半閉彎尾姬蜂調(diào)控寄主小菜蛾的生理機制研究.pdf

1、本文對十字花科蔬菜重要害蟲—小菜蛾Plutella xyloslella幼蟲的優(yōu)勢種寄生蜂半閉彎尾姬蜂Diadegma semiclausum對寄主的生理調(diào)控機制進行了研究，取得以下結(jié)果： 一、半閉彎尾姬蜂寄生對寄主免疫系統(tǒng)的影響。 寄主小菜蛾幼蟲被寄生后，其造血器官內(nèi)原血細胞結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，是造成血細胞數(shù)量顯著下降的原因之一；但是血腔內(nèi)成熟血細胞并不出現(xiàn)壞死或加速凋亡的現(xiàn)象。被寄生的寄主幼蟲的血細胞總量在寄生后

2、12h呈現(xiàn)出相對于對照的顯著低水平，且這種水平一直維持至寄主幼蟲死亡。此外，寄生后1h的寄主幼蟲血細胞體外培養(yǎng)30min后，不能延展，所有的細胞均呈現(xiàn)圓餅狀，不具有包囊能力，黑化作用受到抑制，但噬菌能力并未受到影響；而寄生后24h的寄主幼蟲血細胞雖然已經(jīng)能夠進行正常的延展，恢復部分包囊能力，黑化作用的抑制程度減輕，但是其噬菌能力卻顯著降低。被半閉彎尾姬蜂寄生后的寄主體液免疫能力降低，如酚氧化酶酶原的激活受抑制、血淋巴抗菌效能降低等。

3、 二、半閉彎尾姬蜂寄生對寄主解毒酶系統(tǒng)和保護酶的影響。 半閉彎尾姬蜂寄生對寄主幼蟲的解毒酶系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的影響，主要結(jié)果為：1)寄生能夠顯著提高寄主幼蟲體內(nèi)谷胱甘肽-s-轉(zhuǎn)移酶的活性；2)多功能氧化酶和羧酸酯酶的酶活力不受影響；3)半閉彎尾姬蜂寄生顯著降低乙酰膽堿酯酶的活性。 另外，寄生后小菜蛾幼蟲的保護酶活性也發(fā)生一定的變化：1)過氧化物歧化酶(Superoxidedismutase，SOD)的活性在寄生后12h

4、顯著降低至對照的50％左右，但是在此后12h該酶活性恢復至正常水平；2)過氧化氫酶(Catalase，CAT)的活力不受半閉彎尾姬蜂寄生的影響；3)過氧化物酶(Peroxisome，POD)活力變化顯著，寄生后1h即與對照呈顯著差異。 三、半閉彎尾姬蜂寄生對寄主營養(yǎng)代謝的影響。 在小菜蛾-半閉彎尾姬蜂系統(tǒng)中，寄主幼蟲血淋巴內(nèi)海藻糖濃度升高的同時脂肪體內(nèi)糖原積累受到抑制；在小菜蛾-菜蛾盤絨繭蜂系統(tǒng)中，寄主幼蟲血淋巴內(nèi)海藻糖

5、濃度也顯著升高，而且這種現(xiàn)象的產(chǎn)生與寄主幼蟲體內(nèi)脂肪體糖原的加速降解和脂滴轉(zhuǎn)移有關。在兩個系統(tǒng)中，雖然寄生后幼蟲的糖原磷酸化酶及海藻糖酶的活力發(fā)生一定程度的變化，但是這兩種酶的變化并不直接導致海藻糖濃度的升高。 寄生后小菜蛾幼蟲的血淋巴內(nèi)蛋白總量發(fā)生顯著變化，同時中腸內(nèi)各類消化酶之間的協(xié)調(diào)性被打破?？傄鹊鞍酌浮⑷鯄A性類胰蛋白酶、強堿性類胰蛋白酶活力均發(fā)生不同程度的改變，且這些酶類對酸堿環(huán)境的適應性也發(fā)生了一定程度上的變化。

6、 在脂類代謝方面，半閉彎尾姬蜂寄生對小菜蛾脂肪體重量的影響主要發(fā)生在幼蟲后期及預蛹期。在4齡后期，對照幼蟲脂肪體開始不斷積累營養(yǎng)物質(zhì)，脂肪體重量逐漸增大；而寄生后幼蟲體內(nèi)的脂肪體總量卻呈現(xiàn)下降的趨勢。半閉彎尾姬蜂對寄主脂肪體的利用分寄主幼蟲期和寄主預蛹期兩個階段進行：寄主幼蟲期階段，幼蜂的總脂滴含量與小菜蛾幼蟲的血淋巴總脂滴含量顯著相關(P=0.2976H+4.9877，r2=0.9824；P代表幼蜂總脂滴含量，H代表小菜蛾幼蟲血淋巴

7、的總脂滴含量)；寄主預蛹階段，幼蜂的總脂滴含量與寄主脂肪體的總脂滴含量顯著相關(P=476.61-56.705Ln(F)，r2=0.9887；P代表幼蜂總脂滴含量，F(xiàn)代表小菜蛾預蛹脂肪體中總脂滴含量)，但與血淋巴內(nèi)總脂滴含量的相關性并不顯著。對小菜蛾幼蟲及預蛹的血淋巴及脂肪體和半閉彎尾姬蜂幼蟲體內(nèi)所含有機質(zhì)進行抽提及GC-MS分析后結(jié)果發(fā)現(xiàn)，寄生及未寄生小菜蛾幼蟲的血淋巴、脂肪體及半閉彎尾姬蜂幼蜂體內(nèi)的有機質(zhì)組分相似；但是，寄生與未寄生

8、小菜蛾預蛹的脂肪體內(nèi)有機質(zhì)組分卻存在很大差異。 四、半閉彎尾姬蜂寄生對寄主取食、生長及代謝效率的影響。 被半閉彎尾姬蜂寄生后的小菜蛾幼蟲的代謝率明顯提高，且顯著高于被菜蛾盤絨繭蜂寄生后寄主的代謝率。在小菜蛾-半閉彎尾姬蜂系統(tǒng)中，寄主的取食、生長及其他營養(yǎng)代謝相關參數(shù)受到一定程度的影響，但這些變化的顯著性相對弱于小菜蛾，菜蛾盤絨繭蜂系統(tǒng)。被菜蛾盤絨繭蜂寄生后小菜蛾幼蟲的相對生長率、取食量、排泄量顯著降低，同化作用被顯著抑制

9、。寄主的呼吸作用，在寄生后的24h內(nèi)受抑制，但針對于整個寄生期而言，受抑制現(xiàn)象并不顯著；在寄主和寄生蜂共生期間，寄主的消化食物轉(zhuǎn)化率、攝入食物轉(zhuǎn)化率降低，而近似消化率則上升。 五、半閉彎尾姬蜂寄生對寄主部分內(nèi)部器官變化的影響。 半閉彎尾姬蜂寄生后寄主幼蟲內(nèi)部器官的結(jié)構(gòu)變化不明顯。但是，菜蛾盤絨繭蜂寄生后的小菜蛾幼蟲部分內(nèi)部器官結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，如絲腺上的功能細胞在未完全轉(zhuǎn)化成為功能型細胞之前發(fā)生凋亡，即分泌細胞喪失分泌功

10、能。寄主腦內(nèi)神經(jīng)細胞的超微結(jié)構(gòu)也發(fā)生一些變化，如核畸形或腫脹，電子密度發(fā)生變化，胞膜消失，內(nèi)容物降解，染色質(zhì)溶解，核仁呈降解狀；細胞間隙變大，胞間質(zhì)稀薄，胞間連接(如細胞橋粒等)消失；突觸囊泡內(nèi)內(nèi)容物的泡狀結(jié)構(gòu)被破壞，數(shù)量減少，大小不均一；寄生后的神經(jīng)分泌類物質(zhì)較未寄生的幼蟲明顯減少等。 六、半閉彎尾姬蜂個體發(fā)育及寄生因子研究。 半閉彎尾姬蜂蜂卵屬于膜翅目型，卵表面無附屬物。幼蟲齡期分為4齡。蛹期分為兩個階段：第一階段形

11、似于5齡幼蟲，但其體表會出現(xiàn)一些弱的突起；第二階段形態(tài)呈裸蛹，其蛹體表各部位的著色順序依次為：復眼-單眼-下顎-胸-腹-觸角。 首次發(fā)現(xiàn)半閉彎尾姬蜂的寄生因子除了毒液外，還攜有另一個重要的寄生因子-多分DNA病毒(Diadegma semiclausum ichnivirus,DsIVs)。每個毒液囊的蛋白含量為1.016μg左右，大部分毒液蛋白的分子量集中在35-220kDa范圍內(nèi)。DsIVs粒子是典型的姬蜂病毒，病毒粒子在萼

12、細胞內(nèi)獲得第一層外膜，而在以出芽的方式進入萼區(qū)內(nèi)腔時獲得第二層外膜；成熟的病毒粒子呈圓柱狀，橫截面直徑為130-150nm而長度在300-400nm之間，中間為高濃度的核質(zhì)。 半閉彎尾姬蜂卵巢由12根卵巢小管組成，屬多滋式。超微結(jié)構(gòu)表明卵巢管內(nèi)配子囊中含多個細胞，但只有一個細胞可發(fā)育成為卵細胞，而其他細胞則分化為滋養(yǎng)細胞為卵細胞的發(fā)育提供營養(yǎng)，在卵細胞接近成熟的同時逐步消亡。剛羽化的雌蜂體內(nèi)萼區(qū)為空，不含有成熟的卵；在羽化后2-