3种植物叶片对斜纹夜蛾营养效应及中肠酶活性的影响

王桂花，赵庆杰，徐凡丁，邹游兴，王红刚，王洪星，杨石有，林 江

（海南大学应用科技学院，海南儋州571737）

3种植物叶片对斜纹夜蛾营养效应及中肠酶活性的影响

王桂花，赵庆杰＊，徐凡丁，邹游兴，王红刚，王洪星，杨石有，林 江

（海南大学应用科技学院，海南儋州571737）

为探明斜纹夜蛾幼虫对食料的适应程度和嗜食性，为开发植物源农药奠定理论基础，采用室内饲喂法研究香蕉叶、芒果叶和花生叶饲喂斜纹夜蛾幼虫的生物学特性、营养指标及几种酶活性的变化。结果表明：以在寄主植物香蕉叶上生长斜纹夜蛾幼虫的发育历期最短（为20．70d）、存活率最高（为33．15%），其在非寄主植物芒果叶上也能完成世代发育；3种处理间斜纹夜蛾幼虫的相对生长率无显著差异，香蕉和芒果处理幼虫的相对取食量和近似消化率明显高于花生处理，但是花生处理幼虫的食物转化率与食物利用率却显著高于香蕉和芒果处理；幼虫的蔗糖酶和海藻糖酶酶活性花生处理显著高于芒果处理和香蕉处理。

斜纹夜蛾；植物叶片；营养效应；酶活性

昆虫对不同植物的取食选择性是昆虫与植物长期协同进化过程中形成的重要生存策略。植食性昆虫可以应用植物组织的特异化学成分通过嗅觉或者是结合视觉共同识别寄主植物，且不同植物间的营养成分差异也是决定昆虫取食选择性的重要原因［12］。研究发现［3－6］，寄主植物种类对昆虫生长发育有重要影响，该影响外在表现为幼虫和蛹的存活率、发育历期、蛹重等方面，内部则与昆虫自身的营养效应、消化酶活性息息相关。一般而言，昆虫取食对发育有利的食物，其存活率较高、发育历期较短、蛹较重、营养效应和消化酶活性较高，有利于整个种群的生存和延续，而昆虫取食不利于其发育的食物则死亡率高、发育历期较长、蛹较轻、营养效应和消化酶活性较低［7－8］，甚至导致整个种群灭亡。因此，深入研究昆虫对食料植物的适应程度和嗜食性，对于控制昆虫种群兴衰有重要作用。目前关于寄主植物和非寄主植物对昆虫影响的研究主要集中在植物源气味化合物对昆虫行为［9－12］控制方面，而从生长发育、营养效应、酶活性等方面研究种群控制作用的报道较少。

斜纹夜蛾（Prodenia litura Fab．）亦称莲纹夜蛾，属鳞翅目夜蛾科害虫［13］，是一种多食性、暴食性的食叶害虫，常间歇性暴发危害。已知受其危害的植物达99科290多种［14］，其喜食植物达90种以上［15］，包括棉花、蔬菜、甘蓝、大豆和花生等［16］。据调查，近年来斜纹夜蛾在海南各地暴发的频率明显增加，危害日趋严重，不同程度地危害热带经济作物，影响海南经济作物产业的正常发展。

香蕉、花生和芒果是海南地区普遍种植的经济作物，其中，香蕉和花生是斜纹夜蛾幼虫的主要寄主植物，芒果为斜纹夜蛾的非寄主植物。前人已对斜纹夜蛾在香蕉和花生上的喜食性进行了研究［17－18］，而斜纹夜蛾能否在此3种食料上完成世代发育，其营养效应和相关酶活性的研究较少。为此，笔者采用室内饲喂方法研究香蕉、花生和芒果3种食料对斜纹夜蛾幼虫生物学特性、营养利用率及酶活性的影响，以期探明斜纹夜蛾幼虫对3种食料的适应程度、嗜食性，芒果树上不发生斜纹夜蛾危害的原因，为进一步开发植物源农药奠定重要的理论基础。

1材料与方法

1．1供试材料

1）试虫。供试斜纹夜蛾幼虫由采自海南省儋州市海南大学应用科技学院基地木瓜树叶片上的斜纹夜蛾虫卵孵化获得。

2）供试寄主植物。于海南省儋州市海南大学应用科技学院基地采集，所用木薯叶、香蕉叶片、芒果叶片、花生叶片为自然生长，无污染，整个生长期正常管理，不施用任何农药。

3）试剂。9%生理盐水，2%淀粉，3%海藻糖，4%蔗糖，0．2mol／L PBS（pH 6．0，pH 5．8），3，5－二硝基水杨酸，10%蜂蜜水。

4）仪器设备。养虫盒，指形管，ZRQ－150人工气候箱（上海喆图科学仪器有限公司），匀浆器，5417R台式高速冷冻离心机、Eppendorf移液枪（德国Eppendorf公司），HH－2数显恒温水浴锅（常州华奥仪器制造有限公司），UV3000分光光度计（日本Hitachi公司），BSM－120．4天平（上海奔普仪器科技有限公司），DHG－9055A台式鼓风干燥箱（上海和呈仪器制造有限公司）。

1．2幼虫饲养

采集斜纹夜蛾虫卵孵化幼虫，将幼虫用干净木薯叶于15．0cm×10．5cm×6．8cm的塑料盒（盒盖有小孔便于透气）中饲养，试验条件为（30±1）℃，L∶D＝14∶10，湿度70%～80%。幼虫期每天更换新鲜叶片，清理排泄物。试验所用木薯叶片均插入含水的指形管中保湿，每天检查，保证叶片新鲜和饲料的洁净。羽化后放入26cm×15cm养虫盒中进行交配产卵，同时用10%的蜂蜜水给予营养补充。饲养至第2代2龄，选择大小一致的斜纹夜蛾幼虫进行试验。

1．3幼虫生长发育和存活率、蛹重的测定

试验选取大小一致、生长健康的2龄幼虫，分别利用香蕉叶、芒果叶、花生叶进行饲养，每个处理30头，3次重复。羽化后，雌雄配对，每个培养皿中放入1对成虫，用10%的蜂蜜水饲养。每天进行观察、饲养，记录斜纹夜蛾幼虫发育历期、存活率、蛹重等。

1．4营养指标的测定

选取不同食料上生长发育一致、刚蜕皮的4龄幼虫，饥饿12h称重（d）。单独取出一部分相同食料叶片测定其鲜重（a），再将其烘干至恒重测定干重（b），从而测定各种叶片的干湿比（b／a）。然后称取饲养幼虫的新鲜香蕉叶、芒果叶和花生叶的总鲜重（ax）（x为香蕉叶或芒果叶或花生叶），由每个食料叶片鲜重和叶片干湿比推算试前叶片干重（A，g）。分别用不同食料饲养幼虫48h后称其鲜重（c）；而后将幼虫、粪便及剩余叶片先在50℃下烘24h，再在100℃下烘至恒重，分别称得幼虫（D，g）、粪便（E，g）和剩余叶片干重（B，g），由试前幼虫鲜重和试后幼虫干鲜比（D／c）推算试前幼虫干重（C，g）。每处理用虫30头，3次重复。根据试前叶片干重、试后叶片干重、试前幼虫干重、试后幼虫干重和粪便干重计算以下营养指标［10－11］：

A＝ax×（b／a）；

C＝d×（D／c）；

相对生长率＝［（D－C）／（C＋D）］×100%；

相对取食率＝［（A－B）／（C＋D）］×100%；

近似消化率＝［（A－B－E）／（A－B）］× 100%；

食物利用率＝［（D－C）／（A－B）］×100%；

食物转化率＝［（D－C）／（A－B－E）］× 100%。

1．5中肠酶活力的测定

1．5．1中肠酶液的制备 选取斜纹夜蛾4龄幼虫，每10头为1次重复，共3次重复，于冰浴中迅速解剖。用预冷的相应酶缓冲液冲去体液，取中肠，加5mL预冷缓冲液冰浴中匀浆，匀浆液在4℃8 000r／min离心10min，取上清液作为酶液。

1．5．2淀粉酶 取0．2mL 2%淀粉，0．8mL 0．2mol／L PBS（pH 6．0），0．8mL酶液，室温下反应10min后，置于37℃水浴60min，加1mL 3，5－二硝基水杨酸终止反应，然后沸水浴5min，于550nm波长测吸光值。无酶反应体系用0．2mol／L PBS（pH 6．0）代替酶液，作为对照（CK）。每处理3次重复，取平均值。

1．5．3海藻糖酶 取0．2mL 3%海藻糖，0．8mL 0．2mol／L PBS（pH 5．8），0．8mL酶液，室温下反应10min后，置于37℃水浴60min，加1mL 3，5－二硝基水杨酸终止反应，然后沸水浴5min，于550nm波长测吸光值。无酶反应体系用0．2mol／L PBS（pH 5．8）代替酶液，作为对照（CK）。每处理3次重复，取平均值。

1．5．4蔗糖酶 取0．2mL 4%蔗糖，0．8mL 0．2mol／L PBS（pH 5．8），0．8mL酶液，室温下反应10min后，置于37℃水浴60min，加1mL 3，5－二硝基水杨酸终止反应，然后沸水浴5min，于550nm波长测吸光值。无酶反应体系用0．2mol／L PBS（pH 5．8）代替酶液，作为对照（CK）。每处理3次重复，取平均值。

1．6数据处理

采用SAS 6．12软件进行方差分析和平均数的差异显著性分析（Duncan’s多重比较）。

2结果与分析

2．1不同植物食料斜纹夜蛾的生长发育历期

从表1可见：不同食料饲养斜纹夜蛾1～3龄幼虫的发育历期依次为花生＞芒果＞香蕉，4～6龄幼虫的发育历期依次为花生＞芒果＞香蕉，整个幼虫期的历期依次为花生＞芒果＞香蕉。表明，花生处理幼虫的发育历期最长，芒果处理次之，香蕉处理最短。蛹的历期依次为芒果＞香蕉＞花生，成虫期依次为芒果＞花生＞香蕉，总历期依次为花生＞芒果＞香蕉。斜纹夜蛾的1～3龄幼虫期、整个幼虫期及总历期3种处理间的差异均达显著，而4～6龄幼虫、蛹及成虫期的发育历期均无显著差异。

2．2不同植物食料斜纹夜蛾的存活率

从表2可见：斜纹夜蛾幼虫1～3龄、4～6龄和幼虫期的存活率依次均为香蕉＞芒果＞花生。其中，以香蕉的存活率最高，各期分别为98．89%、55．56%和77．22%，且显著高于芒果和花生处理；而3种处理间蛹期、成虫期和总历期的差异不显著。

2．3不同植物食料斜纹夜蛾的蛹重

蛹重能反映斜纹夜蛾幼虫期的营养状况。研究结果表明，3种处理斜纹夜蛾的蛹重依次为香蕉＞芒果＞花生。其中，香蕉处理的蛹重最重，为（0．21±0．02）g，且显著高于芒果处理的（0．16± 0．02）g和花生处理的（0．14±0．01）g；但芒果处理和花生处理之间差异不显著。

表1 不同食料饲养斜纹夜蛾的发育历期Table 1 Development duration of P．liturafed with different foodstuff d

表2 不同食料饲养斜纹夜蛾的存活率Table 2 Survival rate of P．liturafed with different foodstuff%

表3 不同食料饲养斜纹夜蛾的营养效应Table 3 Nutrient effect of P．liturafed with different foodstuff %

2．4不同植物食料斜纹夜蛾的营养效应

从表3可见：3种处理的相对生长率依次为花生＞香蕉＞芒果，但三者间无显著性差异；3种处理的相对取食率和近似消化率依次均为香蕉＞芒果＞花生，且香蕉和芒果处理显著高于花生处理；3种处理的食物利用率和食物转化率依次均为花生＞芒果＞香蕉，且花生处理显著高于香蕉和芒果处理。

2．5不同植物食料斜纹夜蛾的中肠酶活力

从表4可见：3种处理的淀粉酶酶活力依次为花生＝芒果＞香蕉，蔗糖酶和海藻糖酶的活性依次为花生＞香蕉＞芒果，三者间淀粉酶酶活力无显著性差异，但花生处理蔗糖酶和海藻糖酶的活性显著高于芒果和香蕉处理。

表4 不同食料饲养斜纹夜蛾的中肠酶活力Table 4 Intestinal enzyme activity of P．liturafed with different foodstuff OD／（mg·min）

3结论与讨论

本研究发现，香蕉、花生和芒果等3种寄主植物以香蕉处理的生长发育历期最短，存活率最高，蛹重最重，而花生处理的生长发育历期最长，存活率最低，蛹重最轻。因此，3种食料以寄主植物香蕉叶片最适宜斜纹夜蛾的生长发育，而在非寄主植物芒果叶片饲养条件下也能完成其生长发育，且优于寄主植物花生叶片。

昆虫与植物相互作用，植物对昆虫的营养效应是极为重要的因素。消化率、转化率和利用率等指标大体能反映昆虫的生长优劣程度，常用于表示昆虫对植物的利用情况和嗜食程度［18］。某些昆虫体内消化酶如蔗糖酶和海藻糖酶活性可以作为评价寄主拒食活性、取食刺激作用以及寄主适合度的指标［19］。本研究发现，寄主植物香蕉、花生与非寄主植物芒果处理斜纹夜蛾幼虫的相对生长率均无显著差异；香蕉和芒果处理的相对取食率和近似消化率显著高于花生处理，但花生处理的食物利用率和食物转化率显著高于其他处理；取食花生的幼虫其蔗糖酶和海藻糖酶活性均显著高于其他处理。推测，造成3种食料处理幼虫相对生长率差异不显著的原因可能与昆虫体内酶活性有关，虽然香蕉和芒果处理幼虫的相对取食量和近似消化率显著高于花生处理，但由于花生处理幼虫的蔗糖酶和海藻糖酶活性较高，提高了花生处理幼虫的食物利用率和食物转化率。因此，花生处理幼虫的食物利用率和食物转化率弥补了相对取食量和近似消化率的不足，造成三者之间的相对生长率差异不显著。

斜纹夜蛾的幼虫是一种暴食性昆虫，其食性范围较广。该研究发现，斜纹夜蛾对非寄主植物芒果叶片有一定的取食，并能完成其生活周期，且适应程度与寄主植物香蕉和花生差异不大。但在自然界并未发现斜纹夜蛾危害芒果的现象。究其原因可能是芒果叶片存在某种化学物质对其成虫产卵存在忌避作用，或者存在某种化学拒食物质影响斜纹夜蛾幼虫的取食，或者斜纹夜蛾取食或产卵需要某种或某几种植物气味化合物的吸引，而芒果叶片不存在，没有对斜纹夜蛾构成引诱作用。在实验室条件下，斜纹夜蛾之所以能进行取食可能是因为没有适口食料存在造成。因此，应加强对芒果叶片挥发性成分的进一步分析，探索是否存在对斜纹夜蛾成虫具有产卵忌避作用的物质或对幼虫有拒食作用的物质，为下一步开发研究植物源农药提供重要的理论依据。

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（责任编辑：王 海）

Influence of Three Kinds of Plant Leaves on Prodenia litura Nutrient Effect and Intestinal Enzyme Activity

WANG Guihua，ZHAO Qingjie＊，XU Fanding，ZOU Youxing，WANG Honggang，WANG Hongxing，YANG Shiyou，LIN Jiang
（Applied Science and Technology，Hainan University，Danzhou，Hainan571737，China）

In order to investigate the adaptation degree and palatability of P．lituraon food，which lays a theoretical foundation for the development of botanical pesticides，the effects of biological characteristics，nutrition indicators and some enzyme activity on P．litura were studied by feeding the banana leaves，mango leaves and peanut leaves in the laboratory．Results：P．liturafed by banana leaves had the shortest development durations（20．70d）and the highest survival rate（33．15%）during the three food．However，P．lituracould also finish its generation development on non－host mango plants．By observing the nutrition effect，relative growth rate was of no significant difference．However，relative consumption rate and approximate digestibility of banana and mango group were significantly higher than peanut group，but food utilization rate and efficiency of food conversion was significantly higher than that of banana and mango group．Determination the enzyme specific activity found that the activity of sucrase and trehalase in peanut group were significantly higher than that of mango and banana group．

Prodenia litura；plant leaves；nutrition effect；enzyme activity

S433

A

1001－3601（2016）02－0069－0077－04

2015－11－24；2016－01－04修回

海南大学应用科技学院项目“海南瓜菜害虫斜纹夜蛾植物源保护剂的开发及安全性评价”（Hyk－1512），“海南省绿化草坪现状及绿化草坪草抗逆性研究”（Hyk－1308）；海南大学教育教学研究课题“应用型本科园艺专业课程体系与教学内容整体优化研究”（hdjy1559）；海南省产学研一体化专项资金关键技术协作攻关项目子课题“五指毛桃木棉林下育苗和栽培技术研究”

王桂花（1986－），女，助教，从事农业昆虫与害虫防治。E－mail：wgh8308＠163．com

＊通讯作者：赵庆杰（1985－），男，讲师，硕士，从事草坪工程研究。E－mail：zqj20053＠126．com