半閉彎尾姬蜂調(diào)控寄主小菜蛾的生理機(jī)制研究.pdf

1、本文對十字花科蔬菜重要害蟲—小菜蛾P(guān)lutella 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(jī)制進(jìn)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(xì)胞結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，是造成血細(xì)胞數(shù)量顯著下降的原因之一；但是血腔內(nèi)成熟血細(xì)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(xì)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(xì)胞體外培養(yǎng)30min后，不能延展，所有的細(xì)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(xì)胞雖然已經(jīng)能夠進(jìn)行正常的延展，恢復(fù)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(hù)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(hù)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(fù)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(guān)。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(dǎo)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。總胰蛋白酶、弱堿性類胰蛋白酶、強(qiáng)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(yīng)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(yù)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(yù)蛹期兩個階段進(jìn)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(guān)(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(yù)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(guān)(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(yù)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(guān)性并不顯著。對小菜蛾幼蟲及預(yù)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(jī)質(zhì)進(jìn)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(jī)質(zhì)組分相似；但是，寄生與未寄生

8、小菜蛾預(yù)蛹的脂肪體內(nèi)有機(jī)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(guān)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(xì)胞在未完全轉(zhuǎn)化成為功能型細(xì)胞之前發(fā)生凋亡，即分泌細(xì)胞喪失分泌功

10、能。寄主腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)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(xì)胞間隙變大，胞間質(zhì)稀薄，胞間連接(如細(xì)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(fù)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(xì)胞內(nèi)獲得第一層外膜，而在以出芽的方式進(jìn)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(xì)胞，但只有一個細(xì)胞可發(fā)育成為卵細(xì)胞，而其他細(xì)胞則分化為滋養(yǎng)細(xì)胞為卵細(xì)胞的發(fā)育提供營養(yǎng)，在卵細(xì)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-