取食不同寄主植物对草地贪夜蛾幼虫体内3类酶活性的影响

[目的]明确取食不同寄主植物对草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)幼虫体内消化酶、保护酶和解毒酶活性的影响,为进一步探究草地贪夜蛾的寄主选择及适应机制提供理论依据.[方法]在室内用玉米、小麦、马铃薯和烟草4种寄主植物叶片饲喂草地贪夜蛾初孵幼虫至5龄,测定取食不同寄主植物后草地贪夜蛾体内消化酶(脂肪酶、胃蛋白酶和α-淀粉酶)、保护酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]和解毒酶[谷胱甘肽S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)、多功能氧化酶(MFO)和细胞色素P450(CYP450)]的活性变化,并比较4种寄主植物叶片次生代谢物(总酚、单宁和类黄酮)及营养物质(可溶性糖和可溶性蛋白质)含量,分析草地贪夜蛾幼虫体内酶活变化与寄主植物次生代谢物及营养物质含量的相关性.[结果]取食马铃薯叶片的草地贪夜蛾幼虫体内脂肪酶和胃蛋白酶活性均高于或显著高于取食其余3种寄主植物叶片的草地贪夜蛾幼虫(P<0.05,下同),而取食烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内α-淀粉酶活性(0.48±0.08 U/mg)最高,显著高于取食其他3种寄主植物叶片的草地贪夜蛾幼虫.取食马铃薯叶片的草地贪夜蛾幼虫体内SOD和POD活性均显著高于取食其他3种寄主植物叶片的草地贪夜蛾幼虫,而取食烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内CAT活性最高(225.54±51.56 U/mg),是取食玉米叶片草地贪夜蛾幼虫的2.71倍.取食马铃薯和烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内GST、CYP450和MFO活性均高于取食玉米和小麦叶片的草地贪夜蛾幼虫,其中取食马铃薯和烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内GST活性(100.50±4.71和98.69±6.21 U/mg)显著高于取食玉米和小麦叶片的草地贪夜蛾幼虫GST活性(54.85±1.94和70.62±4.04 U/mg);而CarE活性在取食烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫体内最高,为184.79±9.05 U/g.4种寄主植物叶片中总酚、单宁和类黄酮含量均表现为马铃薯>玉米>小麦>烟草,而可溶性糖含量在小麦叶片最高(18.65±1.08 mg/g),可溶性蛋白含量以马铃薯叶片最高(306.30±29.07 mg/g),烟草叶片的可溶性糖和可溶性蛋白含量均最低.皮尔森线性相关系数分析结果表明,取食不同寄主植物叶片的草地贪夜蛾幼虫体内部分消化酶和保护酶活性与寄主植物营养物质和次生代谢物含量显著相关.[结论]草地贪夜蛾在不同寄主植物上表现出较强的生理可塑性,其幼虫可通过调节体内消化酶活性,最大限度地利用营养物质含量不同的寄主植物,并通过调节保护酶和解毒酶活性增强对寄主植物次生代谢物或有毒物质的适应性,从而实现其寄主谱的扩张.