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Application of electrophoretic analysis on detecting the predation of Pardosa astrigera to Plutella maculipennis Curtis

星豹蛛对小菜蛾捕食作用的电泳检测研究



全 文 :     该作者现为中国农业大学在读博士生
     通讯作者
收稿日期 :20050214   改回日期 :20050405
星豹蛛对小菜蛾捕食作用的电泳检测研究
王宁波  李生才 
(山西农业大学农学院  太谷   030801)
摘  要  本研究应用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术 ,对星豹蛛雌雄蛛(Pardosa astrigera)捕食猎物小菜蛾( Plutella ma
culipennis Curtis)前后酯酶同工酶的变化进行了电泳分析 。结果表明 ,在星豹蛛体内可以检测到被捕食猎物的特有
酯酶同工酶酶带 ,且雌蛛最佳检测时间为捕食后 3 ~ 6h ,雄蛛为 6 ~ 9h ,猎物在星豹蛛雌蛛体内的消化时间短于雄
蛛 。
关键词  星豹蛛  小菜蛾  电泳  酯酶同工酶
Application of electrophoretic analysis on detecting the predation of Pardosa astrigera to Plutella maculipennis Curtis .
WANG NingBo ,LI ShengCai (College of Agriculture ,Shanxi Agricultural University ,Taigu 030801 ,China) ,CJEA ,
2006 ,14(4) :176 ~ 178
Abstract   The polyacylamide gel electrophoretic analysis was used to detect the changes of esterase isoenzymes (EST) in
Pardosa astrigera ( ♀ / ♂ ) after feeding the beet armyworm Plutella maculipennis Curtis . The results show that the
special EST of prey is found , the optimal detecting time for the polyacylamide gel electrophoretic is from 3h to 6h for the
female spider and from 6h to 9h for the male spider after feeding .The female spiders digesting is quicker than that of the
male .
Key words   Pardosa astrigera , Plutella maculipennis Curtis ,Electrophoresis ,Esterase isoenzyme
(Received Feb .14 ,2005 ; revised April 5 ,2005)
捕食性天敌在害虫生物防治中具有极其重要的作用 ,捕食者和猎物之间的相互关系问题一直是生态学
研究的中心课题之一 。 昆虫学家们采用了许多不同的研究方法 ,希望能正确评价捕食性天敌对目标害虫的
控制作用[1] 。蜘蛛作为农林害虫的主要捕食性天敌之一 ,在控制害虫方面具有重要的作用[2 ,3] 。 利用酯酶
同工酶电泳检测技术可以准确评价这一作用 ,其理论依据是在天敌体内能检测到猎物的蛋白带 ,从而获得
捕食作用的直接证据 。国内外学者已经先后进行过一些酯酶同工酶的研究工作[4 ~ 7] 。 本研究应用聚丙烯
酰胺凝胶电泳技术 ,分析了星豹蛛( ♀ / ♂ )捕食小菜蛾前后酯酶同工酶的变化 ,探讨雌雄异体在捕食功能方
面的差异及捕食后的酶带最佳检测时间区段 ,为进一步研究星豹蛛的捕食功能提供参考 。
1  试验材料与方法
星豹蛛( ♀ / ♂ )采自山西省太谷县杨家庄甘蓝田内 ,成熟雌雄蜘蛛共计 10 头 ,分别饲养于玻璃指形管
2cm × 12cm(每管 1头)内待用 ,管底放有浸湿的棉花团用于补充水分 。 取饥饿 48h 后连续两天喂田间采集
的小菜蛾三龄幼虫(每次投放 2头/管) 、饥饿 48h后连续两天喂田间采集的菜蚜(每次投放 60头/管)和连续
饥饿 96h的星豹蛛 ,用解剖刀将其头胸部与腹部分开 ,分别加入 04mL 预冷的 01mol/L 、pH70 的磷酸缓
冲液 ,冰浴研磨 ,研磨静置后离心(4000r/min × 15min)取上清液 ,储存在 4 ℃ 冰箱内备用 ,点样时加入适量的
01 %蔗糖溴酚蓝做指示剂 。星豹蛛对猎物消化时间的测定是分别将进食猎物后 3h 、6h 、9h 和 12h 的星豹
蛛 ,按上述方法制样 ,取样设计方案见表 1 。 电泳采用垂直板型 ,胶板规格见参考文献[8 ,9] ,200mm ×
200mm × 3mm样槽 ,进样量为 01mL ,凝胶浓度为浓缩胶 7 % 和分离胶 4 % 。 电泳在 4 ℃ 的冰箱中进行 ,起
始电压 100 ~ 150V ,0 .5h后加到 200 ~ 250V 。室温(24 ~ 25 ℃ )下染色 ,将 100mL酯酶染色液(称取 50mg α醋
第 14卷第 4期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .14   No .4
2 0 0 6年 1 0月 Chinese Journal of EcoAgriculture Oct .,  2006
   酸萘酯 ,100mg 监牢蓝 RR)先用约
5mL丙酮溶液溶解 ,再用 001mol/L 、
pH 值为 50 磷酸缓冲液稀释到
150mL 注入培养皿中 ,染色 15 ~
30min ,棕色带出现后 ,即用水清洗并
用 7 %的冰醋酸脱色保存 。
2  结果与分析
捕食小菜蛾前雌雄蛛比较 。 连续
饥饿 96h的雄蛛和雌蛛头胸部的酯酶
同工酶可辨酶带无论从位置 、数量还
是强弱方面都无显著差异 ,而腹部酶
带恰恰相反 ,由图 1 中 04 可以看出 ,
雌蛛的酯酶同工酶可辨酶带有4条 ,
表 1  星豹蛛( ♀ / ♂ )头胸部和腹部在不同时间区段内的取样设计方案 
Tab .1   The sampling plan about head , thorax and abdomen of
Pardosa astrigera ( ♀ / ♂ ) in different times
星豹蛛
Pardosa ast rigera
空   腹
No feeding
for three
days
捕食小菜
蛾后 3h
Three
hours
after
feeding
PL U
捕食小菜
蛾后 6h
Six
hours
after
feeding
PL U
捕食小菜
蛾后 9h
Nine
hours
after
feeding
PL U
捕食小菜
蛾后 12h
T welve
hours
after
feeding
PL U
捕食菜
蚜后 3h
Three
hours
after
feeding
VEG
雄蛛头胸部( ♂ /HT) 01 11 21 31 41 91
雌蛛头胸部( ♀ /HT) 02 51 61 71 81 101
雄 蛛 腹 部 ( ♂ /A) 03 12 22 32 42 92
雌 蛛 腹 部 ( ♀ /A) 04 52 62 72 82 102
     PL U 为小菜蛾 ,VEG 为菜蚜 ,HT 为头胸部 ,A 为腹部 。
图 1  未捕食猎物星豹蛛体内酯酶同工酶图谱 
Fig .1   The figure of esterase isoenzymes in the body of
Pardosa astrigera of no feeding for 3 days
虫指小菜蛾 3龄幼虫 。
其 RF值为 047 ~ 065 ,其中后 3条为强带 ,说明未捕食
前雌蛛腹部可辨酯酶同工酶酶带从数量和强弱方面都优
于雄蛛 。对照小菜蛾酶带 5条( RF值为 037 ~ 076) ,RF
值为 045的强带是其特有的酶带 。
捕食小菜蛾后雌雄蛛头胸部不同消化时间酯酶同工
酶的比较 。由图 2 可知 ,雌雄蛛捕食小菜蛾后的头胸部
酯酶同工酶的变化趋势为雌蛛的酶带始终多于雄蛛而且
清晰 ,雌蛛酶带最多达 9 条( RF 值为 036 ~ 090) ,雄蛛
为 5条( RF值为 044 ~ 081) 。 捕食后 3h ,雄蛛(11)只出
现一条非自身而接近小菜蛾( RF值为 076)的酶带 ,而雌
蛛(51)可以检测到小菜蛾特有酶带 。在捕食后 6h ,雄蛛可
以检测到小菜蛾特有酶带 ,而雌蛛的酶带显著变弱 ,并出现
图 2  星豹蛛捕食猎物前后头胸部酯酶同工酶的差异
Fig .2   The changes of esterase isoenzymes in the head and
thorax of Pardosa astrigera after feeding the armyworm
了新的酶带( RF值为
036) ,捕食小菜蛾产
生的特有酶带( RF值
为 045)消失 。 捕食
后 9 ~ 12h ,雌雄蛛由
于捕食小菜蛾所产生
的酶带逐渐变弱 ,恢复
捕食前水平 。所以 ,雄
蛛头胸部最佳检测时
间为 6 ~ 9h ,而雌蛛为
3 ~ 6h 。
图 3  星豹蛛捕食猎物前后腹部酯酶同工酶的差异
Fig .3   The changes of esterase isoenzymes in the abdomen of
Pardosa astrigera after feeding the armyworm
捕食小菜蛾后
雌雄蛛腹部不同消
化时间酯酶同工酶
的比较 。 由图 3 可
知捕食后 3h ,雌蛛
(52)检测到酶带 9
条( RF 值为 045 ~
081 ,其中 7 条强
带) ,包括小菜蛾特
第 4期 王宁波等 :星豹蛛对小菜蛾捕食作用的电泳检测研究 177 
有酶带 ,雄蛛(12)检测到 8条( RF值为 056 ~ 086 ,其中 3条强带) ,只有一条酶带接近小菜蛾酶带( RF值
为 076) ;捕食后 6h ,雌蛛(62)的酶带逐渐变弱 ,而雄蛛(22)可以检测到小菜蛾特有酶带 ;捕食后 9 ~ 12h ,雌
雄蛛由于捕食小菜蛾所产生的酶带仍然清晰可辨 ,但位置和强弱有所变化 。 所以 ,雄蛛腹部最佳检测时间
为 6 ~ 9h ,而雌蛛为3 ~ 6h ,与头胸部检测吻合 。
捕食小菜蛾和其他猎物后 3h雌雄蛛的头胸部和腹部酯酶同工酶的比较 。 不同捕食者捕食小菜蛾和捕
食菜蚜后的酶带数量基本一致 ;头胸部差异较小 ;但腹部差异较大 ,特别是雌蛛 ,带的位置和强弱有显著差
别 ;雌蛛的 51(9条酶带 ,RF值为 036 ~ 090 ,有 7 条强带)和 101(8 条酶带 ,RF值为 026 ~ 085 ,有 2 条
强带)比较 ,RF值为 026 的酶带及捕食小菜蛾后的特有酶带是捕食两种害虫的标志性区别带 。
3  小结与讨论
蜘蛛的前肠和食物存储器官是位于头胸部的 ,而其主要消化器官中 、后肠是位于腹部 。 本研究分别对
星豹蛛雌雄蛛做头胸部和腹部捕食小菜蛾后不同时间区段酯酶同工酶进行电泳检测 ,发现雌蛛在捕食后
3 ~ 6h ,头胸部和腹部都可以检测到捕食小菜蛾后的特有清晰酶带 ,而在捕食后 6 ~ 9h ,头胸部检测到的小菜
蛾特有酶带消失 ,但腹部仍然清晰可见 ,并发生酶带位置和强度的变化 ,说明猎物都已经进入腹部的消化器
官 。与此同时 ,在雄蛛头胸部却能检测到清晰的小菜蛾的特有酶带 ,这充分说明 ,猎物在雄蛛的头胸滞留时
间较雌蛛长 ,由此可推测猎物在雌蛛体内总的消化时间小于雄蛛 ,即雌蛛的捕食量大于雄蛛 。 电泳方法要
求被检测的猎物种类至少具有一条蛋白带使它能够同捕食者和其他猎物种类区别开来 ,就此而言 ,我们在
雷朝亮[4]等人研究的基础上 ,不仅进一步证明酯酶是一种很好的工具酶 ,而且区分了雌蛛和雄蛛在捕食后
酯酶同工酶的酶带变化差异及由此导致消化时间和捕食量的差异 。 但由于酯酶的复杂性 ,我们发现星豹蛛
体内有既非自身也非捕食猎物的酶带出现 ,这些酶带是否具有规律性及其在捕食者猎物关系中的意义如
何 ,以及星豹蛛雌雄蛛头胸部酶带的位置在 6 ~ 9h 会发生显著变化的原因 ,是否仅仅是由于头胸部和腹部
的器官差异所致 ,还需要进一步研究 。
参  考  文  献
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2   李生才 ,上官小霞 ,董文霞等 .棉田蜘蛛群落的组成及生态位分析 .蛛形学报 ,1998 ,7(1) :54 ~ 58
3   高   峰 ,李生才 .果园土壤蜘蛛群落组成及多样性初步研究 .山西农业大学学报 ,2003 ,22(4) :295 ~ 298
4   雷朝亮 ,宗良炳 ,钟昌珍等 .星豹蛛甜菜夜蛾电泳检测的初步研究 .植物保护学报 ,1992 ,19(3) :213 ~ 216
5   王新国 ,奚耕恩 .八种狼蛛酯酶同工酶的研究 .动物学研究 ,1999 ,20(5) :398 ~ 400
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178  中 国 生 态 农 业 学 报 第 14卷