蝈蝈不同发育期过氧化物酶同工酶的研究

1、蝈蝈不同发育期过氧化物酶同工酶的研究论文摘要：利用垂直板型聚丙烯酰胺凝胶电泳法PAGE对蝈蝈Gampsocleis gratisa Brunner Von Wattenwvl不同发育期的过氧化物酶POD同工酶进行了比拟研究。结果说明，不同发育阶段的蝈蝈，其过氧化物酶同工酶谱在酶带数、迁移率、酶量酶带宽窄及酶活性酶带深浅等方面均存在相似性，但也有一定的差异。以此为根底，进一步探讨了过氧化物酶同工酶在蝈蝈个体发育过程中表达的相似相异性,为以后蝈蝈的虫态鉴定及昆虫分类提供一定的依据。论文关键词：蝈蝈,过氧化物酶,同工酶蝈蝈，属直翅目，螽斯科。其成虫和幼虫可对农作物幼苗造成危害，影响农作物生长发育，是

2、一种危害型昆虫。但因其美妙动听的叫声，被人们称为乡谣俱乐部;。蝈蝈是螽斯科中最受大家喜爱的鸣虫，南方又称哥哥;。蝈蝈为渐变态昆虫，一生要经历卵、假设虫、成虫3个阶段。卵多产于植物组织中，或成列产于叶边缘或茎干上，一般不产在土中，假设虫需蜕皮5-6次才能变成成虫。成虫植食性或肉食性，也有杂食种类，多栖息于草丛、矮树、灌木丛中，善跳跃。雄虫体长35-38mm，前翅长14-17mm，雌虫体长35-52mm，前翅长6-8mm。体翠绿或黄褐色。触角长达60mm。前胸背板宽大，下缘黄色，胸部腹板各具一对锥状突起，后胸的突起最大。足跗节4节，第1-3节有垫，后足第一跗节跗垫分为两叶。后足腿节比胫节稍长，胫节

3、有6个端距。应用同工酶技术不仅可以鉴别物种，而且可以揭示类群的遗传结构，说明类群的亲缘关系等。过氧化物酶是一种以过氧化氢HO作为电子受体催化底物的氧化作用的酶，是目前研究较多且较为清楚的氧化酶类。它在生物体的不同器官、组织、不同发育时期以及不同的代谢条件下普遍存在。在动物体内，不同发育时期过氧化物酶的种类和活性都有差异。由于过氧化物酶同工酶亦是基因表达的产物，通过对其酶谱的分析能够比拟直接地判断基因的存在及其表达规律，因而可以从分子水平上揭示物种的遗传根底，这一点在品种的鉴定、起源、进化和分类等方面已有诸多应用。本试验采用垂直板型聚丙烯酰胺凝胶电泳技术PAGE对蝈蝈的卵幼虫和成虫的过氧化物酶同

4、工酶进行分析研究，初步确定各发育期内过氧化物酶的种类和活性，以期为今后蝈蝈的虫态鉴定和各发育期内的生理变化研究提供一定的依据。1材料和方法1.1实验材料本实验以蝈蝈的卵、不同发育期的幼虫和成虫为实验材料，材料均由河北科技师范学院农学系植物保护实验室提供，如表1所示。表1蝈蝈不同发育期的材料发育期卵1龄幼虫2龄幼虫3龄幼虫4龄雄幼虫4龄雌幼虫5龄雄幼虫5龄雌幼虫雄成虫雌成虫1.2试剂别离胶缓冲液、别离胶贮液、浓缩胶缓冲液、浓缩胶贮液、0.14过硫酸铵、40蔗糖、核黄素、乙二胺四乙酸TEMED、Tris-Gly电极缓冲液pH8.3、0.1溴酚蓝、过氧化物酶显色剂等。1.3仪器GL-20G-型高速冰

5、冻离心机、RXZ型智能人工气候箱、层析冷柜、电子天平千分之一，万分之一、DYY-型直流稳压电泳仪、24A型垂直板电泳槽、微量进样器50、100L、移液枪、烧杯等。1.4方法表2别离胶制备贮液名称别离胶缓冲液别离胶贮液过硫酸铵水体积比例1241双面槽用量ml918367表3隔层胶制备贮液名称浓缩胶缓冲液浓缩胶贮液核黄素40%蔗糖体积比例1412双面槽用量ml416482结果与分析2.1过氧化物酶同工酶酶谱的分析根据凝胶电泳显示的过氧化物酶同工酶酶谱图1绘制模式图图2。酶带深浅表示酶活性大小，酶带宽窄表示酶量多少。各酶带迁移率如表1所示。图1蝈蝈不同发育期过氧化物酶同工酶酶谱深较深较浅浅深较深较浅

6、浅图2蝈蝈不同发育期过氧化物酶同工酶酶谱模式图蝈蝈各个虫态的过氧化物酶同工酶酶谱中，迁移率Rf在0.02-0.45之间。蝈蝈的卵有3条酶带；1、2龄幼虫分别有10条酶带；3龄幼虫有9条酶带；4龄幼虫有11条酶带；5龄幼虫有9条酶带；雄成虫和雌成虫分别有7条酶带。蝈蝈的卵期只有3条酶带，且颜色浅，活性弱，说明在卵期蝈蝈体内的过氧化物酶同工酶含量少且作用不大。蝈蝈从幼虫到成虫期间，酶带数目变化不大，说明过氧化物酶同工酶在蝈蝈体内长期存在。而在这其中，蝈蝈1龄和2龄幼虫的酶带根本相似，说明过氧化物酶同工酶在这两个虫态中含量没有变化，即在这两个虫态中所起的作用相同。但是3龄幼虫相对1龄幼虫和2龄幼虫来

7、说酶带数量有所减少，且酶带有所不同，说明3龄幼虫在向其他阶段转化过程中起了重要作用。4、5龄雄幼虫和雌幼虫的酶带根本相似，所以过氧化物酶同工酶所起的作用根本相同，同样过氧化物酶同工酶的含量在雄成虫和雌成虫间没有变化，即起的作用相同。由于酶带颜色越深，代表过氧化物酶同工酶含量越多，活性越强，由表1可见，蝈蝈的1龄、2龄、3龄、4龄幼虫酶带颜色明显比其它虫态的酶带颜色深，说明过氧化物酶同工酶在1龄、2龄、3龄、4龄幼虫中含量最多，且活性最强，所起作用最大。而蝈蝈的其它虫态酶带颜色总体较浅，说明过氧化物酶同工酶在其中的含量较少，且活性较低。由此可见，过氧化物酶同工酶在蝈蝈的成长过程中是一个从弱变强再

8、减弱的趋势，其所起的作用也是遵循这个趋势，其在幼虫的中期所起的作用最大。表4蝈蝈不同发育时期过氧化物酶同工酶的比拟0.02+1000.05+1000.08+400.13-+-+400.17+300.19-+-+-600.22-+-+800.24-+900.26-+900.34-+-700.43-+900.45+70酶带总数31注：*代表主带，+表示有酶带，表示无酶带。由表4可以看出，酶带Rf=0.02、酶带(Rf=0.05)、酶带Rf=0.22、酶带Rf=0.24、酶带Rf=0.26、酶带Rf=0.43的出现频率分别为100%、100%、80%、90%、90%、90%，再次说明它们所代表的过氧

9、化物酶同工酶在蝈蝈的各个虫态中长期存在，在蝈蝈的成长过程中起着重要的作用。而酶带Rf=0.08、酶带Rf=0.13、酶带Rf=0.17的出现频率分别为40%、40%、30%，说明它们所代表的过氧化物酶同工酶在蝈蝈的个别虫态中起作用，可作为个别虫态的特征酶谱，如酶带Rf=0.08只在幼虫早期起作用，酶带Rf=0.17只在幼虫中期起作用，酶带Rf=0.13只在1龄、2龄和4龄幼虫期起作用。表5蝈蝈不同发育期过氧化物酶同工酶酶带颜色的比拟较浅较深较深较浅较浅较浅较深较深较浅较深较浅较深较深较浅较浅较浅较深较深较浅较深较浅较深较浅浅较深较深较钱较钱较深较浅较浅较深较深较深较深较浅较浅较深较深较深较深较

10、浅较深较浅较浅深深深深深深深深深较深较深较深较深较深较深浅较浅较深较深浅较浅深浅深较浅较浅浅较浅深深较深深较深较深深深深深深深深同时，由表4、表5还可以看出，每种过氧化物酶同工酶在蝈蝈的各个虫态中所起的作用也不一样，有的过氧化物酶同工酶在某个虫态中的含量高，其活性也高，所以其所起的作用也就相应较大。而同一种过氧化物酶同工酶在另一虫态中的含量低，其活性也就低，所以其所起的作用也就相应较小。例如，酶带Rf=0.34，它在蝈蝈的3龄幼虫、4龄雄幼虫期、5龄雄幼虫期为浅，1龄幼虫和2龄幼虫期为较深，4龄雌幼虫、5龄雌幼虫期为深，这说明在4龄雌幼虫和5龄雌幼虫期酶带活性较强，所起的作用也比拟大，而在其它

11、时期，酶带活性那么没这么强，相应的所起的作用也就较低。其它的酶带也可以用同样的方法分析。2.2过氧化物酶同工酶与发育期的关系图3蝈蝈POD同工酶酶带数与发育期的关系如图3所示，过氧化物酶同工酶的酶带数随蝈蝈发育期的变化而变化，先是逐步增加，4龄到达最大值；然后又逐渐减少，但是发育到成虫期以后酶带条数还是多于卵期，可以说明成虫期以后酶的活性大于卵期，卵是酶活性最低的时期。在蝈蝈的整个发育过程中，酶带数大局部集中为9条、10条、11条，在5龄期酶带数与成虫期相差不大，说明5龄期已接近于成虫期；4龄期为酶带数的峰值期，说明该阶段蝈蝈的抗性最强，也是发育的关键时期，所以在饲养过程中应该注意营养的搭配和

12、供给。总体而言，随着蝈蝈发育期的变化，控制过氧化物酶的基因依次开启，到4龄时期，由于生理活动的增加，基因开启数目到达峰值；之后，蝈蝈的生理活动逐渐减少，基因逐渐关闭，为完成其生理活动提供了必要条件。3结论与讨论3.1过氧化物酶同工酶酶谱在各发育期的相似相异性从电泳结果分析，蝈蝈各个虫态的过氧化物酶同工酶有着一定的相似性和相异性，在体内一直存在，在生长发育过程中遵循着一个从弱变强再减弱的趋势，同时也同过氧化物酶同工酶在体内的功能有关。从各个时期酶带条数可以看出，不同发育期的酶带条数是有规律出现的，比方4、5龄幼虫不管雌还是雄其酶带条数是一样的，说明了在发育过程中雌雄虫体中酶的功能是相同的。1龄、2龄、3龄虫态时，发育过程中还没有分出雌雄虫体。1龄、2龄酶带根本相同，说明在这两个发育时期酶的功能根本上是相同的，到3龄幼虫酶带条数又突然减少，酶活性