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The effect of CO2-enriched atmosphere exposure on the energy sources in drugstore beetle Stegobium paniceum

CO2气调胁迫对药材甲能源物质的影响



全 文 :植物保护学报 Journal of Plant Protection, 2016, 43(3): 405 - 411 DOI: 10􀆰 13802 / j. cnki. zwbhxb. 2016􀆰 03􀆰 008
基金项目:国家自然科学基金(31460476),国家级大学生创新创业训练计划项目(201510976005),贵州省科技厅重点项目(黔科合 JZ
字[2014]2002 号)
∗通讯作者(Author for correspondence), E⁃mail: lican790108@ 163. com
收稿日期: 2015 - 01 - 23
CO2气调胁迫对药材甲能源物质的影响
曹  宇1,2   杨文佳1   孟永禄1   熊正利1   冉光梅1   李  灿1∗
(1.贵阳学院生物与环境工程学院, 有害生物控制与资源利用贵州省普通高校特色重点实验室, 贵阳 550005;
2.贵州大学昆虫研究所, 贵州山地农业病虫害重点实验室, 贵阳 550025)
摘要: 为明确 CO2 气调胁迫对药材甲能源物质的影响,采用不同 CO2 浓度(10% 、30% 、50% 、70%和
90% )对其分别胁迫 2、4、6、8 h后,测定其体内多糖、可溶性蛋白质及脂肪等能源物质的含量,并计算
其利用率,探讨药材甲对气调胁迫的生理生化响应。 结果表明,相较于对照,随胁迫时间的延长及
CO2 浓度的升高,药材甲能源物质的含量均逐渐减少,利用率则逐渐增加。 10% CO2 浓度胁迫 2 h
下,单头药材甲多糖、蛋白质及脂肪的含量均最高,分别为 13􀆰 94、162􀆰 87 和 35􀆰 14 μg;其利用率最低,
分别为 4􀆰 85% 、2􀆰 04%和 11􀆰 02% 。 90% CO2 浓度胁迫 8 h 下,其含量最低,分别为 11􀆰 02、145􀆰 69 和
19􀆰 08 μg;利用率最高,分别为24􀆰 80% 、12􀆰 37%和51􀆰 68% 。 不同处理下,药材甲对3种能源物质的利
用率均差异显著,为脂肪 >多糖 >可溶性蛋白质。 表明 CO2 浓度和胁迫时间是导致药材甲能源物质
消耗的重要因素,而其对不同能源物质不同的利用率,则可能与昆虫抗气性的形成密切相关。
关键词: 药材甲; 气调; 能源物质; 多糖; 可溶性蛋白质; 脂肪
The effect of CO2⁃enriched atmosphere exposure on the energy
sources in drugstore beetle Stegobium paniceum
Cao Yu1,2   Yang Wenjia1   Meng Yonglu1   Xiong Zhengli1   Ran Guangmei1   Li Can1∗
(1. College of Biology and Environmental Engineering, Key & Special Laboratory of Guizhou College for Pest
Control and Resource Utilization, Guiyang University, Guiyang 550005, Guizhou Province, China;
2. The Provincial Key Laboratory for Agricultural Pest Management of Mountainous Region, Institute
of Entomology, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou Province, China)
Abstract: In order to clarify the effect of CO2 ⁃enriched atmosphere exposure on the consumption of
energy sources in drugstore beetle Stegobium paniceum, the content of polysaccharides, soluble protein
and lipid in S. paniceum were determined, after they were exposed to different CO2 ⁃enriched atmospheres
(10% , 30% , 50% , 70% and 90% ) for 2, 4, 6, and 8 h. Their utilization rates were also calculated
to explore the response of insects to CO2 exposure from physiological and biochemical levels. The results
showed that the contents of polysaccharides, soluble protein and lipid decreased, but their utilization
rates increased, with increasing CO2 concentration under the same exposure time or with the extension of
exposure time under the same CO2 concentration, compared to the controls. The highest content and
lowest utilization rate of energy source were in the treatment of 2 h exposure under 10% CO2, and the
content of polysaccharides, soluble protein and lipid were 13􀆰 94, 162􀆰 87 and 35􀆰 14 μg / insect, with
their utilization rates of 4􀆰 85% , 2􀆰 04% and 11􀆰 02% , respectively; the lowest content and highest
utilization rate of energy source were in the treatment of 8 h exposure under 90% CO2, with the contents
of 11􀆰 02, 145􀆰 69, 19􀆰 08 μg / insect and utilization rates of 24􀆰 80% , 12􀆰 37% and 51􀆰 68% ,
respectively. In addition, there was significant difference in the utilization rates of the three kinds of
energy sources, and the order was lipid > polysaccharides > soluble protein under all the CO2 exposure
treatments. Therefore, the CO2 concentration and exposure time were important factors causing energy
sources consumption of S. paniceum, and the significantly different utilization rates of different energy
sources in insects under different CO2 exposure treatments probably had some associations with their
resistance development to CO2 .
Key words: Stegobium paniceum; controlled atmosphere; energy source; polysaccharides; soluble
protein; lipid
    药材甲 Stegobium paniceum (L. )隶属于鞘翅目
窃蠹科,是一种典型的世界性分布储藏物甲虫,在美
国(Kotikal & Kulkarni,2000)、德国(Scheurer & Bau⁃
er⁃Dubau,1999;Benelli et al. ,2013)、印度(Ignatowicz
et al. ,2011)等国家大量发生和为害,对多种储藏物
造成严重损失;在我国贵州、湖北、山东等地区,药材
甲是中药材害虫上的优势种,可为害 300 多种药材,
造成严重的经济损失(Li et al. ,2009)。 化学药剂熏
蒸是最有效的防治储藏物甲虫的手段(Beckett et al. ,
1998),但涉及储藏物对人畜等的安全问题,化学药剂
的残留性使得储藏物的管理面临危机(Pimentel et
al. ,2007),而害虫对药剂抗性的不断增强则使得储
藏物害虫的防治形势越来越严峻(Zettler & Keever
1994;王殿轩等,2010;Ridley et al. ,2012)。
储藏物害虫防治中,CO2 气调技术被公认为是
一种有效、安全、无残留的防治措施,有望取代化学
熏蒸及其它药剂防治技术(Annis & Morton,1997;
Gunasekaran & Rajendran,2005)。 不同 CO2 浓度对
药材甲的毒力作用不同,其浓度越高,对药材甲的控
制效果越好(Gunasekaran & Rajendran,2005;李灿,
2008),但目前关于 CO2 气调控害机理的研究却鲜
有报道。 本课题组前期研究表明,药材甲体内不同
解毒酶的活性变化,对于其克服气调逆境起着重要
作用(李灿等,2007;Li et al. ,2009),正如昆虫不同
靶标酶相关性质的变化可有效应对化学药剂胁迫,
也可导致害虫抗药性的产生 ( Casida & Durkin,
2013;Low et al. ,2013)。 但许多研究指出,昆虫在
气调处理下的存活时间取决于其体内能源物质的供
给和利用率(Donahaye,1992;1993),其能源物质的
积累和利用差异,对昆虫的生存具有重要意义,也与
其抗气性的形成密切相关 ( Donahaye & Navarro,
2000;Wang et al. ,2000)。 同样,其它胁迫下昆虫的
能源物质也有不同的功能,如嗜卷书虱 Liposcelis
bostrychophilus和嗜虫书虱 L. entomophilus 对多糖、
可溶性蛋白质及甘油三酯的不同代谢,可应对不同
的化学药剂胁迫(程伟霞等,2005),这在褐飞虱 Ni⁃
laparvata lugens(张洁等,2011)、大豆蚜 Aphis gly⁃
cines(王红等,2014)等害虫上有一致的报道;蛋白质
等能源物质的变化对于烟蚜茧蜂 Aphidius gifuensis
抵抗低温具有积极作用(宋修超等,2012)。
因此,本试验在前期研究的基础上,进一步测定
了 CO2 气调胁迫下,药材甲体内多糖、可溶性蛋白
质及脂肪等能源物质的含量变化及利用情况,探明
害虫能源物质应对气调胁迫的作用,以期为探讨
CO2 气调技术对药材甲的控制机理及昆虫的抗气性
机制奠定基础。
1 材料与方法
1􀆰 1 材料
供试虫源:药材甲采自贵阳市药材公司药材上,
在人工气候实验室内饲养,温度 25 ± 1℃、相对湿度
(75 ± 5)% 、光照 14 L ∶ 10 D,以购自贵阳市药材公
司的中药材甘遂 Euphorbia kansui 为食料饲养 5 代
以上,取羽化后 2 ~ 3 d成虫作为试虫。
试剂及仪器:气体 CO2 (纯度 > 99% )购于贵阳
当地气体供应站;蒽酮,天津市科密欧化学试剂有限
公司;考马斯亮蓝 G⁃250、牛血清白蛋白 ( albumin
bovine serum,ABS),美国 Sigma 公司。 Allegra X⁃30
高速冷冻离心机,美国 Beckman Coulter 公司;754PC
紫外⁃可见分光光度计,上海菁华科技仪器有限公
司;KL⁃RO⁃20 自动双纯水系统,唐氏康宁科技发展
有限公司;BSA124S 电子天平,赛多利斯科学仪器
(北京)有限公司。
1􀆰 2 方法
1􀆰 2􀆰 1 CO2 气调对药材甲的胁迫处理
取羽化后 2 ~ 3 d 的药材甲成虫 60 头置于培养
盒,加入适量寄主药材甘遂后加盖密闭。 通过气调
混配仪,用导管通入设定浓度的气调气体,待气体浓
604 植  物  保  护  学  报 43 卷
度配比达到要求后,停止通气(Li et al. ,2009)。 将
培养盒的进出气口导管对接,放入人工气候箱培养
观察,设定试验相对湿度(70 ± 5)% 、温度 25 ± 1℃。
CO2 气调组配分别设置为 10% CO2 + 90% 空气、
30% CO2 + 70%空气、50% CO2 + 50%空气、70%
CO2 + 30%空气和 90% CO2 + 10%空气。 各浓度下
胁迫时间分别为 2、4、6、8 h,不同处理均以空气作为
对照,每处理重复 3 次,计算校正死亡率,校正死亡
率 = (处理组死亡率 -对照组死亡率) / (1 -对照组
死亡率) × 100% ,若对照组死亡率 > 20% ,试验需
重做。
1􀆰 2􀆰 2 药材甲能源物质含量的测定
多糖含量测定:参考 Keppler & Decker(1974)、
程伟霞等(2005)的蒽酮比色法进行测定。 分别挑
取不同气调处理后的药材甲 30 头,加入 6 mol / L 过
氯酸 4 mL 充分匀浆后,于 15 000 r / min、25℃条件
下离心 10 min,取其上清液加入 0􀆰 2%蒽酮试剂,混
合均匀后沸水浴 10 min,于 620 nm 处测定 OD 值,
每处理重复 3 次。 标准曲线利用葡萄糖制作,计算
单头药材甲多糖含量(μg)。
可溶性蛋白质含量测定:参考 Bradford(1976)、
程伟霞等(2005)的考马斯亮蓝 G⁃250 法进行测定,
挑取气调处理后的药材甲 30 头,加入 pH 7􀆰 0、0􀆰 04
mol / L的磷酸缓冲液 3 mL于冰水浴中匀浆,匀浆液
于10 000 r / min、4℃离心 15 min,取其上清液加入
1%考马斯亮蓝 G⁃250 反应,595 nm 处测定 OD 值,
每处理重复 3 次。 利用牛血清白蛋白制作标准曲
线,计算单头药材甲可溶性蛋白质含量(μg)。
脂肪含量测定:参照 Colinet et al. (2007)的方
法测定,将气调处理后的药材甲 30 头置于 60℃恒
温培养箱中干燥 48 h后称量虫体干重 M1。 取干燥
后的成虫于玻璃匀浆器中加入 6 mL 氯仿和甲醇提
取液(氯仿 ∶ 甲醇 = 2 ∶ 1)研磨匀浆,转移至离心管
中以 4 500 r / min离心。 转移上清,沉淀中再加入氯
仿和甲醇提取液,再次离心。 转移上清后剩余沉淀
在 60℃恒温培养箱中干燥 24 h至恒重 M2。 则脂肪
含量 = M1 - M2。 每处理重复 3 次。
1􀆰 2􀆰 3 气调胁迫下药材甲对能源物质的利用率
同样条件下,采用相同的方法,测定空气中自然
生长的活体药材甲能源物质多糖、可溶性蛋白质、脂
肪的含量作为对照,同时计算不同 CO2 气调胁迫处
理后,药材甲对能源物质的利用率(Wang & Zhao,
2003),能源物质利用率 = (对照含量 -气调处理后
含量) /对照 × 100% 。
1􀆰 3 数据分析
利用 SPSS 18􀆰 0 软件处理所测数据,采用 Dun⁃
can氏新复极差法检验各处理下药材甲的多糖、可
溶性蛋白质、脂肪的含量及利用率的差异显著性。
2 结果与分析
2􀆰 1 气调胁迫下药材甲能源物质的含量
2􀆰 1􀆰 1 多糖含量
经气调胁迫处理后,相对于对照,药材甲体内多
糖含量不同程度地显著下降(表 1)。 10% CO2 浓
度下,胁迫 2 h 后,单头药材甲多糖含量为 13􀆰 94
μg,随着胁迫时间的延长含量显著下降,胁迫 8 h
后,其含量为 12􀆰 84 μg,与胁迫 6 h 时无显著差异;
30% 、50% 、70%和 90% CO2 浓度下,在胁迫 2、4、6、
8 h后多糖含量都显著下降。 在相同胁迫时间下,
随着 CO2 浓度升高,多糖含量也显著下降。 如胁迫
2 h下,10% ~90%各 CO2 浓度胁迫下,单头药材甲
的多糖含量分别为 13􀆰 94、 13􀆰 59、 13􀆰 49、 12􀆰 83、
12􀆰 71 μg,胁迫 8 h 后则分别为 12􀆰 84、 12􀆰 46、
12􀆰 03、11􀆰 71、11􀆰 02 μg。 因此,药材甲体内多糖含
量随着胁迫时间的延长及 CO2 浓度的升高均显著
降低。
表 1 气调胁迫下药材甲体内多糖的含量
Table 1 Polysaccharide contents of Stegobium paniceum under the CO2 exposure μg
CO2 浓度 (% )
CO2 concentration
胁迫时间 Exposure time (h)
0 2 4 6 8
10 14􀆰 71 ± 0􀆰 11 aA 13􀆰 94 ± 0􀆰 08 bA 13􀆰 44 ± 1􀆰 05 cA 12􀆰 95 ± 1􀆰 02 dA 12􀆰 84 ± 0􀆰 09 dA
30 14􀆰 65 ± 0􀆰 09 aA 13􀆰 59 ± 1􀆰 01 bB 13􀆰 38 ± 0􀆰 09 cA 12􀆰 80 ± 0􀆰 08 dB 12􀆰 46 ± 0􀆰 07 eB
50 14􀆰 58 ± 1􀆰 05 aA 13􀆰 49 ± 0􀆰 09 bC 13􀆰 08 ± 1􀆰 02 cB 12􀆰 73 ± 0􀆰 07 dB 12􀆰 03 ± 0􀆰 09 eC
70 14􀆰 68 ± 1􀆰 12 aA 12􀆰 83 ± 0􀆰 07 bD 12􀆰 26 ± 0􀆰 09 cC 11􀆰 94 ± 0􀆰 05 dC 11􀆰 71 ± 0􀆰 09 eD
90 14􀆰 61 ± 0􀆰 93 aA 12􀆰 71 ± 1􀆰 01 bE 11􀆰 94 ± 0􀆰 09 cD 11􀆰 21 ± 0􀆰 09 dD 11􀆰 02 ± 0􀆰 06 eE
    表中数据为平均数 ±标准误。 同行不同小写字母和同列不同大写字母间表示经 Duncan 氏新复极差法检验差异显著
(P < 0􀆰 05)。Data are mean ± SE. Different lowercase letters in the same row or different uppercase letters in the same column indicate
significant difference by Duncan’s new multiple range test (P < 0􀆰 05).
7043 期 曹  宇等: CO2 气调胁迫对药材甲能源物质的影响
2􀆰 1􀆰 2 可溶性蛋白质含量
药材甲体内可溶性蛋白质含量在气调胁迫下与
多糖具有相似的变化趋势(表 2)。 10% CO2 浓度
胁迫 2 h后,单头药材甲可溶性蛋白质含量降低为
162􀆰 87 μg,8 h后降到 156􀆰 93 μg,与 6 h 时无显著
差异;30% CO2 浓度胁迫下 4 h与 6 h、6 h与 8 h之
间蛋白质含量无显著差异,50% CO2 浓度下胁迫 4
h与 6 h 之间无显著差异。 在 70% 、90% 高浓度
CO2 胁迫下,蛋白质含量在各胁迫时间下均差异显
著。 在胁迫相同时间后,单头药材甲可溶性蛋白质
含量同样随浓度的升高而降低,胁迫 2 h 时,10% ~
90%CO2 浓度下,由 162􀆰 87 μg 降低为 158􀆰 53 μg;
8 h后则由 156􀆰 93 μg下降为 145􀆰 69 μg。
表 2 气调胁迫下药材甲体内可溶性蛋白质的含量
Table 2 Soluble protein contents of Stegobium paniceum under CO2 exposure μg
CO2 浓度 (% )
CO2 concentration
胁迫时间 Exposure time (h)
0 2 4 6 8
10 167􀆰 22 ± 4􀆰 78 aA 162􀆰 87 ± 5􀆰 23 bA 159􀆰 96 ± 7􀆰 12 cA 157􀆰 88 ± 5􀆰 78 dA 156􀆰 93 ± 6􀆰 98 dA
30 166􀆰 92 ± 7􀆰 59 aA 162􀆰 05 ± 6􀆰 92 bB 158􀆰 44 ± 5􀆰 32 cB 157􀆰 18 ± 6􀆰 43 cdB 155􀆰 95 ± 7􀆰 33 dB
50 165􀆰 53 ± 8􀆰 33 aA 161􀆰 29 ± 6􀆰 45 bC 157􀆰 31 ± 6􀆰 32 cC 156􀆰 64 ± 8􀆰 19 cC 154􀆰 37 ± 7􀆰 12 dC
70 166􀆰 21 ± 8􀆰 12 aA 159􀆰 15 ± 9􀆰 12 bD 153􀆰 08 ± 5􀆰 21 cD 150􀆰 44 ± 7􀆰 38 dD 148􀆰 10 ± 8􀆰 43 eD
90 165􀆰 41 ± 6􀆰 51 aA 158􀆰 53 ± 8􀆰 28 bE 151􀆰 09 ± 4􀆰 38 cE 149􀆰 31 ± 6􀆰 59 dE 145􀆰 69 ± 4􀆰 32 eE
    表中数据为平均数 ±标准误。 同行不同小写字母和同列不同大写字母间表示经 Duncan 氏新复极差法检验差异显著
(P < 0􀆰 05)。Data are mean ± SE. Different lowercase letters in the same row or different uppercase letters in the same column indicate
significant difference by Duncan’s new multiple range test (P < 0􀆰 05).
2􀆰 1􀆰 3 脂肪含量
不同气调处理后,单头药材甲体内的脂肪含量
均显著下降(表 3)。 10% CO2 浓度下胁迫 2、4、6、8
h后,单头药材甲的脂肪含量分别为 35􀆰 14、33􀆰 27、
30􀆰 32 和 28􀆰 66 μg;90% CO2 浓度胁迫 2、4、6、8 h
后分别为 29􀆰 30、23􀆰 52、20􀆰 40 和 19􀆰 08 μg。 相同胁
迫时间下,随着 CO2 浓度从 10%上升到 90% ,单头
药材甲的脂肪含量均显著降低,胁迫 2 h 时分别为
35􀆰 14、34􀆰 58、33􀆰 12、30􀆰 27 和 29􀆰 30 μg;胁迫 8 h后
分别为 28􀆰 66、27􀆰 34、24􀆰 77、20􀆰 62 和 19􀆰 08 μg。 表
明随着胁迫时间的延长及 CO2 浓度的升高,药材甲
体内脂肪含量均显著降低。
表 3 气调胁迫下药材甲体内的脂肪含量
Table 3 Lipid contents of Stegobium paniceum under CO2 exposure μg
CO2 浓度 (% )
CO2 concentration
胁迫时间 Exposure time (h)
0 2 4 6 8
10 39􀆰 54 ± 2􀆰 26 aA 35􀆰 14 ± 1􀆰 31 bA 33􀆰 27 ± 2􀆰 15 cA 30􀆰 32 ± 2􀆰 06 dA 28􀆰 66 ± 2􀆰 17 eA
30 39􀆰 48 ± 3􀆰 01 aA 34􀆰 58 ± 2􀆰 01 bB 32􀆰 26 ± 1􀆰 95 cB 28􀆰 50 ± 1􀆰 91 dB 27􀆰 34 ± 1􀆰 02 eB
50 39􀆰 53 ± 2􀆰 75 aA 33􀆰 12 ± 2􀆰 07 bC 31􀆰 49 ± 2􀆰 04 cC 26􀆰 43 ± 2􀆰 11 dC 24􀆰 77 ± 1􀆰 26 eC
70 39􀆰 45 ± 1􀆰 86 aA 30􀆰 27 ± 1􀆰 58 bD 24􀆰 35 ± 1􀆰 48 cD 22􀆰 44 ± 1􀆰 84 dD 20􀆰 62 ± 1􀆰 16 eD
90 39􀆰 45 ± 2􀆰 54 aA 29􀆰 30 ± 2􀆰 83 bE 23􀆰 52 ± 1􀆰 82 cE 20􀆰 40 ± 1􀆰 59 dE 19􀆰 08 ± 1􀆰 42 eE
    表中数据为平均数 ±标准误。 同行不同小写字母和同列不同大写字母间表示经 Duncan 氏新复极差法检验差异显著
(P < 0􀆰 05)。Data are mean ± SE. Different lowercase letters in the same row or different uppercase letters in the same column indicate
significant difference by Duncan’s new multiple range test (P < 0􀆰 05).
2􀆰 2 气调胁迫下药材甲对能源物质的利用率
不同气调胁迫下,药材甲对多糖、可溶性蛋白质
及脂肪 3 种能源物质的利用率相似,且无论何种处
理下,药材甲对其的利用关系均为脂肪 >多糖 >可
溶性蛋白质,且差异显著(表 4)。 相同浓度下随着
胁迫时间的延长,药材甲对能源物质的利用率显著
升高。 除 10% CO2 浓度下,多糖的利用率在胁迫 6
h与 8 h之间无显著差异外,其它胁迫时间之间差异
显著,而在其余 CO2 浓度下,多糖的利用率在各胁
迫时间之间均差异显著;在 10% ~ 90%各 CO2 浓度
下,可溶性蛋白质和脂肪的利用率在各胁迫时段之
间均差异显著。
804 植  物  保  护  学  报 43 卷
胁迫相同时间下随着 CO2 浓度的升高,药材甲
对能源物质的利用率也显著升高。 胁迫 4 h 后,多
糖利用率在 10%和 30%CO2 浓度之间无显著差异,
胁迫 6 h后,30%与 50%CO2 浓度之间无显著差异,
而胁迫 2 h和 8 h 下,多糖利用率在各 CO2 浓度之
间差异显著。 对于可溶性蛋白质的利用率,在胁迫
2 ~ 8 h 各时段处理下,不同浓度之间均差异显著,
脂肪利用率具有类似的表现。 总体来看,3 种能源
物质的利用率均在 10% CO2 浓度下胁迫 2 h 后最
低,90% CO2 浓度下胁迫 8 h 后最高,多糖分别为
4􀆰 85%和 24􀆰 80% ;可溶性蛋白质分别为 2􀆰 04%和
12􀆰 37% ;脂肪分别为 11􀆰 02%和 51􀆰 68% (表 4)。
表 4 不同气调胁迫下药材甲能源物质的利用率比较
Table 4 The utilization rates of energy sources in Stegobium paniceum under different CO2 exposures %
CO2 浓度 (% )
CO2 concentration
胁迫时间 (h)
Exposure time
能源物质利用率 Utilization rates of energy sources
多糖 Polysaccharide 可溶性蛋白质 Soluble protein 脂肪 Lipid
10 2 4􀆰 85 ± 0􀆰 53 cEⅱ 2􀆰 04 ± 0􀆰 26 dEⅲ 11􀆰 02 ± 0􀆰 93 dEⅰ
4 8􀆰 26 ± 0􀆰 79 bDⅱ 3􀆰 79 ± 0􀆰 47 cEⅲ 15􀆰 76 ± 0􀆰 97 cEⅰ
6 11􀆰 56 ± 1􀆰 36 aDⅱ 5􀆰 04 ± 0􀆰 71 bEⅲ 23􀆰 22 ± 1􀆰 36 bEⅰ
8 12􀆰 33 ± 1􀆰 83 aEⅱ 5􀆰 61 ± 0􀆰 67 aEⅲ 27􀆰 42 ± 3􀆰 12 aEⅰ
30 2 7􀆰 26 ± 0􀆰 95 dDⅱ 2􀆰 53 ± 0􀆰 31 dDⅲ 12􀆰 44 ± 1􀆰 01 dDⅰ
4 8􀆰 65 ± 0􀆰 77 cDⅱ 4􀆰 70 ± 0􀆰 33 cDⅲ 18􀆰 31 ± 1􀆰 25 cDⅰ
6 12􀆰 65 ± 1􀆰 63 bCⅱ 5􀆰 46 ± 0􀆰 49 bDⅲ 27􀆰 82 ± 2􀆰 03 bDⅰ
8 14􀆰 97 ± 1􀆰 92 aDⅱ 6􀆰 20 ± 0􀆰 61 aDⅲ 30􀆰 78 ± 2􀆰 11 aDⅰ
50 2 7􀆰 92 ± 0􀆰 86 dCⅱ 2􀆰 99 ± 0􀆰 21 dCⅲ 16􀆰 14 ± 0􀆰 89 dCⅰ
4 10􀆰 72 ± 1􀆰 34 cCⅱ 5􀆰 38 ± 0􀆰 32 cCⅲ 20􀆰 25 ± 1􀆰 32 cCⅰ
6 13􀆰 11 ± 1􀆰 02 bCⅱ 5􀆰 79 ± 0􀆰 54 bCⅲ 33􀆰 06 ± 2􀆰 76 bCⅰ
8 17􀆰 91 ± 2􀆰 33 aCⅱ 7􀆰 15 ± 0􀆰 87 aCⅲ 37􀆰 28 ± 3􀆰 02 aCⅰ
70 2 12􀆰 38 ± 1􀆰 57 dBⅱ 4􀆰 28 ± 0􀆰 43 dBⅲ 23􀆰 34 ± 2􀆰 45 dBⅰ
4 16􀆰 31 ± 2􀆰 24 cBⅱ 7􀆰 93 ± 0􀆰 63 cBⅲ 38􀆰 34 ± 2􀆰 77 cBⅰ
6 18􀆰 52 ± 2􀆰 53 bBⅱ 9􀆰 52 ± 0􀆰 71 bBⅲ 43􀆰 17 ± 4􀆰 33 bBⅰ
8 20􀆰 07 ± 3􀆰 42 aBⅱ 10􀆰 92 ± 0􀆰 54 aBⅲ 47􀆰 78 ± 3􀆰 95 aBⅰ
90 2 13􀆰 27 ± 2􀆰 02 dAⅱ 4􀆰 65 ± 0􀆰 21 dAⅲ 25􀆰 80 ± 1􀆰 97 dAⅰ
4 18􀆰 50 ± 2􀆰 76 cAⅱ 9􀆰 12 ± 0􀆰 77 cAⅲ 40􀆰 43 ± 3􀆰 76 cAⅰ
6 23􀆰 48 ± 4􀆰 02 bAⅱ 10􀆰 19 ± 0􀆰 82 bAⅲ 48􀆰 34 ± 4􀆰 02 bAⅰ
8 24􀆰 80 ± 3􀆰 98 aAⅱ 12􀆰 37 ± 0􀆰 79 aAⅲ 51􀆰 68 ± 4􀆰 79 aAⅰ
    表中数据为平均数 ±标准误。 同列不同小写字母表示同一能源物质在相同 CO2 浓度不同胁迫时间下、同列不同大写字
母表示同一能源物质在相同胁迫时间不同浓度下、同行不同小写罗马字母表示不同能源物质在各处理间经 Duncan 氏新复极
差法检验差异显著(P < 0􀆰 05)。 Data are mean ± SE. Different lowercase letters in the same column indicate significant difference of
the same energy source among different exposure times under the same CO2 concentration; different uppercase letters in the same col⁃
umn indicate significant difference of the same energy source among different CO2 concentrations at the same exposure period; different
lowercase roman letters in the same row indicate significant difference among different energy sources with the same exposure period and
CO2 concentration at P < 0􀆰 05 level by Duncan’s new multiple range test.
3 讨论
气调控制(CO2 )是一种古老而有效的控害措
施,无毒无残留,对环境不产生负面影响,在储藏物
害虫防治上较化学防治更安全可靠,已在谷斑皮蠹
Trogoderma granarium (Everts)(Spratt et al. ,1985)、
米象 Sitophilus oryzae (L. ) (Annis & Morton,1997)
等仓储害虫防治上有广泛应用。 本课题组前期研究
表明,CO2 气调对药材甲有很好的控制效果(李灿和
李子忠,2006;李灿,2008),但并未涉及其控害机理
的研究。 有研究指出逆境胁迫下,昆虫体内能源物
质的变化对其克服不利条件具有重要意义(Wang &
Zhao,2003;宋修超等,2012)。 本研究结果表明,相
同气调浓度胁迫下随胁迫时间的延长,药材甲的多
糖、可溶性蛋白质及脂肪含量均不同程度地显著下
降,利用率则显著升高;胁迫相同时间下随着气调浓
度的升高,3 种能源物质具有相似的变化趋势。 因
此,CO2 气调胁迫导致药材甲能源物质的不断消耗,
9043 期 曹  宇等: CO2 气调胁迫对药材甲能源物质的影响
浓度越高,胁迫时间越长,其消耗越剧烈,加速昆虫
的死亡(Donahaye,1992;1993),这在嗜卷书虱的研
究中有类似报道,且其对甘油三酯利用的依赖与昆
虫的抗气性呈正相关(Wang & Zhao,2003)。 另有
研究也指出昆虫体内脂类化合物的储存量越高,对
气调逆境的抗性越强(Friedlander et al. ,1984)。 本
试验中无论何种处理下,药材甲对脂肪的利用率均
最高,说明脂肪也是药材甲应对气调胁迫的主要能
源物质,其利用率与药材甲抗气性的关系需进一步
研究。 而不同处理下,药材甲对 3 种能源物质的利
用关系均为脂肪 >多糖 >可溶性蛋白质,这可能与
短时气调胁迫下,不同能源物质提供 ATP 的效能差
异有关(Friedlander et al. ,1984;Zhou et al. ,2000)。
目前,气调逆境胁迫下,涉及药材甲及其它昆虫
能源物质的研究较少。 在其它逆境胁迫下,相关昆
虫能源物质的研究较多,如化学药剂短暂胁迫下,嗜
卷书虱和嗜虫书虱的多糖、可溶性蛋白质等能源物
质的含量升高与降低交替出现(程伟霞等,2005),
大豆蚜体内的能源物质则呈现不同程度的升高(王
红等,2014);低温胁迫下,烟蚜茧蜂的蛋白质含量
显著上升,而脂肪含量则显著降低 (宋修超等,
2012)。 因此,与气调胁迫相比,昆虫能源物质的变
化不同,说明不同逆境条件下,昆虫对能源物质的利
用机制存在差异,当然也可能与昆虫种类有关。 因
此,关于逆境下昆虫能源物质代谢的复杂性有待进
一步研究阐述。
本试验仅研究了气调胁迫下药材甲部分能源物
质的代谢利用,更多能源物质的代谢及其转化分解
和供能情况仍需要进一步探讨(Friedlander & Na⁃
varro,1984)。 另外,气调作用下昆虫体内水分散失
加剧(Zhou et al. ,2000),各种解毒酶活性发生不同
变化(Wang et al. ,2000; Li et al. ,2009;李灿等,
2013),加之环境因子中如温度、湿度对气调的影
响,要想阐明气调对药材甲的控害机制或者昆虫的
抗性机制,许多相关研究需要突破。
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(责任编辑:李美娟)
1143 期 曹  宇等: CO2 气调胁迫对药材甲能源物质的影响