中药材储藏期主要害虫种群生态及气调毒理研究

论文摘要

药材甲Stegobium paniceum、烟草甲Lasioderma serricorne和咖啡豆象Araecerusfasciculatus均是贵阳地区中药材储藏昆虫群落的优势种,三种害虫的发生和危害每年导致我国大量的中药材报废、药效降低或价值丧失,是中药材储藏期害虫中经济意义最为重要的代表类群。本论文以中药材为寄主食料研究三种中药材储藏期害虫实验种群生态学,探讨其发生危害规律以及环境因子对其生长发育及繁殖参数的影响,以便进行有效管理和调控;在种群生态学研究的基础上,进行了二氧化碳气调技术杀灭中药材储藏期害虫的实验研究,分析了三种害虫对二氧化碳气调胁迫的耐性差异,获得了一些指导气调杀虫实践的关键数据;论文重点研究了以上三种昆虫的羧酸酯酶、磷酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、超氧化物岐化酶和谷胱甘肽转移酶的生物化学性质,探讨了以上酶系在二氧化碳气调胁迫下的应激反应,以便丰富气调杀虫机理及昆虫抗气性分析的理论体系。主要研究结果如下:一、中药材储藏期主要害虫实验种群生态学研究1、药材甲实验种群卵、幼虫和蛹的发育起点温度分别为5.05、6.00和8.36℃,有效积温分别为177.9、939.8和153.7日度;烟草甲实验种群卵、幼虫和蛹的发育起点温度分别为16.51、11.07和11.78℃,有效积温分别为89.59、669.53和137.12日度;咖啡豆象实验种群卵、幼虫和蛹的发育起点温度分别为9.60、11.48和7.60℃,有效积温分别为135.51、523.57和157.10日度。温度对三种昆虫的生长发育和繁殖参数影响显著。2、在贵阳地区,药材甲一年发生3～4代,以第3代老熟幼虫或第4代低龄期幼虫越冬;烟草甲一年发生4～5代,越冬虫期为第4代老熟幼虫或第5代低龄幼虫;咖啡豆象一年发生3～4代,少数发生5代,多以幼虫越冬,极少见蛹或成虫越冬。二、二氧化碳气调对中药材储藏期主要害虫的毒力作用1、10%二氧化碳气调处理药材甲、烟草甲和咖啡豆象成虫,24 h内,三种昆虫死亡率均较低,分别为55.56±6.94、58.89±8.39和58.89±5.09%。30%、50%和80%二氧化碳气调则能很快的杀灭三种实验昆虫。2、10%二氧化碳气调对药材甲、烟草甲和咖啡豆象毒力测定的半数致死时间分别为22.39,23.21和21.15 h,而致死99%的昆虫个体,理论上需要4～5 d。含CO230%以上浓度气体作用以上三种昆虫,在25±1℃,rh70±5%条件下,45 h内能实现药材甲、烟草甲和咖啡豆象三种实验昆虫100%死亡。三、中药材储藏期主要害虫部分酶学性质及二氧化碳气调对其性质的影响1、药材甲经二氧化碳气调处理3、6和9 h后,羧酸酯酶比活力分别比对照升高了7.81%、14.96%和22.58%;烟草甲在3 h处理时羧酸酯酶比活力下降了3.18%,6 h处理时,升高了22.2%,9 h处理时基本恢复至对照水平;咖啡豆象在二氧化碳气调胁迫下处理3和6 h时活力分别比对照升高了31.75%和50.82%。三种昆虫的羧酸酯酶酶促动力学参数也受二氧化碳气调胁迫的影响。2、在高浓度二氧化碳气调处理6和9 h时,药材甲和烟草甲AChE Km值均分别由14.290μmol/L和30.392μmol/L持续降低至最低点1.830μmol/L和7.632μmol/L;而随着处理时间的延长,其Km值不再降低,而逐步恢复至对照水平。高浓度CO2对两种昆虫AChE的Vmax有相似影响。3、二氧化碳气调处理药材甲幼虫6 h时,其ACP酶活力显著升高78.59%;二氧化碳气调胁迫处理6 h时,咖啡豆象幼虫ACP活力升高了72.45%。4、药材甲幼虫在二氧化碳气调胁迫下,碱性磷酸酯酶ALP的活力先是受到一定程度的抑制,经3 h气调降低了30.42%,而随着气调时间的延长,ALP活力逐渐恢复,至6 h处理时,又表现为诱导轻微激活。5、二氧化碳气调胁迫处理3和6 h时,药材甲、烟草甲和咖啡豆象成虫SOD酶活力均有一定程度的持续升高,其中处理6h,其活力升高显著,分别有对照2.011±0.954,2.664±0.218和1.458±0.718上升到3.135±0.105,3.050±0.673和2.975±0.229酶活力单位/头/30min。6、二氧化碳气调对三种昆虫GSTs的影响研究,发现仅在二氧化碳气调胁迫3 h时烟草甲GSTs酶比活力有稍微降低,其余在二氧化碳气调处理3、6和9 h时,药材甲、烟草甲和咖啡豆象成虫的GSTs酶比活力均有一定程度的升高,可见,二氧化碳气调亚致死处理对三种实验昆虫GSTs有一定的诱导激活作用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 前言
• 1 中药材产业是我国的特色产业和扶持产业，在国民经济发展中占有重要地位
• 2 中药材储藏期虫害直接影响中药材的产量和品质，威胁着中药材产业的持续发展
• 3 中药材储藏期害虫种类复杂，药材仓库特殊生态环境使害虫易酿成灾
• 4 贵州省中药材资源丰富，中药材储藏期虫害急需系统研究
• 第一章 文献综述
• 第二章 三种中药材储藏期害虫种群生态学研究
• 第一节 药材甲实验种群生态学研究
• 1 材料和方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 实验设备和仪器
• 1.3 寄主药材
• 1.4 药材甲各虫态形态特征及其习性观察
• 1.5 药材甲在贵阳地区的年生活史
• 1.6 药材甲的生殖与发育
• 2 数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 形态特征及习性观察
• 3.2 药材甲室温条件下的年生活史
• 3.3 温度对实验种群发育和繁殖的影响
• 3.4 发育起点温度和有效积温的计算
• 3.5 温度对药材甲实验种群增长指数的影响
• 3.6 药材甲在29℃条件下的生殖力生命表
• 4 讨论
• 第二节 烟草甲实验种群生态学研究
• 1 材料和方法
• 1.1 供试昆虫和药材
• 1.2 实验设备和仪器
• 1.3 试验方法
• 2 数据处理与统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 形态鉴别观察
• 3.2 室温条件下的年生活史
• 3.3 实验室恒温条件下的发育观察
• 3.4 温度对实验种群发育和繁殖的影响
• 4 讨论
• 第三节 咖啡豆象实验种群生态学研究
• 1 研究材料
• 1.1 供试昆虫和药材
• 1.2 实验设备和仪器
• 2 研究方法
• 3 结果与分析
• 3.1 形态鉴别特征
• 3.2 实验室恒温条件下的发育观察
• 3.3 室温条件下的年生活史
• 3.4 温度对咖啡豆象发育和繁殖参数的影响
• 3.5 发育起点温度和有效积温的计算
• 4 讨论
• 第三章 气调胁迫对三种中药材储藏期害虫的毒力测定
• 1 材料和方法
• 1.1 主要实验仪器设备
• 1.2 试验方法
• 2 数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 二氧化碳气调胁迫对实验昆虫的致死效应
• 2气调对实验昆虫的毒力测定结果'>3.2 不同浓度CO₂气调对实验昆虫的毒力测定结果
• 4 讨论
• 第四章 三种中药材储藏期害虫羧酸酯酶研究
• 第一节 药材甲羧酸酯酶酶学性质研究
• 1 实验材料和设备
• 1.1 供试虫源
• 1.2 化学试剂和仪器设备
• 1.3 试剂配制
• 2 实验方法与步骤
• 2.1 生物测定与昆虫气调处理
• 2.2 标准曲线制作
• 2.3 酶液提取
• 2.4 羧酸酯酶酶液离体处理
• 2.5 羧酸酯酶酶活性测定
• 2.6 酶促动力学参数测定
• 2.7 酶源蛋白含量测定
• 3 结果与分析
• 3.1 生物测定结果
• 3.2 标准曲线
• 3.3 药材甲成虫羧酸酯酶活力
• 3.4 药材甲幼虫羧酸酯酶活力
• 3.5 药材甲成虫羧酸酯酶酶促动力学参数
• 3.6 离体处理对羧酸酯酶酶促动力学参数的影响
• 第二节 烟草甲羧酸酯酶酶学性质研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试虫源
• 1.2 化学试剂与仪器设备
• 2 实验方法与步骤
• 3 结果与分析
• 3.1 生物测定结果
• 3.2 标准曲线
• 3.3 成虫CarE活力曲线
• 3.4 成虫CarE酶促动力学参数测定结果
• 3.5 离体处理对CarE酶促动力学参数的影响
• 第三节 咖啡豆象羧酸酯酶酶学性质研究
• 1 实验材料和设备
• 1.1 供试虫源
• 1.2 化学试剂和仪器设备
• 1.3 试剂配制
• 2 实验方法与步骤
• 3 结果与分析
• 3.1 生物测定结果
• 3.2 标准曲线
• 3.3 咖啡豆象幼虫CarE活力
• 3.4 离体处理对CarE酶促动力学参数的影响
• 第四节 小结与讨论
• 第五章 三种中药材储藏期害虫乙酰胆碱酯酶性质研究
• 第一节 药材甲和烟草甲成虫乙酰胆碱酯酶性质研究
• 1 实验材料与试剂设备
• 1.1 供试虫源
• 1.2 化学试剂和仪器设备
• 1.3 试剂配制
• 2 试验方法
• 2.1 酶液提取与制备
• 2.2 乙酰胆碱酯酶酶活力测定
• 2.3 谷胱甘肽标准曲线制作
• m和V_max的测定'>2.4 酶促动力学参数K_m和V_max的测定
• 2.5 酶源蛋白含量测定
• 3 结果与分析
• 3.1 标准曲线
• 3.2 药材甲和烟草甲AChE活力曲线
• 3.3 气调胁迫对两种昆虫AChE酶活力的影响
• 3.4 气调胁迫对两种昆虫AChE酶促动力学参数的影响
• 3.5 酶源蛋白含量测定结果
• 第二节 咖啡豆象乙酰胆碱酯酶性质研究
• 1 实验材料和设备
• 1.1 供试虫源
• 1.2 化学试剂和仪器设备
• 1.3 试剂配制
• 2 实验方法与步骤
• 2.1 酶液提取与制备
• 2.2 乙酰胆碱酯酶酶活力测定
• 2.3 谷胱甘肽标准曲线制作
• m和V_max的测定'>2.4 酶促动力学参数K_m和V_max的测定
• 2.5 酶源蛋白含量测定
• 3 实验结果与分析
• 3.1 标准曲线
• 3.2 咖啡豆象AChE酶活力曲线
• 3.3 气调胁迫对咖啡豆象AChE酶活力的影响
• 第三节 小结与讨论
• 第六章 三种中药材储藏期害虫磷酸酯酶研究
• 第一节 药材甲和咖啡豆象幼虫磷酸酯酶性质的研究
• 1 实验材料试剂
• 1.1 供试虫源
• 1.2 化学试剂及仪器设备
• 1.3 试剂配制
• 2 实验方法
• 2.1 酶液提取与制备
• 2.2 酶活性测定和数据处理
• 2.3 对硝基苯酚标准曲线制作
• 3 结果与分析
• 3.1 标准曲线
• 3.2 药材甲幼虫ACP活力曲线
• 3.3 气调胁迫对药材甲幼虫ACP活力的影响
• 3.4 药材甲幼虫ALP活力曲线
• 3.5 气调胁迫对药材甲幼虫ALP活力的影响
• 3.6 咖啡豆象幼虫ACP活力曲线
• 3.7 气调胁迫对咖啡豆象幼虫ACP活力的影响
• 第二节 药材甲和烟草甲成虫磷酸酯酶性质研究
• 1 实验材料试剂
• 2 实验方法
• 2.1 酸性磷酸酯酶ACP酶液提取与制备
• 2.2 碱性磷酸酯酶ALP酶液提取与制备
• 3 实验结果与分析
• 3.1 药材甲成虫ACP活力曲线与酶促动力学参数
• 3.2 气调胁迫对药材甲成虫ACP活力的影响
• 3.3 药材甲成虫ALP活力曲线及其酶促动力学参数
• 3.4 气调胁迫对药材甲成虫ALP活力的影响
• 3.5 气调胁迫对药材甲ALP酶促动力学参数的影响
• 3.6 烟草甲成虫ACP活力曲线
• 3.7 烟草甲成虫ALP活力曲线
• 第三节 小结与讨论
• 第七章 三种中药材储藏期害虫SOD和GSTs酶学性质研究
• 第一节 中药材储藏期害虫SOD酶学性质研究
• 1 实验材料和设备
• 1.1 化学试剂与仪器设备
• 1.2 试剂配制
• 2 实验方法与步骤
• 2.1 酶液提取与制备
• 2.2 SOD活性测定
• 2.3 气调胁迫对SOD酶活性的影响
• 3 结果与分析
• 3.1 SOD活力测定结果
• 3.2 气调胁迫对SOD活力的影响
• 第二节 三种害虫谷胱甘肽转移酶酶学性质研究
• 1 实验材料和设备
• 1.1 主要供试药品和使用仪器
• 1.2 化学试剂配制
• 2 实验方法
• 2.1 酶液提取与制备
• 2.2 活性测定方法和步骤
• 2.3 气调胁迫处理对GSTs活力的影响
• 2.4 酶源蛋白含量测定
• 3 结果与分析
• 3.1 三种害虫GSTs酶活力测定结果
• 3.2 气调胁迫对GSTs酶活力的影响
• 第三节 小结与讨论
• 第八章 本论文主要结论与展望
• 1 研究的主要结论
• 2 本研究特色及创新之处
• 3 本研究存在的问题
• 4 今后的研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录