全 文 ： 收稿日期 }t||| p sy p tx ∀
基金项目 }国家自然科学基金 o项目批准号 v|zzsyt| ∀
第 vy卷 第 x期u s s s年 | 月
林 业 科 学
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芫花乙醇粗提物对菜粉蝶幼虫消化酶系的影响
王问学 廖飞勇 莫建初
k中南林学院资环学院 株洲 wtussyl
摘 要 } 菜粉蝶k Πιερισ ραπαεl幼虫取食芫花粗提物 uw «后 o中肠淀粉酶 !蛋白酶 !酯酶 !转化酶的活力增强 o
其中肠组织中淀粉酶及肠腔中蛋白酶活力增强的程度达显著水平 ~粗提物使海藻糖酶活力下降 o差异达显著
水平 ∀石蜡切片表明 o芫花引起细胞核向肠腔内侧移动 o围食膜逐渐消失 o肠壁细胞中的空泡显著增多 !增
大 o肠组织结构变得没有层次性 ∀电镜观察表明 o芫花粗提物处理 uw «后 o引起细胞内粗糙内质网上的核糖
体数量明显增多 o线粒体内嵴开始模糊 !肿胀 ∀因而认为 o粗提物刺激肠组织超量分泌消化酶 o加之抑食作用
使取食量减少 o导致体重减轻 o体能逐渐衰竭而死亡 ∀
关键词 } 芫花粗提物 o消化酶系 o菜粉蝶
ΤΗΕ ΕΦΦΕΧΤ ΟΦ ΓΕΝΚΩΑΝΙΝ ΑΧΤΙς Ε ΕΞΤΡΑΧΤ ΟΝ ∆ΙΓΕΣΤ ΕΝΖΨΜΕΣ
ΑΝ∆ ΤΙΣΣΥΕ ΣΤΡ ΥΧΤΥΡΕΣ ΟΦ ΠΙΕΡΙΣ Ρ ΑΠΑΕ
• ¤±ª • ±¨¬∏¨ ¬¤² ƒ ¬¨¼²±ª ²¬¤±¦«∏
( Χεντραλ Σουτηερν Φορεστ Χολλεγε Ζηυζηουwtussy)
Αβστραχτ : ׫¨ ¤¯¦²«²¯ ¤¦·¬√¨ ¬¨·µ¤¦·©µ²°·«¨ ³¯¤±·∆απηνε γενκωᬶ¤¶·µ²±ª¤±·¬©¨ §¨¤±··² Αβραξασ µιρανδα ,
Πιερισραπαε . ׫¨ ¬¨³¨µ¬° ±¨·¶º µ¨¨ ¦¤µµ¬¨§²∏·º¬·« Π. ραπαε ·²©¬±§·«¨ ° ¦¨«¤±¬¶° ¤©©¨¦·¨§¥¼ ·«¨ ¤¦·¬√¨ ¬¨2
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Κεψ ωορδσ: ∆απηνε γενκωαo⁄¬ª¨¶·¨ ±½¼°¨o Πιερισραπαε
芫花k ∆απηνε γενκωα ≥ q¨¥q¨·∏¦¦ql是瑞香科的一种多年生小灌木 o广布于我国长江流域 ∀其中
含有多种有毒成份 o如 }瑞香素 !
!≤ !⁄ov2羟基芫花毒素等 ∀研究表明k莫建初 ot||y ~王 海等 o
t||{l o芫花的乙醇浸提物及其初步分离的活性组份对卫矛金星尺蠖k Αβραξασ µιρανδα) !菜粉蝶幼虫
具强烈的抑食和胃毒作用 ~在非择食条件下使前者取食量比对照减少 y{ h k王 海等 ot||{l ~使后者在
择食条件下减少取食量 |s h k王问学等 ot|||l ∀为了探明芫花的杀虫机理 o为发现新的药物作用靶标
和创制农药提供新线索 o我们研究了芫花粗提物对菜粉蝶幼虫消化酶系的影响 ∀
t 试验材料
芫花 采自湖南株洲市龙头铺镇 ∀剥下茎皮烘干 o粉碎后备用 ∀tw h芫花粗提物的制备 }用 xs °
无水酒精浸泡 z ª芫花 uw «后过滤定容至 xs °∀
试虫 菜粉蝶k Π. ραπαεl幼虫 o采自野外没有施药的苞菜k Βρασσιχα ολεραχεα)上 o待涂 tw h芫花粗
提物的苞菜叶表面凉干后喂虫 ∀
u 研究内容及方法
211 芫花粗提物对试虫中肠消化酶系的影响
挑取在芫花乙醇粗提物上饲养 t §!龄期一致的 w ∗ x龄幼虫 o逐条用分析天平称其重量 o在冰浴中
解剖 o取出中肠 o在 w °缓冲液中把肠腔内食物洗出 o取出肠组织放在另一个 w °缓冲液中 o用匀浆
器把肠壁组织及食物分别匀浆 o再以 wsssµr°¬±离心 x °¬±o取其上清液作酶液 ∀对照组为取食未处理
叶的幼虫 o提取酶液方法同上 ∀每处理 ts条 ∀
淀粉酶用 u2k陈长琨 ot||y ~谢麟阁 ot|{ul法测定 ∀转化酶用 v ox2二硝基水杨酸法测定k冯
慧 ot|{|l o海藻糖酶 v ox2二硝基水杨酸法测定 o脂肪酶用 Α2醋酸萘酯和固蓝盐
法测定k冯 慧 o
t|{|l ∀蛋白酶用双缩脲法测定k沙槎云等 ot|{tl ∀
212 芫花粗提物对菜粉蝶幼虫中肠组织结构的影响
解剖在用芫花粗提物处理过的叶片取食 t !u !v §的菜粉蝶幼虫 o取出中肠 o按常规石蜡切片法制片
观察 ∀中肠在 u1x h戊二醛中固定 u «以上 o送请湖南师范大学电镜室代做电镜切片 ∀
v 试验结果
311 芫花乙醇粗提物对消化酶的影响
表 1 芫花乙醇粗提物对消化酶活力的影响 ≠
Ταβ .1 Τηειν ϖιϖο εφφεχτσ οφ ∆ . γενκωα αχτιϖεεξτραχτ ον διγεστ ενζψµεσ οφ Π. ραπαε
淀粉酶 °¼¯ ¤¶¨
kΛªrªq°¬±l
酯酶 ∞¶·¨µ¤¶¨
kΛªr°ªq°¬±l
转化酶 ±√ µ¨·¤¶¨
kΛªr°ªq°¬±l
对照
≤²±·µ²¯
肠组织
∏··¬¶¶∏¨ t qy|u ? s qxy| ¦ tv qsww ? v qxwu ¤ w qwz{ ? s qt|u ¤
肠腔 ∏° ±¨ w qz|{ ? t qxuu ¤¥ w qs|w ? u qsy{ ¥ v qx{t ? t qswu ¥
芫花处理
×µ¨¤·¨§ º¬·« ∆ . γενκωα
¤¦·¬√¨ ¬¨·µ¤¦·
肠组织
∏··¬¶¶∏¨ w qutv ? t q|vu ¥ tw q{{| ? u q|xs ¤ w q{tw ? s qu{y ¤
肠腔 ∏° ±¨ y qzt{ ? t qsxs ¤ x qt{y ? u qsyv ¤¥ w quww ? s qvsw ¤¥
表 2 芫花乙醇粗提物对消化酶活力的影响 ≠
Ταβ .2 Τηειν ϖιϖο εφφεχτσ οφ ∆ . γενκωα αχτιϖεεξτραχτ
ον διγεστ ενζψµεσ οφ Π. ραπαε
海藻糖酶 ×µ¨«¤¯¤¶¨
kΛªrªq°¬±l
蛋白酶 °µ²·¨¬±¤¶¨
kΛªrªq°¬±l
对 照k肠腔l
≤²±·µ²¯k∏° ±¨l y qs|xz ? t qsxvt ¤ s q{ut| ? s qw{ux ¥
饥 饿k肠腔l
≥·¤µ√¤·¬²±k∏° ±¨l x qyyvt ? t qszst ¥ u q{s{s ? t qt|{y ¤
芫花处理k肠腔l
×µ¨¤·¨§ º¬·« ∆ . γενκωα
¤¦·¬√¨ ¬¨·µ¤¦·k∏° ±¨l
w qvxz| ? t qvtzt ¥ u qt|wu ? s qxxx{ ¤
≠ 字母不同代表差异显著 oΑ s qsx ∀ ¤¨±¶¶¬ª±¬©¬¦¤±·¤°²±ª¦²¯∏°¶¤·
x h q
芫花乙醇粗提物处理试虫 uw «以后 o各
消化酶活力指数变化如表 t !u ∀从表 t !u可
见 o处理试虫中肠除海藻糖酶酶活力指数下
降且差异达显著水平外 o其它几种酶活力指
数均有所升高 o但升高的程度不同 }肠组织
中淀粉酶 !蛋白酶活力升高的程度达显著水
平 ~酯酶 !转化酶活力升高的程度未达显著
水平 ∀同时表中显示 o处理后肠组织中淀粉
酶 !酯酶 !转化酶活力升高的程度大于肠腔
中k海藻糖酶 !蛋白酶未测定l o这说明芫花
先刺激肠组织大量分泌消化酶液 o引起消化
酶活力指数的升高 o从而导致肠腔中酶活力
指数的升高 ∀至于酯酶活力在肠组织远大
于在肠腔中 o则与其属细胞内消化酶有关 ∀
312 芫花粗提物对中肠组织结构的影响
用芫花处理菜粉蝶幼虫 uw «后 o细胞核向肠腔方向移动 o肠壁细胞中的空泡数量很多 o而且较大 o
围食膜比较完整 o微绒毛完好 ∀w{ «后 o肠壁细胞变厚 o排列有些混乱 o空泡数量增多 ∀细胞靠近肠腔
一侧出现成片的空泡区 o围食膜部分消失 o食物与肠壁细胞接触 ∀zu «后 o空泡数量极多 o但较小 o围食
膜消失 o食物与肠壁细胞接触 o微绒毛表现出明显的病变 o能观察到的细胞核减少 ∀
电镜观察表明正常情况下线粒体k°l为粒状 o内嵴清晰k图 t2tl o核k±l内物质分布均匀k图 t2wl ~
用芫花粗提物处理 uw «后 o线粒体内嵴开始变得模糊k图 t2vl o特别是部分细胞内粗糙内质网kµ∞ l上
sz 林 业 科 学 vy卷
图 t 芫花乙醇粗提物对菜粉蝶幼虫消化酶系的影响
ƒ¬ªqt ׫¨ ©¨©¨¦·²©ª¨ ±®º¤±¬± ¤¦·¬√¨ ¬¨·µ¤¦·²± §¬ª¨¶ ±¨½¼° ¶¨¤±§·¬¶¶∏¨ ¶·µ∏¦·∏µ¨¶²© Π. ραπαε .
t对照组线粒体k°l及粗糙内质网kµ∞ lk ≅ tssssl ~u 处理组粗糙内质网kµ∞ quw«qlk ≅ tssssl ~v 处理组线粒体k ° quw«lk ≅
uxsssl ~w 对照组细胞核k±lk ≅ ysssl ~x 处理组细胞核k±lk ≅ ysssl ~y处理组线粒体k° quw«lk ≅ ysssl ∀t ¬·²¦«²±§µ¬¤¤±§µ²∏ª«
±¨§²³¯¤¶°¬¦µ¨·¬¦∏¯∏°©²µ¦²±·µ²¯ ou ²∏ª« ±¨§²³¯¤¶°¬¦µ¨·¬¦∏¯∏°©²µ·µ¨¤·° ±¨·ov ¬·²¦«²±§µ¬¤©²µ·µ¨¤·° ±¨·ow ∏¦¯¨ ¤µ©²µ¦²±·µ²¯ ox ∏2
¦¯¨ ¤µ©²µ·µ¨¤·° ±¨·oy ¬·²¦«²±§µ¬¤©²µ·µ¨¤·° ±¨·q
的核糖体增多k图 t2ul o这一变化与测得的处理试虫酶活力提高相吻合 o部分细胞核质开始向内收缩
k图 t2xl ~处理 zu «后作为能量工厂的有些线粒体的内嵴已完全消失 o只剩下一个肿胀的空壳k图 t2yl o
这从细胞水平上说明了由于芫花的抑食作用 o试虫的能源入不敷出 o只好动用体内贮能来维持生命 o从
而导致体重负增长 o活动能力下降 o最后死亡 ∀
tz 第 x期 王问学等 }芫花乙醇粗提物对菜粉蝶幼虫消化酶系的影响
w 结果与讨论
用涂有芫花粗提物的叶子喂菜粉蝶幼虫 uw «后 o引起中肠淀粉酶 !酯酶 !转化酶 !蛋白酶活力指数
不同程度的升高 o而海藻糖酶活力指数下降 ∀
虽然芫花粗提物在体内引起各种消化酶的活力指数增强 o但肠组织中酶活力增加的程度比肠腔中
大得多 o这说明芫花粗提物是先影响肠组织 o引起分泌的酶量增加 o然后才使肠腔中酶活力增加 ∀这与
苦皮藤素 ∂ 对东方粘虫中肠消化酶无显著影响的情况不同k刘惠霞等 ot||{l ∀
与常规胃毒剂抑制消化酶系活力而导致中毒昆虫营养不良直至死亡的情况相反 o芫花粗提物使试
虫消化酶活力增强 o其中尤以对肠壁细胞k非肠腔l的作用更大 ∀电镜照片显示部分细胞粗糙内质网上
核糖体增多也支持了酶活力增强的实验结果 ∀既然毒素使消化酶系活力提高 o为何中毒昆虫却体重减
轻 !试虫较快死亡 我们认为原因有二 }一是毒素进入肠腔后 o刺激肠壁细胞超量分泌消化酶来与毒物
结合或降解它 o以缓解或消除其毒害作用 o这样就使虫体消耗了大量用于组成消化酶的氨基酸和能量 o
导致体能衰竭k从电镜照片的线粒体崩解 o粗糙内质网结构模糊 !混乱获得佐证l ~二是由于胰蛋白酶等
超量分泌使含硫氨基酸大量消耗 o造成了氨基酸各组份的比例失调 o导致营养贫乏k¤±·¬2±∏·µ¬·¬²±¤¯ ©¨2
©¨ ¦·¶lk
µ²¤§º¤¼ ot|{yl ∀
芫花粗提物进入体内是否引起其它解毒酶系k如多功能氧化酶l的变化 o则有待进一步研究 ∀
参 考 文 献
陈长琨主编 q昆虫生理生化实验 q北京 }农业出版社 ot||y
冯 慧 q昆虫生物化学分析法 q北京 }农业出版社 ot|{|
刘惠霞 o董育新 o吴文君 q苦皮藤素 ∂ 对东方粘虫中肠细胞及其消化酶活性的影响 q昆虫学报 ot||{ owtkvl }ux{ ∗ uyt
莫建初等 q芫花杀虫组分的初步分离和生物测定 q中南林学院学报 ot||y otykwl }xu ∗ xx
沙槎云 o白 成 o温 洁 q粘虫肠道蛋白酶在苏芸金杆菌肯尼亚变种/ zwsw0晶体致病中的作用 q昆虫学报 ot|{t ouwkvl }uvz ∗ uwu
王 海 o王问学 o莫建初等 q植物源昆虫调控剂研究 ¶ q芫花杀虫活性组分的分离及生物测定 q中南林学院学报 ot||{ ot{kvl }{y ∗ |t
王问学 o张 军 q芫花乙醇粗提物抑食行为的研究 q森林病虫通讯 ot|||k待发表l
谢麟阁 q蓑蛾越冬幼虫中肠的封闭及中肠细胞淀粉酶的残留 q昆虫学报 ot|{u ouxkvl }vv| ∗ vwt
张 兴 o赵善欢 q川楝素对菜青虫中肠组织的影响 q昆虫学报 ot||t ovwkwl }xst ∗ xsu
µ²¤§º¤¼ o≥ ¤¨± ≥ ⁄∏©©¨ ¼ q °¯ ¤±·³µ²·¨¬±¤¶¨ ¬±«¬¥¬·²µ¶} ° ¦¨«¤±¬¶° ²©¤¦·¬²± ¤±§ ©¨©¨ ¦·²± ·«¨ ªµ²º·«¤±§§¬ª¨¶·¬√¨³«¼¶¬²¯²ª¼ ²© ¤¯µ√¤¯
Ηελοπτηισ ζεα ¤±§ Σποδοπτερα εξιθυα . q±¶¨¦·°«¼¶¬²¯ qt|{y ovuktsl }{uz ∗ {vv
uz 林 业 科 学 vy卷