鱗翅目昆蟲圍食膜生物防治靶標(biāo)及其熒光增白劑增效作用的研究.pdf

1、昆蟲圍食膜是由中腸細(xì)胞分泌形成的一種半透性膜狀結(jié)構(gòu)，具有保護(hù)中腸上皮細(xì)胞和利于食物消化吸收的功能。作為昆蟲體內(nèi)的一道物理屏障，昆蟲的圍食膜能有效地阻止病原物入侵，因而破壞圍食膜即能促進(jìn)病原物對(duì)昆蟲的侵染。利用微生物殺蟲劑防治害蟲具有不污染環(huán)境，對(duì)靶標(biāo)害蟲專化性強(qiáng)，且不易誘發(fā)抗藥性等諸多優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的普遍重視。但同時(shí)存在殺蟲速度慢、效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了微生物殺蟲劑的開發(fā)利用。因此研究昆蟲圍食膜的結(jié)構(gòu)和蛋白組成以及破壞圍食膜

2、的分子機(jī)制，將會(huì)提高生物殺蟲劑的殺蟲效果，對(duì)促進(jìn)生物防治在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域中的應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。 本研究采用形態(tài)學(xué)觀察和SDS-PAGE方法，對(duì)健康粘蟲和棉鈴蟲的正常圍食膜以及不同的昆蟲病原物粘蟲核型多角體病毒(MsNPV)、蘇云金桿菌(Bt)菌株HD-1晶體和熒光增白劑FB28處理后的圍食膜結(jié)構(gòu)和蛋白組成等進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上，測(cè)定了熒光增白劑FB28對(duì)MsNPV和Bt菌株HD-1毒力的影響。具體結(jié)果如下： 1.

3、棉鈴蟲和粘蟲的圍食膜均為一層無色透明厚薄均勻的長(zhǎng)管狀薄膜，表面光滑致密，沒有小孔和縫隙，富有彈性和韌性。 首次分析了健康粘蟲圍食膜蛋白的組成，經(jīng)SDS-PAGE分析后總共可分辨出九條帶，分子量范圍在28.3kDa到180kDa之間，其中有130kDa和72.3kDa兩條主帶；棉鈴蟲的圍食膜總共可分辨出大約十六條帶，分子量范圍在26kDa到240kDa之間。其中五條主帶，分子量分別為128.8kDa，47kDa，42.9kDa，2

4、9.1kDa和27.2kDa，其中以47kDa，42.9kDa兩條帶最亮，可能為其主要的結(jié)構(gòu)蛋白。 2.首次研究了蘇云金桿菌晶體蛋白、粘蟲核型多角體病毒和熒光增白劑對(duì)圍食膜結(jié)構(gòu)和蛋白組分的影響： (1)HD-1晶體對(duì)粘蟲和棉鈴蟲圍食膜結(jié)構(gòu)和蛋白組分的影響分別開始于幼蟲取食后2.5h和6h，在24h時(shí)這種破壞作用均得不到恢復(fù)。以4.7×106晶體/蟲的劑量喂食粘蟲2.5h時(shí)，其140kDa的蛋白帶消失，而以HD-1晶體離體

5、處理時(shí)對(duì)粘蟲圍食膜蛋白無影響；同樣用HD-1晶體喂食棉鈴蟲6～24h時(shí)，38.8kDa和27.2kDa的帶消失。由此可見，BtHD-1晶體對(duì)圍食膜結(jié)構(gòu)的破壞是長(zhǎng)久的，也是較難恢復(fù)的。 (2)以1.38×107OBs/蟲劑量的MsNPV喂食粘蟲直至8h時(shí)，圍食膜易碎成片狀；24h時(shí)，圍食膜又基本可以恢復(fù)完整，僅其靠近后腸的端部仍易碎成塊狀。SDS-PAGE分析表明，以1.38×107OBs/蟲劑量的MsNPV飼喂粘蟲30min時(shí)，

6、51.8kDa的帶幾乎消失，2.5h時(shí)已完全消失，8h后開始恢復(fù)。而在離體條件下，MsNPV在處理30min時(shí)也可以造成51.8kDa蛋白的破壞。推測(cè)在MsNPV的多角體中可能含有破壞圍食膜蛋白的成分。以等量的MsNPV飼喂非同源寄主昆蟲棉鈴蟲8h時(shí)，發(fā)現(xiàn)29.1kDa的條帶完全消失。盡管MsNPV對(duì)非同源寄主昆蟲棉鈴蟲的圍食膜蛋白組分發(fā)生作用的起始時(shí)間遲于對(duì)同源寄主昆蟲粘蟲的，但仍然具有破壞作用。 (3)用FB28(0.05m

7、g/蟲)喂食粘蟲1h時(shí)，圍食膜結(jié)構(gòu)基本完整，但較易斷裂成段，6h時(shí)，圍食膜完全崩解，與食物混在一起呈絮狀；至12h時(shí)又重新恢復(fù)正常。用0.05mg/蟲的FB28喂食粘蟲30min時(shí)，圍食膜蛋白54.2kDa的條帶消失，6h時(shí)又有小于54.2kDa的4條帶消失，至12h時(shí)又可以恢復(fù)；當(dāng)用同樣的方法處理棉鈴蟲圍食膜時(shí)，63.8kDa的條帶消失，其變化規(guī)律與粘蟲圍食膜的54.2kDa條帶相似。可見，F(xiàn)B28對(duì)粘蟲和棉鈴蟲圍食膜結(jié)構(gòu)和蛋白的破壞

8、作用具有普遍性，只是這種破壞作用是暫時(shí)的，當(dāng)幼蟲轉(zhuǎn)而取食新鮮飼料時(shí)圍食膜可以恢復(fù)正常。 3.生物測(cè)定結(jié)果表明，F(xiàn)B28對(duì)粘蟲幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育有一定的影響，可以延遲幼蟲生長(zhǎng)，但并不造成大量死亡。然而，F(xiàn)B28對(duì)粘蟲幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育的延遲作用是暫時(shí)的，這依賴于是否有FB28的持續(xù)存在。 本試驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)高濃度的FB28對(duì)BtHD-1(芽孢和晶體總數(shù)為2.8×105個(gè)/蟲)不具有明顯的增效作用，隨著FB28濃度的升高，HD-1對(duì)粘蟲的毒

9、力逐漸降低。當(dāng)混以0.001g/mL和0.01g/mL的FB28時(shí)，HD-1對(duì)粘蟲幼蟲60h的死亡率分別為93.35％和83.35％，與單獨(dú)HD-1處理時(shí)的死亡率81.67％，相比雖有增加，但差異不顯著；當(dāng)FB28的濃度增加至0.1g/mL時(shí)，死亡率則下降為51.65％，反而對(duì)Bt的毒力有明顯的抑制作用。 FB28對(duì)MsNPV(6.8×106OBs/蟲)的增效作用是隨著FB28濃度的增大而增加。單獨(dú)用MsNPV處理80h時(shí)，幼蟲