不同寄主植物对黏虫体内能源物质的影响

韩海斌 谭瑶 李艳艳 高书晶 徐林波 刘爱萍 王丹阳

摘要黏虫Mythimna separata Walker是一种世界性害虫。为了明确不同寄主植物对黏虫幼虫体内能源物质的影响，选取了玉米、小麦、燕麦、老芒麦4种黏虫的禾本科寄主植物对黏虫进行饲喂，并测定黏虫3、4、5龄期幼虫体内的可溶性蛋白、可溶性糖及甘油酯的含量;测定了4种寄主植物粗蛋白及粗纤维的含量，并与黏虫能源物质含量进行了相关性分析。结果表明，喂食燕麦的黏虫体内可溶性蛋白含量达到263.84ug/mg，显著高于其他3种植物（P<0.05）;喂食4种植物黏虫体内甘油酯含量为106.69～152.23ug/mg，没有显著差异（P>0.05）;喂食玉米的黏虫体内可溶性糖含量为68.64ug/mg，显著低于其他3种植物（P<0.05）。寄主植物粗蛋白含量与黏虫体内能源物质含量均呈正相关关系，寄主植物粗纤维含量与黏虫体内能源物质含量均呈负相关关系。说明不同寄主对黏虫幼虫体内能源物质有显著影响，且与饲喂的寄主植物所含物质含量具有显著的相关性。

关键词黏虫;寄主植物;能源物质;相关分析

中图分类号：S433.4文献标识码：A DOI：10.16688/j.zwbh.2018165

黏虫Mythimna separata（Walker）是鳞翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae的一种世界性害虫，具有迁飞性、突发性、暴发性和毁灭性的为害特点，在我国及亚洲其他国家为害较为严重。黏虫幼虫常成群迁徙，啃食作物叶片，对迁入地作物造成危害。由于其危害的严重性，所以在我国很早就对其生物学特性、迁飞规律、飞行生物学等进行了初步研究。20世纪90年代以来，围绕黏虫的暴发及迁飞，学者们对其内在调控机制进行了探究，明确了幼虫密度较高、幼虫期饥饿、短光照和高温等因素是诱导成虫迁飞行为发生的主要原因。Jiang等发现在黏虫羽化后24h的关键时期内，还存在迁飞型向居留型转化的不可逆的第2次调控机制，从而系统揭示了黏虫迁飞为害的内在原因与适应机制。同时，由于黏虫繁殖能力强，较易人工饲养，所以常作为寄生及捕食性天敌昆虫扩繁的替代寄主，用以人工大规模扩繁天敌昆虫，对靶标害虫进行防治。所以为了更好地人工饲养黏虫，本文对黏虫能源物质指标与寄主植物的关系进行了研究。

昆虫生命活动需要的能量大部分来自贮存在体内的能源物质中的化学能。昆虫体内主要的能源物质包括可溶性蛋白质、可溶性糖、脂肪等。在正常情况下，昆虫消耗的主要能源物质是糖类，而脂肪和氨基酸仅在昆虫长期飞行或饥饿等特殊条件下，才能被进一步消耗。脂肪酸是昆虫体内的主要储备能源，是至关重要的营养物质，还是昆虫各种细胞和亚细胞膜结构的重要组成部分。吴孔明和郭予元对棉铃虫飞翔的能源物质及消耗进行了研究，发现初羽化个体的能源储备主要为甘油酯;甘油酯和糖原是棉铃虫飞翔的能源物质，蛋白质含量和飞行活动无明显的相关关系。王梦圆等对伞裙追寄蝇飞行动态能耗进行了研究，得出伞裙追寄蝇飞行过程先消耗糖原，之后再利用甘油酯作为其能源提供。关于黏虫的能源物质也有一些研究，李克斌和罗礼智研究了不同幼虫密度对黏虫成虫能源物质的影响，得出幼虫密度不仅影响到初羽化成虫能源物质的含量，而且也可能影响到成虫能源物质特别是甘油酯的代谢。蔡彬等分析了温、湿度对黏虫成虫飞行能源物质利用的影响，发现温、湿度对成虫飞行能源物质消耗有显著影响。昆虫的行为与体内能源物质息息相关，对于植食性昆虫来说，寄主植物是其获取能源物质的直接来源。

昆虫从植物获得食料是最原始的生态关系，植物所含的营养成分是昆虫生长发育和繁殖的必要条件。本试验主要是探讨不同龄期黏虫体内能源物质含量，以及食物中蛋白质与纤维素的含量与黏虫体内能源物质的关系，从而为深入开展黏虫的营养生态学研究奠定基础，为寄主昆虫及天敌昆虫大规模扩繁提供依据。

1材料与方法

1.1试验材料

1.1.1供试昆虫

黏虫幼虫均选用‘辽单青贮625玉米叶在实验室内饲喂扩繁，选用连续培养的第9代幼虫进行本试验。采用不同寄主植物对黏虫幼虫进行饲喂，将孵化出的1龄幼虫移至铺有滤纸的幼虫饲养盒中，每盒30头，每日两次往饲养盒中放置寄主植物并取出残渣，幼虫2龄以后每日清理盒中粪便。分别对3、4、5龄期的幼虫能源物质进行提取。

1.1.2供試植物

选用无农药包衣的青贮玉米Zea mays L.（‘辽单青贮625）、小麦Triticum aestivum L（‘内麦5号）、燕麦Arena sativa L（‘贝勒）、老芒麦Ely-mus sibiricus Linn.（野生品种）4种禾本科植物在室内育苗架上进行种植（温度25℃±1℃，湿度为30%～40%），并饲喂不同龄期黏虫。

1.2试验方法

1.2.1黏虫可溶性蛋白质含量的测定

参照Bradford的考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质的含量。用牛血清蛋白制作标准曲线。分别取3龄幼虫8头，加入冰冷磷酸缓冲液2mL，4龄4头、加入冰冷磷酸缓冲液4mL，5龄3头，加入冰冷磷酸缓冲液3mL，于冰水浴中匀浆。匀浆液于高速离心机10000g，4℃离心10min，取上清液作提取液，加1%考马斯亮蓝试剂5mL，混合均匀，25℃水浴5min，室内平衡后与595nm测定OD值。每个处理3次重复。根据制作的标准曲线计算出蛋白质含量。

1.2.2黏虫可溶性糖含量的测定

采用蒽酮比色法，用葡萄糖制作标准曲线。取3龄幼虫8头，加去离子水1mL;4龄幼虫4头，加去离子水1mL;5龄幼虫3头，加去离子水3mL。于冰水浴中匀浆。匀浆液于冷冻高速离心机上，15000r/min，25℃离心10min，取上清液作提取液。根据标准曲线计算糖含量。

1.2.3黏虫幼虫甘油酯含量测定

参照Bligh & Dyer的乙酰丙酮法测定甘油酯含量，以三油酸甘油酯标准液作标准曲线。按3龄幼虫8头，加去离子水1mL;4龄幼虫4头，加去离子水1mL;5龄幼虫3头，加去离子水3mL，匀浆。匀浆液于高速冷冻离心机上，15000r/min，25℃离心10min，取上清液作提取液。取0.05mL样品加入3mL提取剂，充分混匀，加0.5mL的0.04mol/L硫酸溶液，静置分层，吸取0.5mL上清液于另一试管中，加入1.5mL皂化剂，摇匀，65℃水浴保温5min，再加入1mL氧化剂、1mL乙酰丙酮试剂，摇匀后再次置于65℃水浴10min。以事先配制好的标准液为对照，于紫外分光光度计中420nm处比色，测定OD值，计算甘油酯含量。

1.2.4寄主植物蛋白及粗纤维提取

委托內蒙古农牧渔业生物实验研究中心对4种黏虫寄主植物的粗蛋白及粗纤维进行测定，测定方法参照国家标准（GB/T6432-1994、GB/T、6434-20）。

1.2.5数据统计分析

对测定所得数据采用DPS软件进行统计分析，经方差分析测定其显著性并进行Duncan氏多重比较。

2结果与分析

2.1取食不同寄主植物黏虫幼虫体内蛋白含量

取食不同寄主植物的不同龄期黏虫幼虫体内蛋白含量测定结果（表1）表明，取食燕麦的3、4、5龄幼虫体内蛋白含量均高于取食其他寄主植物，含量分别为224.87、303.95、262.70ug/mg，且差异显著（P<0.05）。3龄黏虫取食老芒麦时体内蛋白含量最低，为129.27tug/mg;4龄及5龄黏虫取食玉米时体内的蛋白含量最低，分别为163.73ug/mg和188.80ug/mg。说明喂食燕麦能够显著增加黏虫幼虫体内蛋白含量。

2.2取食不同寄主植物黏虫幼虫体内甘油酯含量

取食不同寄主植物的不同龄期黏虫幼虫体内甘油酯含量测定结果（表1）表明，3龄幼虫取食老芒麦时体内甘油酯含量最高，为212.16ug/mg，饲喂玉米时体内甘油酯含量最低，为78.33ug/mg;4龄黏虫取食小麦时体内甘油酯含量最高，为175。34ug/mg，与取食其他植物有显著差异（P<0.05），取食老芒麦时黏虫体内甘油酯含量最低，为90.05ug/mg;5龄黏虫取食老芒麦时体内甘油酯含量最高，为154.48ug/mg，取食燕麦时黏虫体内甘油酯含量最低，为143.17ug/mg。取食不同植物对黏虫体内甘油酯含量没有显著影响（P>0.05）。

2.3取食不同寄主植物黏虫幼虫体内可溶性糖含量

取食不同寄主植物的不同龄期黏虫幼虫体内可溶性糖含量测定结果（表1）表明，3龄黏虫幼虫取食老芒麦时体内可溶性糖含量最高，为268.11ug/mg，显著高于取食其他植物（P<0.05），取食玉米时体内可溶性糖含量最低，为71.94ug/mg，与取食其他植物差异显著（P<0.05）;4龄黏虫幼虫取食小麦时体内可溶性糖含量最高，为136.66ug/nag，取食玉米时体内可溶性糖含量最低，为46.55ug/mg;5龄黏虫幼虫取食老芒麦时体内可溶性糖含量最高，为298.96ug/mg，取食玉米时体内可溶性糖含量最低，为87.43ug/mg。取食玉米的黏虫幼虫体内可溶性糖含量均值为68.64ug/mg，显著低于喂食其他植物时幼虫体内的可溶性糖含量（P<0.05）。

2.5植物粗纤维含量与黏虫能源物质相关分析

4种植物粗纤维含量与黏虫能源物质的相关分析结果（图2）表明，寄主植物粗纤维含量与黏虫体内能源物质含量均呈负相关关系，其中与可溶性蛋白含量和甘油酯含量呈极显著负相关（P<0.01），回归方

3讨论

昆虫从植物获得食料是最原始的生态关系，植物所含的营养成分是昆虫生长发育和繁殖的必要条件，同时植物为昆虫提供生境，影响昆虫对食料的选择，还对昆虫有生态保护作用。植物能为昆虫提供充分的营养成分。昆虫通过复杂的代谢作用，不仅把营养物质转变成自身身体的构成成分，而且还要储存能源物质，以便提供昆虫在繁殖、越冬及其远距离迁飞等生命过程中所需的能量。本试验对不同寄主植物对黏虫幼虫体内能源物质的影响进行了分析，发现饲喂寄主植物对黏虫体内蛋白含量的影响为燕麦>老芒麦>小麦>玉米，喂食燕麦的黏虫体内蛋白含量达到263.84ug/mg，显著高于喂食其他3种植物（P<0.05）;饲喂寄主植物对黏虫体内甘油酯含量的影响为老芒麦>小麦>燕麦>玉米，甘油酯含量在106.69ug/mg到152.23ug/mg之问，喂食4种植物之问没有显著差异;饲喂寄主植物对黏虫体内可溶性糖含量的影响为老芒麦>小麦>燕麦>玉米，喂食玉米的黏虫体内可溶性糖含量为68.64ug/mg，显著低于喂食其他3种植物（P<0.05）。结果得出不同寄主植物对黏虫幼虫体内能源物质有显著影响，这与曹玲对饲喂不同寄主植物甜菜夜蛾体内能源物质变化的研究结果一致。

目前对黏虫进行大规模扩繁都是采用人工饲料，但多代扩繁以后容易出现世代退化严重、体内能源物质变化明显、发育不一致等问题，如果想要得到世代性状相近，发育一致度较高的黏虫进行精确试验的时候，还是需要使用寄主植物直接对黏虫幼虫进行饲喂扩繁的方式。而目前使用寄主植物对黏虫进行饲养都是使用玉米植株作为黏虫产卵、幼虫饲养的场所及饲料。本试验结果得出饲喂玉米的黏虫幼虫体内所含的能源物质含量是最低的，可溶性蛋白为171.28ug/mg、甘油酯含量为106.69ug/mg、可溶性糖含量为68.64ug/mg。所以玉米不是最佳的黏虫扩繁植物;在黏虫幼虫4龄时，只有小麦能够提供给其充足的甘油酯和可溶性糖。根据本试验结果，我们提出一种较为科学的黏虫幼虫饲养方法设想，在黏虫1～3龄时使用燕麦加老芒麦进行饲喂;到4龄时使用燕麦加小麦饲喂;在5龄以后再用燕麦加老芒麦饲喂。使黏虫在整个幼虫发育期都有充分的能源物质供其正常活动、生长及发育。

昆虫的寄主植物由于营养物质构成不同对昆虫的生长发育及繁殖具有重要的影响，本试验对黏虫4种寄主植物粗蛋白及纤维素进行了测定，并与黏虫体内能源物质进行了相关性分析，得出寄主植物粗蛋白含量与黏虫体内能源物质含量均呈正相关关系，其中与可溶性蛋白含量和甘油酯含量呈极显著正相关（P<0.01），结果与曹玲利用3种不同寄主植物对甜菜夜蛾能源物质的影响的研究一致;寄主植物粗纤维含量与黏虫体内能源物质含量均呈负相关关系，其中与可溶性蛋白含量和甘油酯含量呈极显著负相关（P<0.01）。说明黏虫幼虫体内能源物质含量与饲喂的寄主植物所含不同物质含量具有显著的相关性。

本试验在测定寄主植物中主要营养物质粗蛋白和纤维素含量的基础上，分析不同寄主对黏虫体内能源物质含量的影响及植物营养物质与黏虫体内能源物质的关系，提出黏虫幼虫精准饲养的方法，以供更好地阐明寄主植物与黏虫生长发育、运动迁移的关系，为黏虫的饲养生态学及可持续治理提供依据。