吡虫啉胁迫时间和剂量对麦二叉蚜酯酶活性的影响

谢佳燕　林佳

摘要：采用生化分析，研究在吡虫啉胁迫下，麦二叉蚜随暴露时间的改变及接触不同剂量杀虫剂对其酯酶活力的影响。结果表明，随吡虫啉处理时间的延长，其蛋白质含量和酯酶活力被显著诱导，呈现出先升高再降低的动态过程；杀虫剂处理麦二叉蚜6、12 h，其酯酶比活力显著上升，分别为对照组的1.57、1.45倍，并随处理时间延长，酯酶比活力逐渐下降，至24 h时，其酯酶比活力与对照组相比无显著差异；麦二叉蚜的蛋白质含量和酯酶活性随吡虫啉处理剂量不同也呈现不同程度的改变，在吡虫啉作用下，可诱导麦二叉蚜启动酯酶蛋白的表达，以应对杀虫剂的胁迫。

关键词：吡虫啉；麦二叉蚜；酯酶；胁迫时间；剂量；效应

中图分类号： Q965.9 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）03-0116-02

昆虫在生长发育过程中，为抵御极端温度、植物防御和环境污染等逆境胁迫，可通过调节昆虫的行为、生理、分子生态机制等策略来适应不同的环境[1]。杀虫剂为一种外在的胁迫因子，它的使用会对昆虫发育、繁殖和生存产生显著的影响，并对害虫的抗药性进化提供持续的选择压力[2]。

麦二叉蚜[Schizaphis graminum （Rondani）]是一类重要的世界性农田作物害虫，除可直接造成麦类作物大量减产外，还可传播多种植物病毒[3-4]。由于麦蚜具有世代时间短、孤雌生殖等生物学特征及农田长期使用化学防治和不合理用药，导致害虫抗药性增加[3，5]。吡虫啉是一类可有效防治刺吸式害虫的新型氯代烟酰类药剂[6]，随着吡虫啉的频繁使用，田间已发现吡虫啉对农业害虫的防效下降[7]，对该药剂的抗性问题已引起人们的广泛关注[7-8]。有研究表明，昆虫体内解毒酶或靶标酶的活力可被杀虫剂诱导增强，从而对害虫的抗性发展产生促进作用[9]。本试验通过吡虫啉胁迫，分析吡虫啉胁迫时间和剂量对麦二叉蚜体内酯酶活性的影响，研究麦二叉蚜在应对杀虫剂胁迫下的生化响应，为合理使用该杀虫剂及对麦二叉蚜抗性的综合治理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

麦二叉蚜为武汉轻工大学生物与制药工程学院实验室内人工饲养多代的麦二叉蚜；盆栽小麦苗，在（26±1） ℃、相对湿度为60%～80%的人工气候培养箱内培养，光-暗周期为14 h-10 h，饲养期间不接触任何药剂；10%吡虫啉可湿性粉剂，江苏丰山集团有限公司产品。

1.2 生物测定

采用浸叶法，将无翅成蚜连同小麦叶段浸于系列浓度吡虫啉药液中10 s，取出，滤纸吸去多余药液，晾干30 min，放入垫有滤纸的培养皿中，置于人工气候培养箱饲养24 h；以蒸馏水处理为对照。每个处理重复3次，每次重复30～50头蚜虫；以概率值法计算毒力回归方程、半致死浓度和非致死浓度。

1.3 酯酶活性的测定

1.3.1 吡虫啉不同处理时间用吡虫啉LC40剂量处理无翅成蚜，分别于处理后3、6、12、24 h，取存活成蚜于-20 ℃冻存备用；以蒸馏水处理作对照。

1.3.2 吡虫啉不同处理剂量对麦二叉蚜酯酶活性的影 将大小一致的无翅成蚜分别用吡虫啉LC20、LC40、LC60、LC75剂量处理24 h，取存活成蚜于-20 ℃冻存备用；以蒸馏水作对照。

1.3.3 测定方法 每处理取成蚜约50～100头，加入pH值为7.0的0.1 mol/L磷酸缓冲液冰浴匀浆，制备酶液冰浴备用；酯酶活力测定参照Abdel-Aal等的方法[10]，蛋白质含量测定参照Bradford的方法[11]，用牛血清白蛋白作标准曲线。

1.4 数据分析

数据处理采用Excel软件计算毒力回归方程、半致死浓度LC50值及其他非致死浓度剂量值，单因素方差分析、不同均值间Duncans新复极差法比较均采用SPSS 14.0软件。

2 结果与分析

2.1 生物测定

结果表明，吡虫啉对麦二叉蚜的半致死浓度LC50值为15.44 mg/L，其毒力回归方程为y=3.35+1.39x。依据毒力回归方程，计算吡虫啉对麦二叉蚜的LC20、LC40、LC60、LC75剂量分别为3.83、10.15、23.50、47.21 mg/L。

2.2 吡虫啉不同处理时间对麦二叉蚜酯酶活力的影响

由图1可见，吡虫啉处理24 h，麦二叉蚜的蛋白质含量及酯酶活力均随时间的延长出现先升高后降低的变化趋势；麦二叉蚜接触吡虫啉后24 h，蛋白质含量出现显著的时间波动 （F4，10=605.95，P=0.00）；吡虫啉处理麦二叉蚜3 h，其蛋白质含量显著升高至最大值，为对照组的2.40倍，表现为明显的诱导效应，后迅速恢复到对照组水平，处理12、24 h，蛋白质含量分别为对照组的1.29、1.11倍；吡虫啉处理麦二叉蚜，对酯酶比活力也产生显著的影响（F4，10=83.67，P=000）；吡虫啉处理麦二叉蚜6 h，其酯酶比活力显著升高至最大值，为对照组的1.57倍，后随处理时间的延长酯酶比活力逐渐下降，至24 h时，其酯酶比活力与对照相比无显著性差异（P>0.05）。

2.3 不同吡虫啉剂量对麦二叉蚜酯酶活力的影响

由表1可见，吡虫啉不同剂量处理麦二叉蚜，麦二叉蚜的蛋白质含量随处理剂量不同出现显著性差异（F4，10=111.84，P=0.00）；随处理剂量的增加，其蛋白质含量出现增加的趋势，LC75剂量组蛋白质含量为对照组的1.55倍；吡虫啉不同剂量处理对麦二叉蚜酯酶比活力也产生显著的影响（F4，10=47.55，P=0.00），其LC20和LC75剂量组酯酶比活力极显著高于对照组（P<0.01），而其他2个剂量组与对照组相比无明显差异（P>0.05）。

3 结论与讨论

昆虫经杀虫剂胁迫，其体内的生理生化体系会产生不同程度的响应，通过体内相关的防御酶系对进入机体的植物毒素或合成农药进行有效的降解、阻隔或异化，使其转变为无毒或低毒的化合物，从而降低异源物质对机体的损伤[1-2]。田间杀虫剂的喷洒，可对昆虫体内重要靶标酶和代谢酶系产生不同程度的效应[12-14]。王建军等发现，甲氧虫酰肼亚致死剂量可诱导斜纹夜蛾（Spodoptera litura）酯酶、多功能氧化酶和谷胱甘肽-S-转移酶活性增强，并且这种诱导作用具有明显的时间效应和剂量效应[15]。本试验结果表明，在吡虫啉亚致死剂量胁迫下，麦二叉蚜体内蛋白质含量和酯酶活力均随时间的增加发生变化，对其体内蛋白质和酯酶具有明显的诱导作用；随吡虫啉处理时间的延长，其酯酶活力又恢复至对照水平，这种时间变化可能与昆虫体内农药浓度变化的时间动态及吡虫啉胁迫下昆虫产生防御响应的时间动态密切相关。麦二叉蚜受胁迫初期对杀虫剂的刺激产生较强的反应，可能通过诱导其相关酶蛋白的大量表达，降低杀虫剂的毒害效应[16]。随着处理时间的延长，昆虫机体通过防御隔离、代谢降解等作用降低了体内药剂的浓度及其胁迫强度，导致其对昆虫的胁迫不再剧烈。此外，本研究发现采用吡虫啉不同剂量处理麦二叉蚜，对其体内蛋白质和酯酶也产生显著的影响，可诱导麦二叉蚜启动酯酶蛋白的表达，以应对杀虫剂的胁迫，并对其酯酶活力的影响具有一定的时间效应和剂量作用。

杀虫剂的使用不仅能影响害虫的生长发育和繁殖，还可诱导昆虫体内解毒酶或靶标酶活力的改变，从而对其抗药性的形成和发展产生影响[2]。有研究发现，解毒酶系的过量表达可导致高水平代谢耐受或对合成杀虫剂产生抗性[17-18]。因此，田间施药应避免长期重复使用单一杀虫剂，须全面分析和评估用药效果，科学用药、降低农药对害虫的选择压，以延缓田间蚜虫抗药性的发生和发展。

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