活力的研究[J]. 昆虫学报， 1994， 37 （4）：399403.
[12]Arakawa T. Superoxide generative reaction in insect haemolymph and its mimic model system with surfactants in vitro [J]. Insect Biochemistry and Molecular Biology， 1995， 25（2）：247253.
[13]Nappi A J， Vass E， Frey F， et al. Superoxide anion generation in Drosophila during melanotic encapsulation of parasites [J]. European Journal of Cell Biology， 1995， 68（4）：450456.
[14]李毅平， 龔和. 昆虫体内抗氧化系统研究进展[J]. 生命科学， 1998， 10（5）：240243.
[15]姬国红， 钱秀娟， 刘长仲， 等. 夜蛾斯氏线虫对菜青虫几种保护酶活力的影响[J]. 植物保护， 2009， 35（4）：6669.
（责任编辑：杨明丽）
为了明确菜青虫感染金龟子绿僵菌后体内的防御机制，采用分光光度法测定了菜青虫被金龟子绿僵菌感染后体内保护酶活性的变化。结果表明，用金龟子绿僵菌处理后菜青虫体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）均呈现先上升后下降趋势，反映出菜青虫在金龟子绿僵菌侵染初期防御能力增强，后期降低。其中，SOD、POD和CAT活力分别在接种后36、24和48 h达到高峰，说明菜青虫在抵抗金龟子绿僵菌侵染过程中，首先发生作用的保护酶是POD，随后为SOD，而CAT是最后发生作用的保护酶。
关键词
菜青虫；金龟子绿僵菌；超氧化物歧化酶；过氧化物酶；过氧化氢酶
中图分类号：
S 476.12
文献标识码：A
DOI：10.3969/j.issn.05291542.2016.03.022
Abstract
To understand the defense mechanisms of Pieris rapae against Metarhizium anisopliae， this study used spectrophotometry to assay the activities of protective enzymes of P.rapae infected by M. anisopliae. The results indicated that， the activities of SOD， POD and CAT in the infected P.rapae were increased at initial infection stage， but dropped at the later infection stage， suggesting that the defense system of P.rapae was enhanced during initial period， but dropped during the later period. The highest activities of SOD， POD and CAT were observed at 36 hours， 24 hours and 48 hours after inoculation， respectively， which indicated that POD played an important role in defending against the invasion of M. anisopliae， and then SOD functioned after invasion， while the last effective protective enzyme was CAT.
Key words
Pieris rapae；Metarhizium anisopliae；superoxide；peroxidase；catalase
菜青虫为鳞翅目粉蝶科菜粉蝶（Pieris rapae）的幼虫，是十字花科植物的重要害虫，除啃食叶肉为害之外，还可引起软腐病的流行，危害十分严重[1]。
目前，我国对于农业害虫的防治还集中于化学防治上，但大量化学农药的使用已经使得环境不堪重负，在害虫产生抗药性的同时，大量的农药残留也对人类自身的健康产生极大的威胁。因此，寻找能够有效防治农业害虫的生物方法显得尤为重要。绿僵菌[Metarhizium （Metsch.）Sorokin]是一类广谱性虫生真菌，能侵染200多种农林害虫，对人、畜、作物安全[23]。国内外运用绿僵菌防治农业害虫的研究已有不少报道[4]，有关昆虫保护酶的研究报道也有很多，但大多数还集中在昆虫保护酶与昆虫抗药性关系之间的研究[57]。关于昆虫病原真菌与昆虫保护酶关系的研究也略有报道[810]。而被绿僵菌侵染后菜青虫体内保护酶活性变化尚未见报道。
以往的研究表明，菜青虫体内存在着超氧化物歧化酶（superoxide， SOD）、过氧化氢酶（catalase， CAT）和过氧化物酶（peroxidase， POD）等保护酶。当昆虫病原真菌附着在菜青虫体壁，菌丝进入血腔后，菜青虫会启动机体内的保护酶系统进行防御，即菜青虫体内的SOD、CAT和POD三者协同作用， 使自由基维持在一个较低的水平，从而维持其正常的生理活动[11]。作者利用篩选出的对菜青虫致病力较高（校正死亡率为96.4%，僵虫率达84.1%，LT50为2 d，尚未发表）的金龟子绿僵菌Ma60菌株，研究了被该菌株侵染后菜青虫体内几种保护酶活力的变化，旨在为菜青虫的生物防治工作提供科学依据。
1材料与方法
1.1供试菌株
金龟子绿僵菌Ma60菌株，由安徽农业大学植物保护学院生物防治研究室提供。
1.2供试虫源
菜青虫采自安徽农业大学农翠园，将其放在安徽农业大学植保学院大棚温室内的白菜上饲养，待成虫产卵孵化后转为室内盆栽白菜饲养，选取健康活泼的4龄幼虫供试。
1.3真菌分生孢子悬浮液配制
将Ma60菌株接种于PDA培养基平板上，在 （25±1）℃ 条件下培养 10 d，待真菌充分产生孢子后，将分生孢子粉刮到盛有 10 mL 0.1% Tween80湿润剂的试管中，在涡旋混匀器上充分振荡 30 min，用血球计数板计数，配制成孢子含量1.0×108个/mL的分生孢子悬浮液。
1.4金龟子绿僵菌对菜青虫的侵染试验
将20头4龄菜青虫放入培养皿中，用简易喷雾器将含0.1%Tween80的1.0×108个/mL的金龟子绿僵菌孢子悬浮液均匀地喷在试虫体表，待虫体晾干后，放入装有白菜叶片的培养皿中，以无菌的0.1%吐温-80溶液为对照，每处理重复3次，置于温度22℃、相对湿度90%左右、光周期L∥D=14 h∥10 h的恒温光照培养箱内。分别于接菌后12、24、36、48、60、72 h取样，备用。 [4]林华峰. 虫生真菌研究进展（综述）[J]. 安徽农业大学学报， 1998， 25（3）：251254.
[5]高新菊， 沈慧敏. 二斑叶螨对甲氰菊酯的抗性选育及解毒酶活力变化[J]. 昆虫学报， 2011， 54（1）：6469.
[6]柳小青， 刘仰青， 熊志伟， 等. 氯氰菊酯和残杀威亚致死剂量对致倦库蚊羧酸酯酶活性的影响[J]. 中国媒介生物学及控制杂志， 2011，22（4）：309312.
[7]马义， 霍新北， 马民， 等. 氯氟氰菊酯对德国小蠊保护酶活性的影响及新型防治策略研究[J]. 中国媒介生物学及控制杂志， 2009， 20（4）： 303306.
[8]刘烁安， 符悦冠， 黄武仁， 等. 螺旋粉虱感染蜡蚧轮枝菌对其保护酶和解毒酶活性的影响[J]. 植物保护， 2013， 39（3）：711.
[9]李会平， 黄大庄， 苏筱雨， 等. 桑天牛幼虫感染白僵菌后体内主要保护酶活性的变化[J]. 蚕业科学， 2007， 33（4）：634636.
[10]张仙红， 王宏民， 李文英， 等. 菜青虫感染玫烟色拟青霉后血淋巴蛋白质含量及几种保护酶活力的变化[J]. 昆虫学报， 2006， 49（2）：230234.
[11]李周直， 沈惠娟， 蒋巧根， 等. 几种昆虫体内保护酶系统活力的研究[J]. 昆虫学报， 1994， 37 （4）：399403.
[12]Arakawa T. Superoxide generative reaction in insect haemolymph and its mimic model system with surfactants in vitro [J]. Insect Biochemistry and Molecular Biology， 1995， 25（2）：247253.
[13]Nappi A J， Vass E， Frey F， et al. Superoxide anion generation in Drosophila during melanotic encapsulation of parasites [J]. European Journal of Cell Biology， 1995， 68（4）：450456.
[14]李毅平， 龔和. 昆虫体内抗氧化系统研究进展[J]. 生命科学， 1998， 10（5）：240243.
[15]姬国红， 钱秀娟， 刘长仲， 等. 夜蛾斯氏线虫对菜青虫几种保护酶活力的影响[J]. 植物保护， 2009， 35（4）：6669.
（责任编辑：杨明丽）