溴虫腈对家蚕和甜菜夜蛾的选择毒性及选择机制研究

论文摘要

本研究以家蚕和甜菜夜蛾为试虫,测定了溴虫腈对两种试虫的选择毒性差异,并提取了家蚕和甜菜夜蛾的线粒体,研究溴虫腈对两种试虫线粒体内氧化磷酸化的阻断差异;比较了家蚕和甜菜夜蛾细胞色素P450的差异;探讨了各解毒酶代谢和穿透作用对溴虫腈选择作用的协同关系。主要结果如下:1.采用食下毒叶法在室内测定了溴虫腈对各龄期家蚕的毒性,48h结果表明,溴虫腈对各龄期家蚕的LC50值分别为122.06、85.25、103.78和243.14 mg·L-1,其中3龄家蚕最为敏感。采用浸叶法在室内测定了溴虫腈对甜菜夜蛾的毒力,对2至5龄期甜菜夜蛾的LC50值分别为0.1979、0.2774、0.4307和0.9643 mg·L-1。其中2龄甜菜夜蛾幼虫最为敏感。溴虫腈对相同龄期幼虫2龄和3龄的家蚕和甜菜夜蛾幼虫的毒力分别相差616.77倍和307.32倍,毒性选择性很高。2.采用点滴法测定了PBO（增效醚）、SV1（增效磷）、DEM（顺丁烯二酸二乙酯）、TPP（磷酸三苯酯）对溴虫腈的增效作用。结果表明,点滴TPP后,溴虫腈对两种试虫均增效显著,对家蚕的增效倍数为2.83倍,对甜菜夜蛾增效2.9倍。点滴DEM后,溴虫腈对甜菜夜蛾增效最为显著,增效3.61倍;对家蚕略有增效,增效倍数仅为1.06。点滴SV1后,对家蚕略有增效,对甜菜夜蛾增效不显著。点滴PBO后,对两种试虫的毒力增效均不显著,尤其对甜菜夜蛾,出现毒力降低现象。3.氧化磷酸化解偶联试验结果表明,甜菜夜蛾处理组和对照组粒体中氧化磷酸化过程无机磷变化（ΔPi）差异显著。随着浓度的增加,ΔPi有增大趋势。而家蚕处理组和对照组线粒体中氧化磷酸化过程无机磷变化（ΔPi）差异不显著。ΔPi变化大,说明对氧化磷酸化过程的影响大。溴虫腈在对家蚕线粒体解偶联过程中ΔPi没有明显变化,表明溴虫腈对家蚕毒性低。4.呼吸代谢加快是昆虫抵御外来侵入有毒物质的一种方式。结果表明,只有以溴虫腈50μg/g处理的家蚕有呼吸峰出现,且随着测试时间延长,呼吸量变化和对照组呼吸变化趋势基本一致。甜菜夜蛾处理组呼吸变化量均有高峰出现,以25μg/g处理组大约在处理9 h后达到呼吸顶峰,此时呼吸量为对照组的1.5倍;以50μg/g处理组呼吸变化量在处理6h时达到呼吸最高峰,呼吸量为对照组的3.6倍。5.加入酶抑制剂前后对解毒酶的活性有不同的影响。抑制剂对家蚕体内羧酸酯酶、GST均有不同程度抑制作用,但对多功能氧化酶无影响。溴虫腈对家蚕和甜菜夜蛾的解毒酶均有不同程度的激活作用。加入增效剂剂量在一定范围内与酶抑制率呈正相关关系,当剂量超过一定范围时,酶抑制率保持在一定水平,不再随剂量增加而递增（如甜菜夜蛾PBO对MFO和DEM对GST的抑制作用）。家蚕体内的多功能氧化酶由于量少且活性极低,无法测出其活性及含量。6.溴虫腈对家蚕和甜菜夜蛾酚氧化酶均有激活作用。随着溴虫腈处理时间的增加,家蚕的酚氧化酶比活力和增长率与时间成正比递增;甜菜夜蛾酚氧化酶的活性在一定的浓度范围内与时间成正比增长,增长比率是先增后减。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 溴虫腈的研究概况
• 1.1.1 发展简史
• 1.1.2 作用机理研究
• 1.1.3 抗性研究
• 1.2 家蚕、甜菜夜蛾的生物学特征
• 1.2.1 家蚕的生物学特性
• 1.2.2 甜菜夜蛾生物学特征
• 1.3 研究意义
• 2 材料与方法
• 2.1 供试药剂、试剂和主要仪器
• 2.1.1 供试药剂
• 2.1.2 化学试剂
• 2.1.3 生化测定主要化学试剂
• 2.1.4 试验用主要仪器
• 2.2 试虫及饲养
• 2.2.1 家蚕及饲养
• 2.2.1.1 家蚕品种
• 2.2.1.2 桑树树龄
• 2.2.1.3 饲养
• 2.2.2 甜菜夜蛾饲养
• 2.3 溴虫腈对家蚕和甜菜夜蛾的毒性测定
• 2.3.1 溴虫腈对家蚕的毒性测定方法
• 2.3.2 溴虫腈对甜菜夜蛾毒力测定方法
• 2.4 增效剂的增效作用测定
• 2.5 作用机理研究方法
• 2.5.1 线粒体的提取制备及解偶联活性测定
• 2.5.1.1 试剂配置
• 2.5.1.2 线粒体的制备
• 2.5.1.3 酶源蛋白质含量测定
• 2.5.1.4 实验步骤
• 2.5.2 表皮穿透差异性测定
• 2.5.2.1 样品前处理
• 2.5.2.2 测定
• 2.5.3 呼吸活性测定
• 2.5.4 细胞色素P450 含量及O-脱甲基酶活性测定
• 2.5.4.1 细胞色素P450 含量测定
• 2.5.4.2 O-脱甲基酶活性测定
• 2.5.5 羧酸酯酶（CarE）比活力测定
• 2.5.5.1 试剂的配制
• 2.5.5.2 标准曲线的制备
• 2.5.5.3 酶源的制备
• 2.5.5.4 羧酸酯酶比活力测定
• 2.5.6 羧酸酯酶米氏常数（Km）、最大反应速度（Vmax）测定
• 2.5.6.1 测定方法
• 2.5.6.2 测定步骤
• 2.5.6.3 结果与计算
• 2.5.7 谷胱甘肽-S-转移酶活力测定
• 2.5.7.1 试剂配制
• 2.5.7.2 酶源的制备
• 2.5.7.3 谷胱甘肽-S-转移酶活力测定
• 2.5.8 酚氧化酶活性测定
• 2.5.8.1 PPO 的提取与分离
• 2.5.8.2 酶活力测定方法
• 3 结果与分析
• 3.1 溴虫腈对家蚕、甜菜夜蛾的急性毒性
• 3.2 酶抑制剂对溴虫腈的增效作用
• 3.3 对线粒体氧化磷酸化过程解偶联活性测定
• 3.4 溴虫腈对家蚕和甜菜夜蛾表皮穿透差异比较
• 3.5 溴虫腈对家蚕和甜菜夜蛾的呼吸活性
• 3.6 P450 含量及活性测定
• 3.7 羧酸酯酶的比活力及其动力学常数
• 3.7.1 羧酸酯酶的比活力
• 3.7.2 家蚕和甜菜夜蛾羧酸酯酶的Km 值及Vmax 比较
• 3.8 家蚕和甜菜夜蛾谷胱甘肽-S-转移酶的活性
• 3.9 溴虫腈对家蚕和甜菜夜蛾酚氧化酶的影响
• 4 讨论
• 4.1 溴虫腈在家蚕和甜菜夜蛾间的毒性选择性及其意义
• 4.1.1 溴虫腈在家蚕和甜菜夜蛾间的毒性选择性
• 4.1.2 对我国桑蚕业生产实践的意义
• 4.1.3 对农药创新的启发
• 4.2 溴虫腈在家蚕和甜菜夜蛾间选择性机理分析
• 4.2.1 溴虫腈对氧化磷酸化的影响
• 4.2.2 呼吸代谢的作用
• 4.2.3 酶抑制剂的增效作用机制
• 4.2.4 MFO 的作用
• 4.2.5 表皮穿透作用的影响
• 4.3 溴虫腈对昆虫酚氧化酶的作用
• 5 主要结论及有待研究问题
• 5.1 结论
• 5.1.1 溴虫腈对家蚕和甜菜夜蛾的毒性
• 5.1.2 MFO 对线粒体解偶联阻断调控的差异
• 5.1.3 多种机制共同作用的协同效应
• 5.2 有待继续研究的问题
• 5.2.1 关于溴虫腈在桑园内的推广
• 5.2.2 有关家蚕对药剂敏感的生化机制
• 5.2.3 溴虫腈对家蚕的遗传影响
• 本论文的创新之处
• 6 参考文献
• 7 致谢
• 8 攻读硕士学位期间发表论文情况