鹽酸土霉素對大青葉蟬轉氨酶活性的影響

練啟仙，劉健鋒，楊茂發，吳 廣，周小蕓，羅 亭

（1.貴州大學昆蟲研究所，貴陽 550025；2.興義民族師范學院生物與化學學院，貴州 興義 562400）

大青葉蟬（Cicadella viridis）分布范圍較廣，該害蟲可為害禾谷類和果蔬等160多種植物，越冬卵于4月孵化，在雜草、農作物及蔬菜上為害，至9、10月，則集中于秋菜、冬麥等綠色植物上為害，10月中旬成蟲陸續轉移到果樹、林木上為害并產卵于枝條內，以卵越冬［1，2］；大青葉蟬主要是以成蟲和若蟲為害葉片和莖稈，刺吸汁液，造成退色、畸形、卷縮，甚至全葉枯死［3］，同時大青葉蟬在為害時還可傳播病毒病［4，5］，是果樹及林木的大敵。

轉氨酶普遍存在于生物體中，催化氨基酸和酮酸之間氨基的轉移。較常見的轉氨酶有谷氨酰胺合成酶（GS）、谷丙轉氨酶（ALT）和谷草轉氨酶（AST）。GS是一種普遍存在的參與細胞多種活動的酶，首先與谷氨酸合成酶協同作用參與機體內氮循環，其次參與神經遞質谷氨酸鹽的再循環，并參與谷氨酸的合成，為合成氨基酸和糖類（6-磷酸葡萄糖）提供原料［6，7］；ALT是依賴5′-磷酸吡哆醛的酶，催化可逆反應，將丙氨酸的氨基轉移給α-酮戊二酸生成谷氨酸和丙酮酸［8］；AST在物質代謝中起到重要的作用，催化天門冬氨酸和α-酮戊二酸發生轉氨基反應生成草酰乙酸和谷氨酸［9］。當環境發生改變時，昆蟲體內的酶活性就會發生改變，從而適應多變的外界環境和抵御外源物質。

目前對昆蟲體內酶活性影響的研究多施用殺蟲劑，而施用抗生素還很少。同時，昆蟲體內普遍存在共生菌，內共生菌不僅可調節宿主的營養代謝［10］、影響生長發育［11］、使雄蟲雌性化［12］以及殺雄作用［13］等，還可以降解農藥和增強宿主的抗藥性［14，15］以及提高昆蟲對外源物質的解毒能力［16］。據報道，低劑量的抗生素對寄主昆蟲無直接的影響，但可以減少昆蟲體內的內共生菌［17-20］。為此，本研究探討鹽酸土霉素對大青葉蟬轉氨酶（GS、ALT、AST）活性的影響，從而為研究害蟲綜合防治措施奠定一定基礎。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

大青葉蟬發生期，采集大青葉蟬雌雄成蟲，并利用水稻苗進行飼養直至產卵，孵化為若蟲，然后把若蟲于水稻苗上飼養，備用。

1.2 鹽酸土霉素的處理

鹽酸土霉素的處理參考Narita等［21］、Zhang等［22］的方法并進行適當改進。把20頭大青葉蟬1日齡若蟲接到含0.05%鹽酸土霉素的全純飼料的裝置中喂養12 h，然后轉接到噴灑了12 h的鹽酸土霉素（0.1%）的水稻苗上繼續飼養，以不加鹽酸土霉素為對照，重復3次。處理后5、15 d及成蟲（雄蟲、雌蟲）期收集其樣品，置于-80℃冰箱中保存，用于轉氨酶活性的檢測。

1.3 鹽酸土霉素對大青葉蟬體內轉氨酶活性的影響

檢測谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶和谷氨酰胺合成酶的活性，其方法按照酶活性試劑盒（南京建成生物公司）的說明書進行。

1.4 數據處理

數據處理使用Excel 2013和SPSS 17.0軟件進行統計分析，差異顯著性用獨立樣本T檢驗進行檢測，并用Origin 9.0軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 鹽酸土霉素對大青葉蟬體內谷丙轉氨酶活性的影響

用鹽酸土霉素處理大青葉蟬1日齡若蟲，處理后5、15 d，與對照相比，谷丙轉氨酶的活性顯著上升；至成蟲期，雌蟲中谷丙轉氨酶的活性變化不明顯，但雄蟲中谷丙轉氨酶的活性顯著降低（圖1）。

圖1 鹽酸土霉素對大青葉蟬體內谷丙轉氨酶活性的影響

2.2 鹽酸土霉素對大青葉蟬體內谷草轉氨酶活性的影響

從圖2可以看出，用鹽酸土霉素處理后，與對照相比，大青葉蟬體內谷草轉氨酶的活性發生了顯著變化，處理后5 d，其活性顯著上升；處理后15 d和成蟲期，谷草轉氨酶的活性又顯著下降。

圖2 鹽酸土霉素對大青葉蟬體內谷草轉氨酶活性的影響

2.3 鹽酸土霉素對大青葉蟬體內谷氨酰胺合成酶活性的影響

用鹽酸土霉素處理后，與對照相比，大青葉蟬體內的谷氨酰胺合成酶的活性發生了顯著或極顯著變化，處理后5 d，谷氨酰胺合成酶活性顯著上升；處理后15 d，其活性又顯著下降；至成蟲期，雌蟲的谷氨酰胺合成酶活性顯著下降，雄蟲谷氨酰胺合成酶活性極顯著下降（圖3）。

圖3 鹽酸土霉素對大青葉蟬體內谷氨酰胺合成酶活性的影響

3 小結與討論

轉氨酶是昆蟲生長發育過程中的一種重要酶類，殺蟲劑等因素常常會影響酶的活性。本研究中，用鹽酸土霉素處理大青葉蟬1日齡若蟲，其體內的3種轉氨酶（谷氨酰胺合成酶、谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶）活性發生了變化，與對照相比，處理后5 d，3種轉氨酶的活性均顯著升高，處理后15 d，谷丙轉氨酶的活性增強，谷草轉氨酶和谷氨酰胺合成酶的活性降低，至成蟲期，3種轉氨酶的活性均下降。呂艷艷等［23］用甲氧蟲酰肼處理蠶，谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶活性發生了變化；家蠶體內注射細胞毒性藥物，其家蠶幼蟲中谷丙轉氨酶活性增強［24］；果蠅在25℃條件下生活比在15℃生活時的谷丙轉氨酶活性低［25］；用富含L-丙氨酸和L-天門冬氨酸而無糖的人工飼料喂養果蠅幼蟲其體內的谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶活性增強［26］；亢菊俠等［27］用利福平處理麥長管蚜，其內共生菌減少，谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶的活性降低（與本研究結果一致），而谷氨酰胺合成酶的活性增強。

轉氨酶主要參與氨基酸的分解和合成［28］。經研究，用鹽酸土霉素處理大青葉蟬的1日齡若蟲，體內共生菌含量減少，總氨基酸的含量減少，必需氨基酸的含量增加，非必需氨基酸的含量減少，雌蟲中谷氨酸的含量顯著增加［20］，同時轉氨酶的活性發生了變化，由此說明經鹽酸土霉素處理后，大青葉蟬體內氨基酸之間的轉換受到了干擾。據報道，內共生菌可合成氨基酸，從而為宿主提供必需氨基酸，保證宿主的營養平衡［29-31］，同時內共生菌也影響宿主的生長發育［32］，具有降解農藥［33］的作用；目前昆蟲體內共生菌可用于害蟲防治以及降低昆蟲傳播病毒的能力，如在田間大量釋放不親和的淡色庫蚊雄蟲，與自然界中雌蟲交配后所產生的卵不能夠正常孵化，從而有效控制淡色庫蚊的種群［34］，用抗生素處理桃蚜后，降低了桃蚜對馬鈴薯卷葉病毒（PLAV）的傳播能力［35］。

綜上所述，鹽酸土霉素減少了昆蟲體內的共生菌，同時也使昆蟲的轉氨酶發生了變化，因此，該研究結果可為大青葉蟬以及其他農業害蟲采取綜合防治措施提供理論依據。