（农药学专业论文）β丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育及体内酶活性的影响.pdf

厂= = 驾孟f 婴 学位论文 是否保密否 如需保密，解密时间年 月 日 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 。 研究生签名：王葫氯 时间：功o 年石月 午日 学位论文使用授权书 本人完全了解华中农业大学关于保存j 使用学位论文的规定，即学生必须按照学 校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电子版， 并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 e - 编学位 论文。本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全 部或部分内容，同时本人保留在其他媒体发表论文的权力。 注：保密学位论文( 即涉及技术秘密、商业秘密或申请专利等潜在需要提交保密的论 文) 在解密后适用于本授权书 、 学位论文作者签名：王或趋导师签名：学弼 签名日期： 乃幻年石月午日 签名日期：山1 p 年6 月 f 日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之间 1 3 - n 氨酸对甜菜夜蛾生长发育及体内酶活性的影响 目录 摘要1 a b s t r a c t 3 第一章文献综述7 1 前言一7 1 1 b 丙氨酸与昆虫的黑化7 1 2昆虫黑化的生理意义9 1 3 影响甜菜夜蛾生长发育的因素9 1 3 1 温湿度与光照9 1 3 2 食物和营养1 0 1 4 外源物质对昆虫体内解毒酶、靶标酶和保护酶的影响1 1 2 研究p 丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育及酶活性影响的意义1 2 第二章p 丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育的影响1 5 1 材料与方法l5 1 1供试昆虫及饲养15 1 2 试剂及器材15 1 2 1主要试剂15 1 2 2 主要仪器1 5 1 3 p 丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育影响的测定1 5 1 4 p 丙氨酸对甜菜夜蛾蛹壳颜色和着色速率影响的观察1 6 1 5 d 丙氨酸对甜菜夜蛾蛹抗寒力影响的测定1 6 2 结果与分析1 7 2 1 p 丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育的影响1 7 2 1 1 p 丙氨酸对甜菜夜蛾两品系生长发育历期的影响1 7 2 1 2 b 一丙氨酸对甜菜夜蛾死亡率和产卵量的影响1 8 2 2 1 3 - 丙氨酸对甜菜夜蛾蛹壳颜色、着色速率和蛹重的影响2 1 2 3 p 一丙氨酸对甜菜夜蛾蛹抗寒力的影响2 4 3 讨论2 5 3 1 d 丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育的影响2 5 3 2 p 丙氨酸对甜菜夜蛾蛹壳颜色、蛹壳着色速率和蛹重的影响2 5 3 3 p 丙氨酸对甜菜夜蛾蛹抗寒力的影响2 6 第三章b 丙氨酸对甜菜夜蛾药剂敏感性及体内酶活性的影响2 7 1 材料与方法2 7 1 1 供试昆虫及饲养2 7 1 2 试剂及器材2 7 1 2 1 主要试剂2 7 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 1 2 2 主要仪器2 8 1 3 b 丙氨酸对甜菜夜蛾药剂敏感性影响的测定2 8 1 4 b 丙氨酸对甜菜夜蛾体内乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽s 转移酶活 性影响的测定2 8 1 4 1酶源制各2 8 1 4 2乙酰胆碱酯酶( a c h e ) 活性测定2 8 1 4 3 羧酸酯酶( c a r e ) 活性测定2 9 1 4 4 谷胱甘肽s 转移酶( g s t ) 活性测定2 9 1 4 5 蛋白质含量测定2 9 1 5 d 丙氨酸对甜菜夜蛾体内保护酶活性影响的测定3 0 1 5 1 酶源制备3 0 1 5 2 超氧化物歧化酶( s o d ) 活性测定3 0 1 5 3 过氧化物酶( p o d ) 活性测定3 0 1 5 4 过氧化氢酶( c a t ) 活性测定一3 1 1 5 5 蛋白质含量测定31 1 6 数据处理3 l 2 结果与分析31 2 1 b 丙氨酸对甜菜夜蛾药剂敏感性的影响3 1 2 2 p 丙氨酸对甜菜夜蛾体内羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽s 转移酶活 性的影响3 3 2 3 d 丙氨酸对甜菜夜蛾体内保护酶活性的影响3 6 3 讨论3 8 3 1 p 丙氨酸对甜菜夜蛾药剂敏感性的影响3 8 3 2 p 丙氨酸对甜菜夜蛾体内羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽s 转移酶活 性的影响3 8 3 3 d 丙氨酸对甜菜夜蛾体内保护酶活性的影响3 9 参考文献4 0 致谢4 7 p 丙氮酸对甜菜夜蛾生长发育及体内酶活性的影响 摘要 d 丙氨酸在昆虫表皮硬化着色过程中起着很重要的作用。已有研究表明，p 丙 氨酸含量的变化是导致某些昆虫产生黑化的原因。甜菜夜蛾的黑色突变品系( s e m ) 是由黄色正常品系( s e w ) 突变转化而来，s e w 蛹为黄色，s e m 蛹为黑色，本文 研究了p 丙氨酸对甜菜夜蛾的生长发育和体内酶活性的影响，对p 丙氨酸在甜菜夜 蛾黑化中的生化作用机理进行探索。主要结果如下： p 丙氨酸作为一种色素合成的前提物质参与昆虫体色变化的同时，也对其生长 发育产生了一定的影响，用含6 1 3 - 丙氨酸的饲料喂养甜菜夜蛾后，与对照组相比， s e m 幼虫期、预蛹期、蛹期分别延长了7 7 1 天、2 3 8 天、1 1 8 天。s e w 幼虫期、 预蛹期、蛹期分别延长了7 6 1 天、2 0 9 天和0 5 7 天。d 丙氨酸对甜菜夜蛾具有延迟 生长作用。 p 丙氨酸对甜菜夜蛾具有致死作用。经p 丙氨酸处理后，各阶段的死亡率也有 所增加，对两品系蛹期的影响最为显著，经混有1 、3 和6 1 3 - 丙氨酸的饲料处理 后，s e w 蛹的死亡率分别比对照组增加了o 4 9 倍、o 8 2 倍和1 7 3 倍；s e m 蛹的死 亡率分别比对照组增加了1 倍、1 3 4 倍和1 6 倍。 p 丙氨酸饲喂甜菜夜蛾后，其产卵量和卵的孵化率也比饲喂常规饲料时有所降 低，而且随着处理浓度的提高这一趋势更加明显。p 丙氨酸对s e m 的影响尤为突出， 6 1 3 - 丙氨酸处理后的产卵量由对照组的8 6 3 3 3 粒头降低到1 9 6 6 7 粒头，孵化率由 对照组的9 8 1 2 降低到5 0 3 6 。两品系相比，p 丙氨酸处理后，s e m 产卵量和孵 化率降低的幅度大于s e w 。 当p 一丙氨酸的处理浓度达到或高于3 时，甜菜夜蛾s e m 蛹转变为黄色。p 丙 氨酸对甜菜夜蛾蛹壳的着色也有一定的延缓作用，同时，蛹重和蛹的抗寒能力也有 所降低，s e m 和s e w 蛹的过冷却点分别由对照组的2 0 7 7 和1 9 3 。c 升高到 1 3 3 7 和1 1 6 7 。 p 丙氨酸对甜菜夜蛾的药剂敏感性影响的测定结果表明，随着p 丙氨酸浓度的 增加，甜菜夜蛾对辛硫磷和高效氯氰菊酯的敏感性逐渐增强。6 1 3 - 丙氨酸混合饲料 处理后，s e m 、s e w 对辛硫磷的l c s o 分别由1 6 6 1 2 m g l 和8 7 2 8 m g l 降低至 3 8 1l m g l 和3 1 0 1 m g l ；对高效氯氰菊酯的l c s o 分别由5 5 2 m g l 和5 1 9 m g l 下降至2 7 7 m g l 和3 1 6 m g l 。s e m 表现出比s e w 更高的耐药性，p 丙氨酸饲喂 1 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 可导致甜菜夜蛾对以上两种药剂敏感性的增加。 p 丙氨酸对甜菜夜蛾体内酶活性也有影响，羧酸酯酶( c a r e ) 、谷 酶( g s t ) 、乙酰胆碱酯酶( a c l l e ) 活性测定结果表明，对于s e w ， 混合饲料使甜菜夜蛾体内c a r e 的活性受抑制，由对照的2 5 4l a m o l ( m g p r o ) - i m i n - 1 下降为1 6 9l a m o l ( m g p r o ) - 1 m i n 。g s t 的活性被诱导，由对照组的 0 3 3 9 m o l ( m g p r o ) - i m i n d 上升到0 4 1 9 m o l ( m g p r o ) - 1 m i l l - io a c h e 活性在p 丙氨酸浓 度较低时被诱导，而浓度较高时受抑制；对于s e m ，p 丙氨酸对c a r e 和g s t 的活 性几乎没有影响；a c h e 活性只有在p 一丙氨酸浓度较低时被诱导。处理组和对照组 阻丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育及体内酶活性的影响 a b s t r a c t 1 3 - a l a n i n ep l a y sa l li m p o r t a n tr o l e i nt h ep r o c e s so fi n s e c tc u t i c l es c l e r o t i z a t i o n r e c e n tr e s e a r c hd e m o n s t r a t e dt h a ti ns o m ei n s e c t sm e l a n i s mw a sc a u s e db yc h a n g e dl e v e l o f1 3 - a l a n i n e t h em e l a n i cm u t a n ts t r a i no fs p o d o p t e r ae x i g u a ( s e m ) ，w i t hb l a c kc o l o ro f p u p a ei n s t e a do fy e l l o wc o l o rw a sd e r i v e df r o mw i l ds t r a i n ( s e w ) t h ee f f e c to f 1 3 - a l a n i n eo nd e v e l o p m e n ta n de n z y m ea c t i v i t e so f & e x g u aw a sc o n d u c t e d t h em a i n r e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ： a sap r e c u r s o rs u b s t a n c ei nt h ep r o c e s so fp i g m e n ts y n t h e s i s ，1 3 - a l a n i n ep a r t i c i p a t e s i nt h ec h a n g eo fc u t i c l ec o l o r ，m e a n w h i l e ，i ti n f l u e n c e st h eg r o w t ha n dd e v e l o p m e n to f i n s e c t s a f t e ra d d e d6 1 3 - a l a n i n et od i e t ，f o rs e m ，t h ep e r i o d so fl a r v a ls t a g e ，p r e p u p a l s t a g ea n dp u p a ls t a g ew e r ep r o l o n g e db y7 71 ，2 3 8a n d1 18dc o m p a r e dt ot h a to ft h e u n t r e a t e dc o n t r o lg r o u p ，r e s p e c t i v e l y f o rs e w ，t h ep e r i o d so ft h et h r e es t a g e se x t e n d e d b y7 6 1 ，2 0 9a n do 5 7d ，r e s p e c t i v e l y 1 3 - a l a n i n ep r o l o n g e dt h ep e r i o d so fg r o w t ha n d d e v e l o p m e n t 1 3 - a l a n i n eh a dl e t h a l e f f e c to nb e e ta r m y w o r m t h em o r t a l i t yo fe a c hs t a g ew a s i n c r e a s e d ，e s p e c i a l l yf o rp u p a ls t a g e f o rs e w ，t h ed e a t hr a t eo fp u p ai n c r e a s e db y0 4 9 ， 0 8 2a n d1 7 3 - f o l d ，r e s p e c t i v e l y ；f o rs e m ，t h ed e a t hr a t eo fp u p ai n c r e a s e db y1 ，1 3 4a n d 1 6 - f o l d ，r e s p e c t i v e l y o v i p o s i t i o na m o u n ta n dh a t c h i n gr a t ew e r er e d u c e da f t e rt r e a t m e n tw i t h1 3 - a l a n i n e ， a n dt h i st r e n dw a so b v i o u sw i t ht h ei n c r e a s eo fc o n c e n t r a t i o n o v i p o s i t i o na m o u n t r e d u c e df r o m8 6 3 3 3t o1 9 6 6 7e g g sp e rf e m a l ea d u l to fs e m c o m p a r e dw i t hs e w , t h e c h a n g er a n g eo fo v i p o s i t i o na m o u n ta n dh a t c h i n gr a t eo fs e m w e r e l a r g e r 。 t h ec o l o ro fs e mw a st u m e dt oy e l l o ww h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fp - a l a n i n er e a c h e d 3 ，a n d1 3 - a l a n i n ea l s op r o l o n g e dt h es p e e do fp u p ac o l o r i n g ，m e a n w h i l e ，p u p aw e i g h t a n dc o l d h a r d i n e s sw e r er e d u c e db yt h ea d d e d1 3 - a l a n i n e f o rs e m ，t h es u p e r c o o l i n gp o i n t w a si n c r e a s e df r o m - 2 0 7 7 t o 一1 3 3 7 c f o rs e w ，t h es u p e r c o o l i n g p o i n tw a si n c r e a s e d f r o m 1 9 3 t o - 11 6 7 3 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 d e t e r m i n a t i o no fs u s c e p t i b i l i t yo f & e x i g u at oi n s e c t i c i d e ss h o w e dt h a tt h e s e n s i t i v i t yo fs e wa n ds e mt op h o x i ma n db e t a - c y p e r m e t h r i nb o t hi n c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s eo fp - a l a n i n ec o n c e n t r a t i o n l c s o so fs e ma n ds e wt op h o x i mw e r ed e c r e a s e d f r o m1 6 6 1 2 m g la n d8 7 2 8 m g lt o3 8 1l m g la n d3 1 0 1 m g l ，r e s p e c t i v e l y a n d l c s o so fs e ma n ds e wt ob e t a c y p e r m e t h r i nw e r ed e c r e a s e df r o m5 5 2 m g l a n d 5 19 m g lt o2 7 7 m g la n d3 16 m g l ，r e s p e c t i v e l y s e ms h o w e dh i g h e ri n s e c t i c i d e r e s i s t e n c et h a ns e w ，f i - a l a n i n em a d et h es e n s i t i v i t yo fb e e ta r m y w o r r nt ot h ea b o v e i n s e c t i c i d e si n c r e a s e d 1 3 - a l a n i n ec a na l s oe f f e c tt h ea c t i v i t i e so fe n z y m e s d e t e r m i n a t i o no ft h ea c t i v i t i e so f c a r b o x y l e s t e r a s e ( c a r e ) ，g l u t a t h i o n es - t r a n s f e r a s e ( g s t ) ，a c e t y l c h o l i n e s t e r a s e s ( a c h e ) s h o w e dt h a t f o rs e w , 6 p - a l a n i n ei n h i b i t e dt h ea c t i v i t yo fc a r ef r o m2 5 4t o1 6 9 p r n o l ( m g p r o ) m i n - 1 ，a n d t h e a c t i v i t y o fg s tw a si n d u c e df r o m0 3 3t o 0 41g m o l ( m g p r o ) 一m i n 一t h ea c t i v i t yo fa c h ew a si n d u c e dw h e nt r e a t e dw i t hl o w c o n c e n t r a t i o no ff l - a l a n i n e ，a n di n h i b i t e dw h e nt r e a t e dw i t hh i g hc o n c e n t r a t i o no f p - a l a n i n e f o rs e m ，i - a l a n i n ea l m o s th a d n oe f f e c to nt h ea c t i v i t i e so fc a r ea n dg s t t h e a c t i v i t yo fa c h ew a si n d u c e dw h e nt r e a t e dw i t hl o wc o n c e n t r a t i o no f1 3 - a l a n i n e t h e a c t i v i t i e so fc a r ea n dg s tw e r eh i g h e rt h a nt h o s eo fs e wf o rb o t ht r e a t m e n tg r o u pa n d c o n t r o lg r o u p d e t e r m i n a t i o no ft h ea c t i v i t i e so fs u p e r o x i d ed i s m u t a s e ( s o d ) ，p e r o x i d a s e ( p o d ) ， c a t a l a s e ( c a t ) s h o w e dt h a t ，t h ea c t i v i t yo fs o df o rs e mw a s1 10 5t i m e sh i g h e rt h a n t h a to fs e wf o rc o n t r o lg r o u pa n dt h ea c t i v i t yw a si n d u c e da f t e rt r e a t e dw i t h1 3 - a l a n i n e s o da c t i v i t i e so fs e ma n ds e ww e r ei n c r e a s e df r o m4 8 61o d s 6 0 ( m gp r o ) - m i n 1a n d 2 3 0 8o d 5 6 0 ( m gp r o ) - m i n - 1t o6 9 7 7o d s o o ( r a gp r o ) - 1 - m i n - 1a n d4 3 16o d 5 6 0 ( m g p r o ) - m i n - 1 ，r e s p e c t i v e l y t h ea c t i v i t yo fp o d f o rs e mw a sl o w e rt h a nt h a tf o rs e wi n c o n t r o lg r o u p ，1 3 - a l a n i n eh a dl i t t l ee f f e c to nt h ea c t i v i t y t h ep o da c t i v i t yw a si n d u c e d o n l ya tl o wc o n c e n t r a t i o no f1 3 - a l a n i n e t h ea c t i v i t i e so fc a tw e r es i m i l a rf o rs e ma n d s e wi nc o n t r o lg r o u p ，a n db o t hw e r ei n d u c e db y1 3 - a l a n i n e p o da c t i v i t e so fs e ma n d s e ww e r ei n c r e a s e df r o m2 2 5 3o d 2 4 0 - ( m gp r o ) - - m i n - 1a n d2 3 6 7 o d 2 4 0 ( m gp r o ) 一m i n 1 t o2 5 7 8o d 2 4 0 - ( m gp r o ) - l - r a i n a n d2 7 8 5o d 2 4 0 - ( m gp r o ) - - m i n 一，r e s p e c t i v e l y 4 p 丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育及体内酶活性的影响 i ns u m m a r y ，t h er e s u l t so fl b - a l a n i n ef e e d i n ge x p e r i m e n ti n d i c a t e dt h a ts e ms h o w e d m o r ev i t a l i t yt h a ns e w ，i th a da d v a n t a g e si nt e r m so fs u r v i v a l a b i l i t y ，i n s e c t i c i d e r e s i s t e n c ea n dc o l dr e s i s t e n c ea b i l i t yo v e rs e w k e y w o r d s ：1 3 - a l a n i n e ；s p o d o p t e r ae x i g u a ( h o b n e r ) ；m e l a n i s m ；g r o w t ha n dd e v e l o p m e n t ； e n z y m ea c t i v i t y 5 p 丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育及体内酶活性的影响 第一章文献综述 1前言 1 1 d 丙氨酸与昆虫的黑化 p 丙氨酸在昆虫表皮硬化着色中起着很重要的作用( a n d e r s e n ，1 9 7 9 ) 。家蝇 ( m u s c ad o m e s t i c a ) ，家蚕( b o m b y xm o r i ) 和果蝇( d r o s o p h i l av i r i l i s ) 因为不能合 成p 一丙氨酸而出现非正常的黑色表皮，可见p 丙氨酸在果蝇成虫的鞣化过程中起作 用( r o s se ta 1 ，1 9 7 4 ) 。 p - 丙氨酸可在n b a d 合成酶( n p - a l a n y l d o p a m i n es y n t h a s e ，简称b a s ) 的作用下， 与多巴胺结合生成n p 丙酰多巴胺( n p a l a n y ld o p a m i n e ，简称n b a d ) ，这种物质 在昆虫表皮沉积后使表皮最终表现为黄色。因此，p 丙氨酸是形成黄色色素前体物 质n b a d 的必备成份( s u g u m a r a n ，1 9 9 8 ；a n d e r s e n ，1 9 9 1 ) 。 p 丙氨酸含量的多少与昆虫的黑化密切相关。昆虫黑化是指昆虫表皮色素形成 过程中大部分或完全变黑的现象( 朱福兴，2 0 0 7 ) ，是自然界生物体体色变异中最 为显著最为普遍的现象。有关昆虫黑化变异的最早记录在1 9 世纪的英国。据报道， 至今在欧洲和北美洲发现有黑化变异现象的昆虫已有2 0 0 多种( m a j e r u s ，1 9 9 8 ) ， 多数黑化品系源于野外自然种群，少数于实验室人工饲养过程中产生。黑化的昆虫 大多属鳞翅目、鞘翅目、双翅目和蜻蜓目等，发生黑化的时期也有不同，有的发生 在成虫期，有的在蛹期。其中鳞翅目昆虫产生黑化现象最多，例如蝶类中的虎凤蝶 ( p a p i l i og l a u c u s ) ( k o c he ta 1 ，2 0 0 0 a ) ，蛾类中的地中海粉螟( e p h e s t i ak u h n i o l l a ) ( m i c h e l l ee ta 1 ，1 9 9 8 ) 、模毒蛾( m a n t r i am o n a c h a ) ( r l j 红兵，2 0 0 2 ) 、烟草天蛾( m a n d u c a s e x t a ) 幼虫( t r u e ，2 0 0 3 ) 和国内发现的黑化粘虫( m y t h i m n as e p a r a t a ) 成虫( 刘红 兵，2 0 0 4 ) 、棉铃虫( h e l i c o v e r p aa r m i g e r a ) 蛹和成虫( w a n ge ta 1 ，2 0 0 5 ) 以及甜 菜夜蛾( s p o d o p t e r ae x i g u a ) ( h i i b n e r ) 蛹( 刘向阳，2 0 0 7 ) 等；双翅目中有黑腹果 蝇( d r o s o p h i l a m e l a n o g a s t e r ) 黑条体突变型( 钱远槐等，1 9 9 4 ) 和地中海实蝇( c e r a t i t i s c a p i t a t e ) 蛹( w a p p n e r e ta 1 ，1 9 9 6 b ) 等。 对一些黑化突变昆虫黑化机理的研究表明，与正常个体相比，黑化突变个体的p 丙氨酸的含量有的减少，有的增多，但无论是增多还是减少，都是通过增加多巴胺 的含量升高而产生黑化的，p 一丙氨酸与昆虫黑化的关系如图l 所示。地中海实蝇( c 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 c a p i t a t e ) 黑色突变体蛹( w a p p n e re ta 1 ，1 9 9 6 b ) 、黑腹果蝇( d m e l a n 黑色突变体( w a p p n e re ta 1 ，1 9 9 6 a ) 、德国小蠊( b l a t t e l l ag e r m a n i c a ) ( c z a p l ae ta 1 ，1 9 9 0 ) 和柑橘凤蝶( p a p i l i ox u t h u s ) 幼虫产生黑色色斑( a 1 ，2 0 0 5 ) 等，其体内p 丙氨酸含量比正常体色的个体含量减少。由于b 丙氨酸含 量减少，没有足够的d 丙氨酸与多巴胺结合，导致黑化突变体中多巴胺的含量明显 高于正常体色个体，没有被结合的多巴胺转向黑色素的合成( w a p p n e re ta 1 ，1 9 9 6 b ) ， 从而产生黑化。黑腹果蝇( d m e l a n o g a s t e r ) 在预蛹期，当注射一定剂量的p 丙氨酸 到黑色突变体蛹时，能使其转变为正常型( w a p p n e re ta 1 ，1 9 9 6 a ) 。在这种情况下， p 一丙氨酸含量的减少通过引起多巴胺含量的增多而产生黑化，即p 丙氨酸含量的减 少是黑化的根本原因。 然而在黑化突变昆虫体内，有时发现p 丙氨酸含量反而增多。如地中海实蝇( c c a p i t a t e ) 的n i g e r 突变黑化蛹体内p 一丙氨酸的含量比正常体色个体p 丙氨酸含量有所 增加( w a p p n e re ta 1 ，1 9 9 6 b ) 。这是由于催化d 丙氨酸和多巴胺结合的n b a d 合成 酶活性的降低或缺失，导致p 丙氨酸和多巴胺不能结合形成n d 丙酰多巴胺 ( n b a d ) ，从而使游离的b 丙氨酸和多巴胺的含量比正常个体的含量升高，高浓 度的多巴胺在多酚氧化酶的作用下形成黑色素，导致黑化。在这种情况下，d 丙氨 酸增多是黑化突变的一种伴随现象，而不是导致黑化的根本原因( k o c he ta 1 ，2 0 0 0 a ， 2 0 0 0 b ：p e r e ze ta 1 ，2 0 0 4 ) 。 多巴胺黑色素 t 多巴胺 p 一丙氨酸骂hn p 丙酰多巴胺( n b a 。) _ n b a 。骨化( 黄色) n b a d 合成酶 图1p - 丙氨酸与昆虫黑化的关系 f i g 1 r e l a t i o n s h i po fb - a l a n i n ea n d i n s e c tm e l a n i s m 过去的报道认为昆虫的黑化与工业污染有一定的关系，例如桦尺蠖( b i s t o n b e t u l a r i a ) 就是最典型的例子。后来有报道食物、激素、温度和其它地理环境因素 8 6 丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育及体内酶活性的影响 如海拔高度、环境湿度等也可使昆虫产生黑化现象( 刘红兵，2 0 0 4 ) 。对于黑化机理 的研究，大部分研究表明是在黑色突变昆虫中黑色素前体物质多巴胺的含量升高， 也有结果表明p 丙氨酸含量的减少可以引起昆虫的黑化( w a p p n e re ta 1 ，1 9 9 6 a ， 1 9 9 6 b ：p e r e zp ，2 0 0 4 ；f u t a h a s h ir ，2 0 0 5 ) 。 1 2昆虫黑化的生理意义 黑化这一行为生理特征在适应环境，维持种群的生存和繁衍中起着很大的作用。 黑化的产生可能会引发某些昆虫种类的一些重要的生理特性发生变化。黑色昆虫在 特定太阳辐射强度下，其体温上升与下降的更快，对于栖息于高纬度高海拔地区的 白天活动的昆虫来说，黑色显然具有更大的优势( t r u e ，2 0 0 3 ) 。昆虫黑化因为可以 吸收更多的光，从而可以增加昆虫夜间活力。而且黑化昆虫将有更强的飞行的持久 力和取食行为，以及更快的速度。j e n s r o l n a d 第一次证明了黑化增加活动能力对变 温动物在低温下的意义( j e n sr ，1 9 8 2 ) 。而且有时昆虫在选择配偶的时候更趋向于 选择黑化个体，即一种选型交配现象( t r u e ，2 0 0 3 ) 。黑化形态也常与拟态、警戒色 有关，尤其在鳞翅目和鞘翅目昆虫中( t r u e ，2 0 0 3 ) ，例如虎凤蝶黑色突变品系的生 态意义就被认为是一种拟态。黑化粘虫的生存或生活史对策已产生了较大的变异， 黑化粘虫的生长发育加快，蛹重增加，成虫产卵前期显著缩短，产卵量显著增加， 黑化幼虫的取食量明显加大，食物利用率也明显提高( 刘红兵，2 0 0 2 ) 。 黑化型个体的活动能力及抵抗力可能高于正常品系，如地中海粉螟黑化型雌蛾 的活动能力大于非黑化型雌蛾，使其交配的成功率增加，更有利于繁殖后代( m i c h e l l e e ta l ，1 9 9 8 ) 。对桦尺蠖的研究表明，用被污染的叶片饲喂桦尺蠖幼虫，发现黑化型 幼虫的成活率显著高于正常型，说明黑化型对有毒污染物的抵抗力增强( k e t t l w e l le t a 1 ，1 9 6 1 ；刘红兵，2 0 0 2 ) 。宋深伟发现甜菜夜蛾黑化品系比正常品系具有更高的耐 药性( 宋深伟，2 0 0 8 ) 。 1 3 影响甜菜夜蛾生长发育的因素 1 3 1 温湿度与光照 温度不仅影响到甜菜夜蛾的发育速度和成活率，还对生殖力、产卵力、雌雄成 虫寿命甚至飞行能力等都有一定的关系。徐金汉( 1 9 9 9 ) 研究发现，温度2 6 - - 3 0 。c 9 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 和相对湿度8 0 以上的温湿度组合比较有利于甜菜夜蛾的生长发育及种群的繁衍。 另外，研究表明甜菜夜蛾在高温条件下，其成虫寿命、产卵前期和产卵期均有所缩 短( 韩兰芝等，2 0 0 3 ) ，但当温度超过4 0 时卵的孵化率为零( 祝树德等，2 0 0 3 ) 。 在生殖力方面，甜菜夜蛾在2 5 - - - 3 0 下可以获得最大的生殖力，但在4 0 下交配 行为明显受到抑制( 王兹晟，2 0 0 4 ) 。此外，温度对甜菜夜蛾的飞行能力也有显著的 影响。在1 6 - - 3 2 内，成虫均能进行正常的飞行活动。2 4 下的成虫飞行能力最 强，温度低于2 0 或高于2 8 时，其飞行能力均显著降低( 江幸福，2 0 0 2 ) 。 在特定的光周期下，昆虫交配产卵、取食活动以及内在的生理代谢、种群季节 性变动规律等都表现出严格的时间节律性。光周期对甜菜夜蛾生长发育状况存在显 著的影响，光暗比为1 2 ：1 2 时，各虫态生长发育状况良好，幼虫存活率、蛹羽化率、 平均蛹重、成虫寿命、产卵量及卵的孵化率等都明显优于其它处理组；其次为光暗 比1 4 ：1 0 ，而光暗l 9 8 ：1 6 时各虫态发育状况最差，随着光照时数的增加，幼虫发育 历期逐渐缩短( 徐金汉，2 0 0 2 ) 。通过设置不同的温度与光照组合，发现每天供光时 间一定时，温度设置越低，甜菜夜蛾幼虫体色平均变化率越大；当温度设置一定时， b - 丙氨酸对甜菜夜蛾生长发育及体内酶活性的影响 甜菜夜蛾生长发育与营养物质的含量有关( 张娜，2 0 0 9 ) 。陈永兵( 1 9 9 9 b ) ，赵田芬 ( 2 0 0 5 ) ，李子玲( 2 0 0 5 ) 等在室内饲养甜菜夜蛾的结果同样表明，甜菜夜蛾取食不 同食料对甜菜夜蛾幼虫历期、蛹重及蛹历期均有影响。江幸福等( 1 9 9 9 ) 对取食不 同食料的甜菜夜蛾幼虫的生长发育、成虫繁殖及飞行状况进行了观察，结果表明， 不同幼虫食物对于发育历期，蛹重以及成虫产卵和飞行能力有明显的影响。同样， 取食不同寄主植物也会对昆虫的解毒酶系和药剂敏感性产生影响。 1 4 外源物质对昆虫体内解毒酶、靶标酶和保护酶的影响 羧酸酯酶是昆虫体内重要的解毒酶系之一，在对外源化合物的解毒代谢和杀虫 剂的抗性机制中起着非常重要的作用。吴承春等通过实验发现不同食料对甜菜夜蛾 对药剂的敏感性有影响，对羧酸酯酶的活性有一定的诱导作用( 吴承春，2 0 0 3 ) 。王 光锋( 2 0 0 3 ) 用多杀菌素处理甜菜夜蛾3 龄幼虫，使其体内羧酸酯酶活性提高了1 6 1 倍，说明甜菜夜蛾通过增强酯酶的活性达到解毒作用，从而避免虫体受到更大的伤 害。d e l o n n e 等( 1 9 8 8 ) 报道，甜菜夜蛾抗性品系对溴氰菊酯的降解速度是敏感品系 的1 7 倍，酯酶代谢能力的增强是引起甜菜夜蛾对溴氰菊酯等拟除虫菊酯类杀虫剂类 产生高抗性的原因之一。何玉仙( 2 0 0 3 ) 等用浸叶法处理高抗药性的甜菜夜蛾2 龄幼 虫，结果表明氯氰菊酯、乙酰甲胺磷、抑太保、快灵和毒丝本对甜菜夜蛾幼虫体内 羧酸酯酶活性均具有明显的抑制作用。 乙酰胆碱酯酶是有机磷和氨基甲酸酯类农药的作用靶标，乙酰胆碱酯酶敏感性 降低是导致昆虫产生抗药性的主要原因之一。何玉仙( 2 0 0 3 ) 等通过实验发现，甜 菜夜蛾幼虫体内乙酰胆碱酯酶对乙酰甲胺磷、毒丝本和灭多威等有机磷类、氨基甲 酸酯类杀虫剂较为敏感，农药处理后其活性显著降低，而对拟除虫菊酯类氯氰菊酯 和昆虫生长调节剂抑太保则表现出不敏感。褐飞虱的乙酰胆碱酯酶不敏感性与有机 磷、氨基甲酸酯类杀虫剂抗性密切相关，抗性品系乙酰胆碱酯酶不敏感个体频率上 升( h a m ah ，1 9 8 3 ) 。 谷胱甘肽s 一转移酶g s t 是机体代谢过程中存在的具有多种生理功能的一类活性 蛋白质，是一类催化还原型谷胱甘肽与各种亲电化合物亲核加成反应的解毒酶，它 不仅能催化生物体内有害的极性化合物与谷胱甘肽( g s h ) 相结合，而且也可促使 体内各种具有潜在毒性的化学药物、染料及某些致癌物以非酶的方式排除体外。因 1 1 华中农业大学2 0 1 0 届硕士研究生学位论文 此它是人们公认的具有多种解毒功能的同工酶( 张红英，2 0 0