（特种经济动物饲养专业论文）蝇蛆寄生对家蚕生理生化的影响.pdf

摘要 随着我国加入世界贸易组织和对农业可持续发展的认识，国家对农 药的安全性和农药残留问题十分重视，因此，农林害虫的生物防治问题 日益突出。家蚕作为鳞翅目昆虫的代表，又是很重要的模式生物，研究 家蚕蝇蛆病可以为农林害虫的生物防治提供参考。另外，研究蝇蛆寄生 后家蚕体内生理生化的变化为进一步理解昆虫免疫、揭示昆虫生命活动 的应激反应提供依据。本文主要取得以下研究成果： 1 家蚕追寄蝇产卵集中在家蚕背面第3 5 体节之间，蝇蛆寄生部位 一般在节间膜；从蝇蛆寄生后家蚕的死亡率调查结果看，五龄之前寄生 的家蚕在吐丝前全部死掉，五龄之后寄生的家蚕部分能够结茧化蛹，并 且随着寄生时间的延迟，家蚕的死亡率下降；从茧质看，五龄家蚕随寄 生时间的延迟茧质逐渐升高，但始终低于健康蚕。 2 蝇蛆寄生后，家蚕体重和食下量不断上升，平均高于健康蚕；中 肠组织a l k p 活性测定结果显示，蝇蛆蚕在5 龄第1 3 天和健康蚕相比 没有明显变化，但至第4 天明显上升，与正常蚕相比酶活性增加了1 3 7 。蝇蛆蚕后部丝腺谷丙转氨酶活性在5 龄前期表现上升的趋势，但略 低于健康蚕，第5 天后酶活性急剧降低，仅为健康蚕的4 2 。 3 对家蚕血淋巴海藻糖的测定结果表明，蝇蛆蚕海藻糖含量第4 天 开始快速下降，达到2 3 8m g m l ， 中的总糖含量一直呈现下降的趋势 对照降低8 9 7 。 比对照降低2 0 1 。蝇蛆蚕血淋巴 至第6 天下降到6 2 5m g m l ，比 4 蝇蛆蚕血淋巴中的甘油酯含量、蛋白质含量从蝇蛆寄生第2 天都开始 下降，甘油酯含量第6 天下降至1 0 7m g m l 。，下降了6 4 ，蛋白质含 量也急剧下降，到第6 天仅为1 1 2 0 6m g m l ，是健康蚕的1 9 6 。 5 随着寄生时间的延迟，蝇蛆蚕血淋巴p h 值逐渐升高。第五天上升到最 高点，为健康蚕的1 0 7 6 倍。家蚕三种保护酶活力的测定结果表明，蝇 蛆寄生初期过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶都呈现较快的上 升趋势。但蝇蛆寄生第4 天，除过氧化氢酶保持较高的水平外，其它两 者都有不同程度的下降。 6 蝇蛆寄生lh ，家蚕体内的颗粒细胞和浆细胞数量比对照增加2 t 8 1 0 6 m l l ，增加了5 6 。在寄生后2 4h ，蝇蛆蚕血淋巴颗粒细胞和浆细 胞数达到最高6 8 1x1 0 6 m l 1 ，比对照增加了2 3 2 倍。蝇蛆蚕酚氧化酶 活性一直呈现上升趋势，到第6 天达到了3 4u m g 。 关键词：家蚕追寄蝇蝇蛆蚕生理生化生物防治 v a b s t r a c t w i t ho u rc o u n t r ya c c e p t e db yt h ew t oa n dr e a l i z e dt h ei m p o r t a n c eo f t h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to f a g r i c u l t u r a i ，m o r ea t t e n t i o n sw e r ep a i dt ot h e s e c u r i t y a n dp e s t i c i d er e s i d u e s ，w h i l et h ep e s tb i o c o n t r o li s b e c o m i n g m o r ep r o m i n e n c e a st h es i l k w o r m ，b o m b y xm o r l ，i st h er e p r e s e n t a t i o no f l e p i d o p t e r ai n s e c t s a n dt h ei m p o r t a n tb i o l o g ym o d e ，s t u d y i n go nt h e s i l k w o r mm y i a s i sw i l lb eh e l p f u lt oi m p r o v ei n t e g r a t e dp e s tm a n a g e m e n t o t h e r w i s et h ei n v e s t i g a t i o no ft h ec h a n g e su p o np h y s i c a la n dc h e m i c a la f t e r f l ym a g g o ta u t o e e i o u s n e s sc o u l dp r o v i d eg i s to nt h ec o m p r e h e n d i n gi n s e c t i m m u n i t ya n dt h er e a c t i o no fi n s e c ti m m u n i t y a c c o r d i n gt o t h e s ew e i n v e s t i g a t e ds e v e r a lp h y s i o l o g yt a r g e to fs i l k w o r mm y i a s i s t h er e s u l t sw e r e a sf 0 1 l o w e d ： 1e x o r b r t as o r b i l l a n sw i e d e m a n ne g g sw e r eu s u a l l yl a i do nt h eb a c ko ft h e s i l k w o r mf r o m3t o5m e t a m e r e g e n e r a l l ys p e a k i n g ，p a r a s i t i cp a r t sw e r ei n t h ei n t e r s e g m e n t a lm e m b r a n e s e e nf r o mt h ed a t ao nm o r t a l i t yo fs i l k w o r m a f t e rp a m s i t i z e d ，a 1 1t h es 订k w o r m sw h i c hw e r ep a r a s i t i z e db e f o r e5 i hi n s t a r w e r ed i e db e f o r es p i n n i n g ；b u tp a r t l yc o u l dp r o d u c ec o c o o na n dp u p a t e d u r i n gt h e5 ”i n s t a rw h i c hw e r ep a r a s i t i z e d a l o n gw i t ht h ep a r a s i t i z e dt i m e g o i n go n ，t h ed e a t hr a t eo fs i l k w o r m sw e r ed r o p p e do f fa n dq u a l i t yo fs i l k w a sg r a d u a l l yh o i s t ，b u tw e r ea l w a y sl o w e rt h a nh e a l t h ys i l k w o r m 2t h ew e i g h to fs i l k w o r m sa n dt h ea m o u n to ff o o di n g e s t e dw e r es l i g h t l y h i g h e rt h a nh e a l t h yd u r i n gt h ep e r i o do fs i l k w o r m sw h i c hw e r ep a r a s i t i z e db y l a v a ro fe x o r i s t as o r b i l l a n sv 行e d e m a n n t h ea l k pa c t i v i t yi nm i d g u t t i s s u e ss h o w e dt h a tt h e r ew e r en od i s t i n c tc h a n g e sa tt h e1 - 3 埘d a y so f5 “ l a r v ap e r i o db e t w e e ns i c k e n e da n dh e a l t h yo n e ，t h er a i s i n gr a n g e sw e r ek e p t a l lo r d i n a r yl e v e l b u tt h ee n z y m ea c t i v i t yt o o kap r o m i n e n tr i s i n gl e v e lo n4 d a yw h i c hr e a c h e d1 3 7 c o m p a r e dw i t hh e a l t h ys i l k w o r m t h eg l y e n z y m ea c t i v i t yi nt a i ls i l k g l a n d sb e g a naz o o m a cr i s i n ga t1 5 1 d a yo f5 “l a r v a ， v i e v e nk e e p i n gar i s i n gt r e n dd u r i n gt h et o t a l5 “l a r v ap e r i o d h o w e v e ri t s a c t i v i t yw a ss u d d e n l yr e d u c e da tt h e5 “d a yw i t ht h e4 2 o f t h eh e a l t h yo n e 3t h ed a t ao ff u e o s ea n dt o t a ls u g a rc o n t e n t si nt h eh e m o l y m p ho fs i l k w o r m s s h o w e dt h a tt h e i rc o n t e n t sw e r es h a r p l yd e c e n t t h ef u c o s ec o n t e n to f s i l k w o r m sp a r a s i t i z e db yl a v a ro fe x o r i s t as o r b i l l a n s 聊e 如m a n na tt h e4 ” d a yr e a c h e dt o2 3 8m g m l 2 0 1 l o w e rt h a nt h ec k w h i l et h et o t a l s u g a rc o n t e n t sr e d u c e dt o6 2 5m g m l lo n6 t hd a y , 8 9 7 l o w e rt h a nt h e c k 4s e e nf r o mt h em e n s u r a t i o no ft h eg l y c e f i d ea n dp r o t e i nc o n t e n t s ，t h e i r c o n t e n t si nh e m o l y m p ho fs i l k w o r m sp a r a s i t i z e db yl a r v ao fe x o r i s t a s o r b i l l a n sw i e d e m a n nc o n t i n u o u s l yr e d u c e df r o mt h es e c o n dd a y ，a tt h e6 t h d a yt h eg l y c e r i d ec o n t e n t sr e d u c e dt o1 0 7m m o l l 一6 4 l o w e rt h a nt h e h e a l t h yo n e s ，t h ep r o t e i n c o n t e n t sw e r ea l s os h a r p l yd e c e n t ，i to n l yh a d 1 1 2 0 6m g m l a tt h e6 t hd a y , j u s t1 9 6 o f t h eh e a l t h yo n e s 5 a l o n gw i t ht h ep a r a s i t i z e dt i m eg o i n go n ，t h ep h o fs i l k w o r m sp a r a s i t i z e d b yl a v a ro f e x o r i s t as o r b i l l a n sg t e d e m a n nw e r eg r a d u a l l yr i s i n g ，i tr e a c h e d a tah i g h e s tr a t eo f1 0 6t i m e st h a nh e a l t hs i l k w o r m t h ea c t i v i t yo f i n v e s t i g a t i o nt h r e ep r o t e c t e de n z y m e si n d i c a t e dt h a tt h ea c t i v i t yo fp o d 、 s o da n dc a tw e r ea l lt a k e nar i s i n gt r e n di ni n i t i a ls t a g e s ，b u tw i t ht h e p a r a s i t i z e dt i m eg o i n go n ，t h ea c t i v i t yo fp o d a n ds o dd r o p p e do f fe x c e p t c a t 6 t h en u m b e ro fg r a i na n dp l a s mc e l l sr e a c h e d2 8x10 6 m l “c o m p a r e dt o c kb y5 6 a nh o u rl a t e ra f t e rp a r a s i t i z e d 2 4hl a t e rt h en u m b e ro fc e l l s r e a c h e dt o6 81 10 6 m l a f t e r 口a r a s i t i z e d ，2 3 2t i m e st h a nt h ec k t h e a c t i v i t yo fp ok e p tar i s i n gt r e n da l o n gw i t hs i l k w o r m sp a r a s i t i z e db yl a v a r o f e x o r i s t as o r b i l l a n sw i e d e m a n na n dr e a c h e dt o3 4u m g 。t i l lt h e6 山d a y k e y w o r d s ： e x o r i s t as o r b i l l a n sw i e d e m a n ns i l k w o r mp a r a s i t i z e db y l a v a ro fe x o r i s t as o r b i l l a n sw i e d e m a n n p h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a l b i o l o g i c a lc o n t r o l v i i 英文缩略表 v 1 1 1 中文说明 厘米 兑 小时 千克 分钟 毫克 毫升 毫米 碱性磷酸酶 酸碱度 过氧化氢酶 过氧化物酶 秒 超氧化物岐化酶 微升 微米 微摩尔 体积与质量 每分钟转数 舣一一栅一一一一一一一一一一一一一 躺m。h胁m心附咖啪。啪山岬删w呻 y9 0 3 7 6 4 关于学位论文原创性和使用授权的声明 本人所呈交的学位论文，是在导师指导下，独立进行科 学研究所取得的成果。对在论文研究期间给予指导、帮助和 做出重要贡献的个人和集体，均在文中明确说明。本声明的 法律责任由本人承担。 本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文的 规定，同意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送交论 文纸质本和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山东 农业大学可以将本学位的全部和部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或其他的复制手段保存论文和 汇编本学位论文。 保密论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名：耋l 墨兰一 导师签名：邀 日 期：型：! ：12 山东农业大学硕士学位论文 引言 1 研究进展 1 1 天敌昆虫生物防治研究进展 起初由于入们对自然界生物之间相互依存相互制约的规律认识不足， 缺乏农业生态的整体概念，一度过分强调了化学农药的治虫作用，导致了 近年来日趋严重的残毒( r e s i d u e ) 、抗 生( r e s i s t a n c e ) 、再猖撅( r e s u r g e n c e ) 的“三r ”问题及与之相关的农业成本不断增加的不良倾向。以解决上述 问题为宗旨，国内外学者提出了“害虫综合治理( i p m ) ”理论，主张以生 物防治作为害虫综合治理的主要内容之一。这一理论的提出，将生物防治 重新摆在了其应有的重要位置，并使这门学科在较短的时间内得到了很大 的发展。 生物防治种类繁多，比如：利用病源微生物进行生物防治，就是借助 真菌、细菌、病毒( 刘年翠，1 9 7 9 ；薛榕等，1 9 9 5 ；查广林，2 0 0 3 ；郭慧芳等，2 0 0 3 ) 或它们之问的联合感染来达到生物防治的效果( b e l le ta l ，1 9 8 6 ：张循浩 等，1 9 9 6 ；裴海潮等，1 9 9 7 ；陈顺立等，1 9 9 8 ；陈素伟等，1 9 9 9 ；胡蓉等，2 0 0 2 ；胡光辉 等2 0 0 2 ；i g n o f f oe ta l , 1 9 8 0 ；n a d a r a j a ne ta l ，1 9 9 4 ；黄芙蓉，2 0 0 0 ) ；利用原生动 物进行生物防治，例如鲁兴萌等( 2 0 0 2 ) 发现家蚕肠球菌对微孢子虫体外发 芽有抑制作用，提供了家蚕微粒子病的生物防治新途径；利用天敌来防治 害虫也一直是生物防治上的热门话题。 我国是世界上发现和应用天敌最早的国家，早在三干多年前，诗经 中就曾经记载过“螟蛉有子，蜾赢负之”，记述了胡蜂类捕捉蛾类幼虫的 现象，虽然当时对蜾赢的作用认识不足，但对这种现象是记述最早的文献。 公元3 4 0 年左右，我国已有天敌昆虫生物防治的记载。晋代嵇含著南方 草木状一书曾记载：“交趾人以席囊贮蚁鬻于市者，其巢如薄絮，囊皆 连枝叶，蚁在其中；并巢同卖。蚁赤黄色，大于常蚁。南方柑桔若无此蚁， 则其实为群所伤；无复一完者矣。”根据这些记载，可能是广州等地劳动 人民沿用至今的“黄獠蚁”( o e c o p y l l as m a r a g d i n a ) ，此蚁连巢移放于柑桔 树上，可以捕食多种害虫。明代李时珍在本草纲目一书中记载蜘蛛的 李季生：蝇蛆寄生对家蚕生理生化的影响 捕食性时，写道：“此虫设网一面，物触而诛之，知乎诛其不义者，取日 蜘蛛。在两干四百年前，我国劳动人民就已经发现家蚕僵病，其后又 有近乎微粒子的记载。太湖沿岸桑蟥盛发区，群众早有利用死蚕死茧浸汁 喷杀桑蟥的方法。此外古代也有“保护田禾，禁捕青蛙”的禁令，有招引 家燕在室内筑巢的习俗，有的地方还有养鸭治虫的习惯。解放后，我国进 一步发展了害虫的生物防治，在害虫天敌资源的调查、保护和利用方面开 展了大量的试验研究工作，取得了极大的进展。 1 1 。1 可应用于害虫生物防治的天敌种类 所谓天敌防治害虫，就是利用农林害虫的天敌来防治害虫，己达到“以 虫治虫”的目的。目前，国内外生物防治所利用的天敌不仅包括捕食性和 寄生性天敌昆虫，还包括其他对昆虫有控制作用的天敌，如蜘蛛、捕食螨、 寄生螨、线虫、鸟类、两栖类等。 捕食性天敌昆虫的种类很多，涉及1 9 个目，1 2 0 多个科。其中，蜻 蜒目( o d o n a t a ) 、螳螂目( m a n t o d e a ) 平d 脉翅目( n e u r o p t e r a ) 的全部种类均具捕 食性。 寄生性天敌昆虫涉及膜翅目( h y m e n c 。p t e r a ) 、双翅目i p t e r a ) 、捻 翅目( s t r e p s i p t e r a ) 、鞘翅目( c o l e o p t e r a ) 及鳞翅目( l e p i d o p t e r a ) 等5 个目，分 属于9 8 个科。 1 1 2 天敌昆虫的输引、保护和利用 广东省于1 9 5 1 年开始系统利用赤眼蜂防治甘蔗螟虫的试验：5 0 年代， 华中和华东地区开始人工繁殖金小蜂防治越冬代棉红铃虫，湖北、湖南、 四川先后从浙江引进大红瓢虫防治柑桔吹绵蚧获得成功，山东引进日光蜂 防治苹果绵蚜获得成功，福建利用红蚂蚁防治甘蔗螟虫，广东采用澳洲瓢 虫防治木麻黄及柑桔上的吹绵蚧，均获得了良好效果。特别是7 0 年代以 来，全国各地广泛丌展了生物防治的试验研究而且取得了很好的效果。广 东利用赤眼蜂防治水稻纵卷叶螟之后，南方稻区各省几乎普遍进行了试 验；东北各省利用赤眼蜂防治玉米螟( 李丽英，1 9 8 4 ) ；华东和华中地区利用 赤眼蜂防治松毛虫和舞毒蛾，利用胡蜂防治棉花和蔬菜害虫；华南、华中 和华东利用平腹小蜂防治荔枝蜡象，利用肉食螨防治多种植食螨；湖南、 江苏等省在稻田进行以保护蜘蛛为主的生物防治试验，均取得了一定成 2 山东农业大学硕士学位论文 果。华南等地利用白虫茧蜂防治紫胶白虫取得成功。目前，我国利用赤眼 蜂在防治面积、防治效果、人工繁殖技术等方面都居于世界先进水平。 国外的情况，最早的生物防治例子是1 8 5 9 年从c a y e n u s 输引一种蟾 蜍到南美防治甘蔗蛴螬等害虫。美国从1 8 8 8 1 9 6 9 年共对2 3 种害虫作了 输引天敌进行生物防治试验，其中，对1 2 0 种害虫具有一定程度的防治效 果，有4 2 种害虫达到彻底消灭，4 8 种害虫的经济危害性显著降低。较著 名的如1 8 8 8 年美国农业部为解决加里福尼亚柑桔吹绵蚧的严重危害问 题，从大洋洲输引澳洲瓢虫1 2 9 头，引进后第二年就控制了危害。 新西兰在天敌昆虫的输引方面投入了相当大的财力，取得了显著的成 绩。据记载，新西兰迄今为止已引进天敌2 3 0 种，包括捕食性、寄生性天 敌昆虫和昆虫病原物。其中，有7 0 种天敌昆虫已建立种群，对控制害虫 起着强有力的作用。1 9 7 7 年，瓶西兰从欧洲引进绒茧蜂( c o t e s i a k a z a k ) ， 当年引种释放，1 9 8 1 年即开始定居，现已在当地定殖，成为控制棉铃虫 的有效天敌。7 0 年代引进的螟蛉绒茧蜂( a p a n & sh t f i c r u s ) ，将牧草和玉 米上的粘虫种群压低到了很低的水平。估箅的直接经济效益超过5 0 万美 元。总的来看，新西兰的生物防治偏重于天敌引进，新西兰在昆虫和昆虫 天敌的饲养技术研究方面处于世界领先水平( 杨怀文等，1 9 8 9 ) 。 在天敌昆虫的利用方面，许多国家都取得了一定的成果。美国德克萨 斯州释放短管赤跟蜂和草蛉防治棉铃虫，连续5 年获得成功。其它如澳大 利亚、秘鲁、墨西哥等主要棉花生产国也都开展了这方面的应用试验研究， 均取得了明显的成效( 赵建周1 9 9 0 ) ；日本利用桑蚧寄生蜂防治苹果和梨树 上的粉虱获得成功；瑞士利用寡节小蜂防治粉虱很有成效。荷兰和瑞典利 用植绥螨防治番茄叶螨效果良好；泰国饲放广腹细蜂防治稻樱蚊也取得了 一定的成效。 美国8 0 年代开展了用赤眼蜂( t r i c h o g r a m m ap r e t i o s u m ) ( 卵寄生蜂) 防 治仓库害虫主要是粉斑螟( c a d r ac a u t e 聊和印度谷螟( p l o d i ai n t e r p u n c t e l l a ) 的试验研究，为赤眼蜂防治技术开拓了新的领域( r i c h a r ds s o p e r , 1 9 8 9 ) 。 1 9 9 0 年，美国又开展了幼虫寄生蜂麦蛾茧蜂对仓库害虫控制作用的研究， 研究表明，卵寄生蜂和幼虫寄生蜂搭配应用是一项很有推广价值的仓库害 虫防治新技术，这项研究为仓库害虫的防治开辟了新的途径，也为仓库害 李季生：蝇蛆寄生对家蚕生理生化的影响 虫的防治理论增添了新的内容，提供了新的思路。 综上所述，天敌的输引和利用技术已广泛应用于生产，成为害虫生物 防治技术的一个重要组成部分，并显示出其远大的开发前景。 1 2 寄生物与寄主关系适合性的免疫学基础 昆虫免疫( i n s e c ti m m u n i t y ) 是指昆虫在受到不利或者有害的外源刺激 时产生的一系列的防卫反应，一般分为细胞免疫和体液免疫两个部分。在 寄生物与寄主适合性问题中，寄生物侵入寄主体内时必须与寄主免疫系统 相对抗，只有克服了寄主的免疫应答才能建立起适合性的寄生关系。从昆 虫免疫的角度来看，这种适合性关系是通过以下二者的平衡来建立的：( 1 ) 寄主对抗寄生物的免疫应答：( 2 ) 寄生物侵入寄主体内，避免寄主免疫系 统清除的能力。 1 2 1 寄主对寄生物的防御机制 当寄生物侵入寄主后，寄主常通过细胞免疫应答中的被囊化作用清 除：被囊化作用的有无被认为是寄生物与寄主关系适合性的一种尺度。被 囊化作用主要包括以下三个阶段：寄主对寄生物的识别、血细胞积聚及对 入侵寄生物的粘附、杀死寄生物。 寄主对寄生物的识别实际上是昆虫免疫系统作出识别反应；昆虫免疫 识别的分子基础有人认为至少包括三类：糖酰转移酶、酚原氧化酶和昆虫 凝集素。直接识别由识别寄生物表面分子的受体介导，间接识别是通过调 节寄生物表面的体液或血细胞衍生因子来介导的。基膜可能在这种识别中 起到重要作用，其主要由胞外粘附大分子昆布氨酸、胶原蛋白和蛋白多糖 组成：这一识别过程中似乎包括了识别分子和调节血细胞行为的细胞激动 素的相互作用，其中包括酚原氧化酶和昆虫凝集素：另外，还发现少数介 导细胞行为的细胞激动素( h o m o k i n i n ) 、浆细胞减弱因子、吞噬作用刺激介 质、免疫球蛋白等。 寄主受到外源刺激后，其血细胞会发生非粘附到粘附状态的改变，这 是被囊化作用的基本特性。这一过程可能是由胞外基质的高度保守性分子 ( 如昆布氨酸、胶原蛋白i v 等，均含有细胞粘附识别序列r g d ： a r g g l y a s p ) ，及其表面受体( i n t e g r i n 族受体) 介导的；寄主对寄生物作出 山东农业大学硕士学位论文 识别后，这种粘附状态的血细胞会附着到寄生物表面，形成被囊。被囊化 作用结束的原因没有定论，可能的原因包括：形成被囊的血细胞的减少、 形成被囊外层部分的血细胞粘附特性的改变，或是基膜形成一个外表面阻 止血细胞的进一步附着。 被囊化作用如何杀死寄生物的研究较少。可能是寄生物的胚胎缺氧而 窒息，抗菌蛋白或中间反应性氧的作用等；厚层被囊内的氧张力低于囊外， 两者间渗透压的不同是姬蜂n e m o r i t i sc a n e s c e n s 在红头丽蝇c a l l i p h o r a e r y t h r o c e p h a l a 体内死亡的原因。 1 2 2 对寄主昆虫免疫应答的逃避 很多寄生物通过选择寄生时期或建立外寄生关系避免与寄主免疫系 统竞争。此外，在保护寄生物免受寄主被囊化作用的位置发育，或具有避 免寄主作出非我识别的表面特征，是寄生物对寄主免疫应答逃避的被动机 制；在寄主昆虫特殊组织神经节、唾腺或飞行肌中发育，不仅避开了 寄主免疫系统的识别，而且能以寄主昆虫识别因子与特定寄主细胞联系， 或调节细胞性。产生与寄主昆虫共有的表位( 如分子拟态，v l p s 和p d v s 间) 、存在不激发应答的表面因子或是从寄主昆虫获得寄主分子是寄主物 被动避免清除的最后途径。 寄生物可以主动破坏一种或更多的寄主免疫系统成份，逃避寄主免疫 应答。破坏或减少参与被囊化的血细胞，或是改变其特性是避免被囊化作 用的最直接途径；这种现象有很多报道，但机制未被很好的认识，寄生物 产生或是产卵时注射到寄主体内的寄生蜂因子( w f ) 是主要的免疫抑制因 子，它包括三类：一是大多数寄生蜂在产卵时注入寄主体内的种毒液， 它会影响拟寄生物的寄主范围：二是些寄生蜂产生的一种畸形细胞；三 是p d v s ，其可分为姬蜂病毒组和茧蜂病毒组，大多数携带p d v s 寄生物 可以寄生多个寄主，寄主被寄生后血淋巴出现粘度和酚原氧化酶降低等现 象。 1 3 寄生物寄生对寄主的影响 寄生物与寄主之间的关系一直以来是人们研究的重点，有关二者之间 关系的讨论也一直倍受科学家们的重视。病毒学家、细菌学家、寄生虫学 李季生：蝇蛆寄生对家蚕生理生化的影响 家及分子生物学家大都推崇进化生物学家t h e o d o s i u sd o b z h k y 的观点：除 非是依据进化论的理论，否则没有事情可以讲得通，同时他们也因为进化 常常在微生物学家，特别是感染性疾病研究者的掌握之外而感叹。往往， 寄生物与寄主之问的关系并不是一成不变的，它们常常发生着微妙的变 化，甚至在特殊时期能够相互转化。寄生物和寄主种类繁多，寄生物涉及 微生物、原生动物、昆虫等很多种类，而寄主也是形形色色，从植物到动 物，从低等动物到高等动物，不一而终。这里我们重点介绍一下昆虫对昆 虫的寄生。 寄生蜂作用于寄主的生化及分子机理是当前昆虫学研究领域中的热 点之一。寄生蜂产卵于寄主昆虫的同时将自身特有的内部生理因子：毒液、 多肽d n a 病毒、畸形细胞和寄生蜂幼虫分泌物等同蜂卵一同注入到寄主 的体内。这些因子单独或协同作用干扰寄主的免疫系统，同时使寄主的内 环境趋向有利于寄生蜂发育的方向。研究寄生蜂作用于寄主的内部生理机 制的目的在于可以揭示寄生蜂作用于寄主的内部奥秘，进一步了解昆虫生 命活动的本质，并且对于指导天敌昆虫的人工培养和利用，害虫综合治理， 以及探索应用生物高新技术控制害虫等方面均有重要的理论和实践价值 ( 王方海，1 9 9 7 ) 。同时，对于我们进一步理解昆虫免疫提供了第一手资料。 人们早在亚里士多德时代就开始了对昆虫免疫防御的研究，由于当时的条 件所限，这方面的研究进行的十分迟缓。从本2 0 世纪6 0 年代开始，人们 才开始重视研究昆虫免疫。众所周知，昆虫是自然界中最大的生物种群， 覆盖面极其广泛，而且具有惊人的繁殖力和对环境的适应性，也从根本上 诱发了昆虫对恶劣环境和不良刺激的免疫。然而与高等动物相比，昆虫缺 乏t 和b 淋巴细胞，没有免疫球蛋白和相应的补体系统。通过研究发现， 昆虫的免疫系统是以抗菌肽、抗病毒因子、凝集素、溶菌酶及蛋白酶抑制 剂等多种活性因子，配合多种功能的血细胞建立的一个开放的完整的防御 体系( 黄自然，1 9 9 0 ) 。尤其是抗菌肽的发现、分离纯化和应用研究，为人们 找到了一种可咀替代抗生素而且具有杀死癌细胞( 邱晓燕等，2 0 0 3 ) 等功能 的生物类药物。 1 3 1 寄生蜂寄生对寄主生长发育的影响 寄生蜂在长期的进化过程中，已经发展成具有调整或调节寄主生理和 山东农业大学硕士学位论文 发育的能力( v i n s o ne ta l ，1 9 8 0 ) ，使得寄主的发育与其同步，从而有利于寄 生蜂的生长发育。寄生蜂不论寄生在3 ，4 龄寄主还是寄生在5 龄寄主， 大都在同一时间移出作茧。这种发育同步现象是极其普遍的。寄生蜂将卵 注入寄主体内，幼蜂就以寄主体内的血淋巴和脂肪体等物质为食迅速生 长。在寄生蜂寄生期问，寄主的取食量和生长速率均发生着改变。例如， 二化螟绒茧蜂寄生二化螟幼虫后，寄主二化螟幼虫的取食总量比对照幼虫 显著减少3 6 7 5 ，而在蜂幼虫未啮出寄主体的不同寄生时间内，被寄生 的二化螟幼虫和对照幼虫的取食量没有显著差异，通过对被寄生后的4 龄 和5 龄二化螟幼虫生长速率的测定结果表明，被绒茧蜂寄生后的二化螟幼 虫生长加快，发育受抑，被绒茧蜂寄生后的二化螟幼虫生长速率增大，但 不包含蜂体的幼虫诤生长速率下降，寄主蜕皮次数减少而不能化蛹( 杭三 保等，1 9 8 9 ) 。这一结果与菜粉蝶绒茧蜂( s m i t hcl e ta l ，1 9 7 6 ) 和粘虫绒茧蜂 ( s a t oye ta l ，1 9 8 4 ) 对其寄主幼虫生长的影响结果相似。但是与d u o d u 和 a n t o n 研究的绒茧蜂a p a n t e l e s s a g a x 抑制寄主生长这一结果相反( d u o d u y ae ta l ，1 9 8 4 ) 。有的学者认为寄生蜂在产卵的同时，注入了产卵管萼液的 某种成分，从而抑制了寄主幼虫的生长( j o n e s r le l a l , 1 9 7 1 ) ；有的学者却 认为正是由于这种活性物质恰恰刺激了寄主幼虫的加速生长( 杭三保 等，1 9 8 9 ) 。 1 3 2 寄生蜂寄生对寄主血淋巴蛋白质含量和血细胞的影响 昆虫被寄生蜂寄生后有关生理生化变化方面的研究很多。同翅目昆虫 被寄生后，血淋巴组成物的变化朝着有利于寄生物的方向进行。v i n s o n 提出这一变化是由于“寄主制御”所引起的。寄主制御是指寄主在受到寄 生昆虫寄生后，产生的麻痹以及取食、生长发育、生理生化变化朝着有益 于寄生昆虫的方向进行的现象( v i n s o ne t 以1 9 8 0 ) 。 首先，蛋白质方面，昆虫被寄生后的一般现象是血淋巴蛋白质浓度增 加，但是蛋白质总量比对照显著减少( d a h l m a n ，d l & s b v i n s o n 1 9 8 0 ；t h o m p s o n s n 1 9 8 2 ；s t r a n dm r ，1 9 9 1 ) ；血淋巴的粘性降 氐( s t r a n d m r 、1 9 9 1 ) 。v i n s o n 等研究报道寄生蜂在产卵于寄主体内的同时，常注入 产卵管萼液，从而导致寄主生理生化的变化。杭三保报道说，绒茧蜂寄生 后，对二化螟幼虫生理生化有一定的影响，在寄生前期和后期，寄主幼虫 李季生：蝇蛆寄生对家蚕生理生化的影响 血淋巴蛋白质浓度显著下降，在寄生后第2 天，血淋巴游离氨基酸总浓度 明显上升，以后随蜂幼虫发育而逐渐下降。在1 6 种氨基酸中，对苏、丝、 赖、精氨酸的影响最大。另外血蛋白中变化显著的是芳基蛋白a r y i p h o r i n 。 芳基蛋白是昆虫变态过程中的储存蛋白，鳞翅目昆虫在末龄期脂肪体大量 合成这种蛋白释放到血淋巴中：在变态前，脂肪体从血淋巴中吸收积累这 种蛋白，而当昆虫被寄生后出现早熟现象和芳基蛋白在血淋巴中直保持 着较高的滴度。例如，姬小蜂寄生于粉纹夜蛾，使原来在5 龄寄主表达的 储存蛋白基因提前在3 龄或4 龄幼虫中表达，而有些寄生蜂是寄主脂肪体 摄取储存蛋白的功能弱化，如被粘虫绒茧蜂寄生的粘虫幼虫，其脂肪体组 织并不积累在正常幼虫中可明显观察到的储存蛋白颗粒，若在正常幼虫中 注射该寄生蜂所产生的萼液和毒液，可得到相似的结果( t a n a k a ，t ，1 9 8 6 ) 。 s h e l b y 等( 1 9 9 4 ) 用印迹法和体外翻译等一系列试验己证实：被寄生蜂寄生 的烟芽夜蛾幼虫体内，其脂肪体中芳基蛋白储存显著减少的原因是芳基蛋 白在翻译水平上的某些环节被寄生峰所产生的某些因子间接或直接地阻 断，而芳基蛋白在转录水平上并未受到任何影响。寄生蜂寄生不仅对幼虫 的血淋巴蛋白质含量有影响，而且对越冬蛹体内的蛋白质也有一定的影 响。越冬代菜粉蝶p i e r i sr a p a e 蛹被蝶蛹金小蜂p t e r o m a l u s p u p a r u m 寄生 后，其血淋巴中可溶性蛋白含量在寄生后o 5 2d 逐日上升，此后则逐日 下降。雌雄寄生蛹血淋巴中可溶性蛋白含量在寄生后1 叫d 显著高于同期 未寄生蛹，寄生后5 d 则略低于同期未寄生蛹。说明随着寄主体内寄生蜂 的不断长大，需要消耗大量的蛋白质来满足自己的生长( 吕慧平等，2 0 0 0 ) 。 血细胞方面，杭三保等报道，二化螟幼虫被二化螟绒茧蜂产卵寄生后， 血细胞含量增加，在被产卵寄生后的第6 1 0 天，血细胞数量比对照幼虫 增加了1 5 3 2 7 9 倍，但血细胞形成被囊的能力很弱，对于蜂卵和蜂幼虫 形成被囊的百分率分别为o 3 4 和o 6 2 。这一结果与k i t a n o ( 1 9 6 9 ) 研究 的被菜粉蝶绒茧蜂寄生的菜青虫血细胞的情况一致。这说明寄主血细胞对 寄生蜂还是具有很强的调节能力。 1 3 3 寄生蜂寄生对寄主体内糖原含量的影响 昆虫从食物中消化吸收的碳水化合物，一部分在中场上皮细胞中合成 糖原，大部分通过血液进入腊肪体，在脂肪体细胞内合成海藻糖、糖原和 山东农业大学硕士学位论文 脂肪，再有一部分进入肌肉及其他组织，生成各该组织的糖原或其他物质。 碳水化合物主要是作为能源在昆虫各组织中消耗。昆虫体内的血糖很大一 部分是海藻糖，在有的昆虫( 如家蚕) 体内占到9 0 以上。海藻糖是一种非 还原性双糖，是由两个葡萄糖分子以“伽1 1 糖苷键”连接而成。海藻糖 合成的场所主要是脂肪体。当然在脂肪体中还合成糖原，昆虫可以根据代 谢的需要调节海藻糖合成与糖原合成之间的关系，从而使血液海藻糖维持 恒定的水平。 寄生蜂的寄生可以干扰寄主昆虫体内的糖类代谢。红足侧沟茧蜂 ( m i c r o p l # i sc f o c c i p c s ) 的寄生可以提高烟芽夜蛾幼虫血淋巴中的海藻糖水 平( d a h h a a ne ta l ，1 9 7 7 ) 。茧蜂( g l y p t a p a n t e l e sl i p a r i d i s ) 的寄生可以明显提 高舞毒蛾( l y m a n t r i ad i s p a rl t ) 幼虫血淋巴中的糖原水平。t h o m p s o n 研究 发现，粉纹夜蛾t r i c h o p l u s i an i 幼虫被甜菜夜蛾镶颚姬蜂寄生后血淋巴中 总糖含量急剧上升，并推测这是由于寄主脂肪体中糖原水解释放至血淋巴 的结果。d a h l m a n 和v i n s o n 曾报道烟芽夜蛾h e l i o t h i sv i r e s c e n s 幼虫被索 诺拉齿唇姬蜂或藏红足侧沟茧蜂寄生后，血淋巴中海藻糖含量明显升高。 这些现象充分说明了寄生蜂控制寄主内环境的营养水平，引起寄主体内的 营养转向，以使自身有更多的营养资源可以利用。 1 3 4 寄生蜂寄生对寄主昆虫体内酚氧化酶活性的影响 昆虫的黑色素是酪氨酸和3 , 4 一二羟基苯丙氨酸( 多巴) 因酚氧化酶 ( p h e n o l o x i d a s e ，p o ) 的作用而氧化、重合形成的黑色色素。酪氨酸代谢与 蛋白质合成有密切关系，但是在昆虫眠期和化蛹时合成n 乙酰多巴胺。 其氧化产物0 苯醌具有鞣化表皮蛋白的作用。多巴因脱羧酶的作用而形 成多巴胺，再经乙酰化而生成n 一乙酰多巴胺。寄生物的侵入导致昆虫酪 氨酸和多巴的代谢偏向黑色素的形成。在黑色素形成的过程中，几种中间 产物( 选择性毒性物) 可能是昆虫排除异己( 微生物) 的一种方法。 昆虫的酚氧化酶有漆酶型( 1 a c c a s e t y p ep h e n o l o x i d a s e ) 和酪氨酸酶型 ( t y r o s i n a s e t y p ep h e n o l o x i d a s e ) 两种类型。漆酶型p o 在蜕皮、变态时的表 皮层出现，与表皮层的着色和硬化有关：酪氨酸酶型p o 是存在于表皮层 中的颗粒性p o 、壳脂蛋白中的伤害性p o 和体液中的p o 。昆虫中所有的 p o 都以没有活性的前驱体酚氧化酶原( p r o p h e n o l o x i d a s ep r o p o ) 的形式存 9 李季生：蝇蛆寄生对家蚕生理生化的影响 在，酚氧化酶原级联反应被引发后产生黑色素及粘附蛋白，可以覆盖在外 源物的表面，有助于血细胞对细菌等外源物的吞噬作用( 浙江大学主 编，2 0 0 1 ) 。 寄主昆虫被寄生蜂寄生后血淋巴中黑色素含量下降。寄主体内黑色素 含量下降可能有三方面的原因：一是由于寄生使寄主内部分组织中酚氧化 酶活性下降导致黑色素产生减少；二是因为寄生蜂引起寄主幼虫的应激反 应，从而产生更多的活性氧自由基( r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s ) ，抑制了黑色 素前体物醌的形成；三是可能由于缺少酚氧化酶原的激活或者血淋巴中缺 少适当的底物，寄生可能引起了丝氨酸蛋白酶抑制剂同蛋白酶激活剂上丝 氨酸残基结合而阻碍了酚氧化酶原的级联反应，导致酚氧化酶活性受到抑 制，最终导致寄主体壁硬化和鞣化过程受阻。s t o l t z 和c o o k ( 1 9 8 3 ) 年报道 烟芽夜蛾h e l i o t h i sv i r e s c e n s 幼虫在被美洲棉铃虫齿唇姬蜂c a m p o l e t i s s o n o r e n s i s 寄生9 - 1 2 h 后，暴露在空气中的血淋巴胞质黑化减弱或消失， 他们认为这种现象是由于酚氧化酶活性降低引起的。冯从