亞洲玉米螟耐受甲醇毒性的機(jī)制研究.pdf

1、亞洲玉米螟在我國是玉米和棉花的重要害蟲之一。在玉米上，亞洲玉米螟幼蟲喜好取食初生嫩芽，尤其是在抽穗時(shí)節(jié)。在此時(shí)為害可導(dǎo)致某些地區(qū)減產(chǎn)20％到80％。 甲醇主要由新鮮和腐爛植物釋放，介導(dǎo)昆蟲-寄主植物的相互關(guān)系。本文研究亞洲玉米螟解毒甲醇及其氧化代謝產(chǎn)物的機(jī)制，評(píng)估甲醇在亞洲玉米螟-玉米互作系統(tǒng)中的作用。 1.亞洲玉米螟幼蟲對(duì)甲醇及其氧化產(chǎn)物的耐受能力 測(cè)定了亞洲玉米螟3齡幼蟲對(duì)甲醇、甲醛和甲酸的致死中濃度。在接蟲

2、后24h、48h和72h后，對(duì)甲醇的LC50分別為0.035g/g、0.030g/g和0.028g/g，相對(duì)毒力為1:1.17:1.25，3者間差異不大。對(duì)甲醛的LC50在接蟲后24h、48h和72h后，分別為1.488g/g、0.104g/g和0.040g/g，相對(duì)毒力為1:14.31:37.20，亞洲玉米螟在最初24h對(duì)甲醛的抵抗能力極強(qiáng)，以后陡降。對(duì)甲酸的LC50在接蟲后24h、48h和72h后，分別為0.079g/g、0.040

3、g/g和0.029g/g，相對(duì)毒力為1:1.98:2.72，亞洲玉米螟對(duì)甲酸的抵抗能力隨作用時(shí)間的增加而逐漸下降。此外，甲醇的存在加快了亞洲玉米螟的發(fā)育而不加快亞洲玉米螟的生長和干物質(zhì)的積累，使得取食甲醇的幼蟲蛹小。 2.亞洲玉米螟幼蟲對(duì)甲醇氧化代謝途徑的研究 測(cè)定了4種酶抑制劑對(duì)亞洲玉米螟3齡幼蟲解毒甲醇和甲醛的抑制作用，結(jié)果表明：(1)增效醚、順丁烯二酸二乙酯、3-甲基-1，2，4-三氮唑和4-甲基吡唑顯著降低了取食

4、含甲醇飼料的亞洲玉米螟幼蟲的存活率，表明多功能氧化酶、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶、過氧化氫酶和醇脫氫酶均參與了甲醇在亞洲玉米螟幼蟲體內(nèi)的氧化代謝；(2)增效醚、3-甲基-1，2，4-三氮唑顯著降低了取食含甲醛飼料的亞洲玉米螟幼蟲的存活率，表明多功能氧化酶和過氧化氫酶參與了甲醛在幼蟲體內(nèi)的氧化代謝。我們據(jù)此推測(cè)甲醇在亞洲玉米螟3齡幼蟲體內(nèi)的氧化代謝途徑為：(1)甲醇在醇脫氫酶(可能還有過氧化氫酶和多功能氧化酶)的作用下，生成甲醛；(2)甲醛在過

5、氧化氫酶和多功能氧化酶的作用.下，生成甲酸；(3)甲酸在過氧化氫酶的作用下，生成CO2和H2O。 3.亞洲玉米螟幼蟲對(duì)甲醇非氧化代謝途徑的研究 分析了亞洲玉米螟幼蟲對(duì)甲醇非氧化代謝的途徑。(1)取食含有甲醇食物的個(gè)體，中腸全酯酶的活力顯著高于取食正常飼料的個(gè)體，推測(cè)酯酶可能參與了甲醇解毒的非氧化代謝；(2)磷酸三苯酯預(yù)處理并不顯著增加取食含甲醇和甲醛飼料后的亞洲玉米螟幼蟲的死亡，表明非氧化代謝途徑可能不是亞洲玉米螟解毒甲

6、醇的主要途徑。 4.亞洲玉米螟對(duì)甲醇及其代謝產(chǎn)物的感受 亞洲玉米螟成蟲對(duì)甲醇及其代謝產(chǎn)物均具有明顯的EAG反應(yīng)。(1)甲醇激發(fā)的EAG反應(yīng)隨幼蟲期食物差異和成蟲性別差異而不同。(2)在室內(nèi)，切除了兩只觸角的交配雌蛾不能夠辨別對(duì)照濾紙和滴加抑卵脂肪酸混合物的濾紙，而具有完整觸角和切除一只觸角的雌蛾能辨別。(3)交配雌蛾的產(chǎn)卵行為表現(xiàn)出明顯的晝夜節(jié)律性，所有的卵都產(chǎn)于暗期并且午夜前的卵塊數(shù)占很大的比例。(4)在產(chǎn)卵高峰期和低

7、谷期，雌蛾對(duì)肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸和油酸及其甲酯，雄蛾對(duì)大部分被測(cè)化合物表現(xiàn)出顯著高于空白對(duì)照的EAG反應(yīng)。在兩個(gè)測(cè)定時(shí)段內(nèi)，雌蛾對(duì)肉豆寇酸甲酯，雄蛾對(duì)肉豆寇酸，硬脂酸及硬脂酸甲酯表現(xiàn)出顯著的EAG差異。以上結(jié)果表明，亞洲玉米螟成蟲在進(jìn)化過程中均獲得了感受甲醇及其非氧化代謝產(chǎn)物以調(diào)節(jié)自身行為的能力。據(jù)此推測(cè)非氧化代謝途徑應(yīng)在亞洲玉米螟解毒甲醇的過程中發(fā)揮了一定的作用。 5.亞洲玉米螟初孵幼蟲對(duì)甲醇的定位反應(yīng) 甲醇介導(dǎo)亞