舞毒蛾幼虫对多杀菌素的防御响应及其成虫触角感器研究

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舞毒蛾(Lymantria dispar)是一种杂食性食叶害虫。由于其具有分布广、食性杂、幼虫顺风迁移等特点,常爆发成灾,给农林业生产造成较为严重的经济损失,因此,寻找有效的防治方法备受瞩目。多杀菌素(Spinosyns)是在90年代初期开发的一类大环内酯化合物。与其他杀虫药剂不同,多杀菌素主要作用于昆虫烟碱型乙酰胆碱受体,对昆虫存在快速触杀和摄食毒性,通过刺激昆虫的神经系统导致非功能性的肌肉收缩、衰竭,并伴随颤抖和麻痹,对鳞翅目及双翅目害虫均有良好的防治效果。同时,多杀菌素对捕食性昆虫、哺乳动物和鸟类相对低毒,对水生动物也只是轻微的中等毒性,且哺乳动物的慢性毒性试验结果显示其无致癌、致畸、致突变性或神经毒性。然而尚未见利用多杀菌素防治森林害虫舞毒蛾的研究报道。为了深入了解多杀菌素对舞毒蛾的杀虫活性及作用机理,本文研究了该药剂对舞毒蛾生物活性、生长发育及其体内解毒酶、保护酶活性变化的影响,为生物源杀虫剂多杀菌素在林业上的应用及新型杀虫剂的开发提供一定的理论基础;并且首次观察了舞毒蛾触角感器的超微结构,为探索昆虫与植物化学信息联系以及开展林间无公害防治提供理论依据。   通过采用叶片药膜法对舞毒蛾不同龄期幼虫的毒力测定表明,多杀菌素对舞毒蛾幼虫表现出较高的活性,3龄幼虫对药剂最为敏感。舞毒蛾幼虫龄期增长,所需药量增加,但是随着处理时间的延长,LC50逐渐降低。舞毒蛾3龄和5龄幼虫的致死中浓度(LC50)分别为0.024和0.226mg·L-1。LC10和LC50剂量的多杀菌素对舞毒蛾3龄幼虫的发育历期无显著影响,但能显著降低幼虫成活率及化蛹率(P<0.05)。   为探索多杀菌素的毒杀机制及作用机理,采用生化方法测定了该药剂对舞毒蛾3龄和5龄幼虫体内解毒酶和保护酶活性的影响,结果表明多杀荫素能强烈干扰舞毒蛾幼虫体内解毒酶和保护酶的活性。解毒酶方面,对羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、多功能氧化酶(MFO)和碱性磷酸酯酶(ALP)大体上均表现为先激活后抑制作用,差异显著(P<0.05);而对酸性磷酸酯酶表现为抑制-激活-抑制作用,差异极显著(P<0.01)。其中对羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)、多功能氧化酶(MFO)和碱性磷酸酯酶(ALP)大体上均表现为先激活后抑制作用,差异显著(P<0.05);而对酸性磷酸酯酶表现为抑制-激活-抑制作用,差异极显著(P<0.01)。保护酶方面,多杀菌素处理舞毒蛾3龄和5龄幼虫后,其体内的过氧化氢酶(CAT)活性无明显变化,而酚氧化酶(PO)表现为先激活后抑制作用。多杀菌素对舞毒蛾3龄幼虫体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)也表现为先激活后抑制作用,其中在处理3-6 h时,对酶的激活作用达到最高(P<0.01);但对5龄幼虫体内这两种酶具有明显的激活作用,其中在处理3 h时,对酶的激活作用最强,分别为同期对照的1.543倍和1.716倍,差异极显著(P<0.01)。多杀菌素对舞毒蛾幼虫体内几丁质酶也存在影响,其中对3龄幼虫体内该酶具有激活作用,对5龄幼虫体内该酶具有明显抑制作用。且该药剂对这些酶的影响存在明显的时间效应。   应用扫描电镜对舞毒蛾成虫触角及其感器进行了观察和研究。结果表明,舞毒蛾雄虫触角为羽状,雌虫触角为栉齿状。雄性成虫触角上共有6种感器类型:分别是毛形感器、刺形感器、腔锥形感器、锥形感器、栓锥形感器和耳形感器;雌性触角有7种感器,除以上种类外,还有鳞形感器。未发现新类型感器。雌、雄蛾触角有明显的性二型现象;雄蛾触角感器总数量多于雌蛾的;此外雌、雄蛾触角上感器大小、数量、分布等也不同。通过透射电镜观察到舞毒蛾毛形感器和腔锥形感器的超微结构,证明两者分别为嗅觉感受器和化学感受器。   综上所述,多杀菌素能明显影响舞毒蛾幼虫的生长发育,对其体内主要解毒酶系和保护酶系有较强的干扰作用,对舞毒蛾幼虫表现出很高的毒杀效果。因此,可将多杀菌素用于舞毒蛾的综合治理,达到生态安全地控制舞毒蛾危害的目的;昆虫感器研究也为进一步探讨昆虫与植物信息联系奠定理论基础。
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