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舞毒蛾(Lymantria dispar)是一种杂食性食叶害虫。由于它具有分布广、食性杂、幼虫顺风迁移等特点,常常爆发成灾,给农林业生产造成严重的经济损失,因此,寻找有效的防治方法备受瞩目。甲氧虫酰肼又称RH-2485,是非甾醇类蜕皮激素竞争物中新型化合物,该化合物能够模拟鳞翅目幼虫蜕皮激素功能,通过作用于蜕皮激素受体而导致昆虫致死性蜕皮,该药剂对农作物鳞翅目害虫有强的毒杀作用,对环境和非靶标生物具有较高的安全性,已经成为替代有机磷和拟除虫菊酯类杀虫剂防治棉花、玉米、蔬菜及其它农作物上多种鳞翅目害虫的理想药剂,然而尚未见利用甲氧虫酰肼防治森林害虫舞,毒蛾的研究报道。为深入了解甲氧虫酰肼对舞毒蛾的生物活性及作用机理,本文研究了该药剂对舞毒蛾生物活性、生长发育及其体内保护酶、解毒酶和不同组织蛋白质表达的影响,为甲氧虫酰肼等非甾醇类蜕皮激素类似物在林业上的应用及新型杀虫剂的开发提供一定的理论依据。
通过采用叶片药膜法对舞毒蛾不同龄期幼虫的毒力测定表明,甲氧虫酰肼对舞毒蛾2～6龄期幼虫致死中浓度(LC50)分别为2.395、4.389、11.677、16.612和20.984mg/L(48 h),均表现出较高活性,其中对2龄和3龄幼虫毒性最强,随着幼虫龄期的增长,所需药量逐渐增加,但随着处理时间的延长,LC50剂量逐渐降低。LC10(0.274mg/L)和LC30(2.508 mg/L)剂量甲氧虫酰肼能导致舞毒蛾幼虫畸形,LC10剂量能抑制幼虫相对取食量(RCR),LC30剂量能抑制幼虫食物利用率(ECI),两者均能显著降低舞毒蛾幼虫成活率、6龄虫重、化蛹率、雌蛹重及幼虫相对生长率(RGR),且LC30剂量对幼虫和蛹的致死性较LC10剂量明显,连续处理效果较短期处理的明显,差异均显著(P＜0.05)。
为探索甲氧虫酰肼的毒杀机制及作用机理,采用生化方法测定了该药剂对舞毒蛾2龄、4龄、6龄幼虫体内保护酶和解毒酶活性的影响,结果表明甲氧虫酰肼能强烈干扰舞毒蛾幼虫体内保护酶和解毒酶的活性,其中对2龄幼虫体内酚氧化酶、超氧化物歧化酶、几丁质酶和谷胱甘肽-S-转移酶均表现为先诱导后抑制作用,对羧酸酯酶表现为先抑制后激活再抑制作用,对多功能氧化酶-O-脱甲基表现为先抑制后激活作用,对过氧化物酶具有明显的抑制作用,处理24 h时,对该酶的抑制作用最强,为同期对照的0.541倍,差异极显著(P＜0.01);对4龄幼虫体内酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、多功能氧化酶-O-脱甲基和谷胱甘肽-S-转移酶均表现为先诱导后激活作用,对几丁质酶和羧酸酯酶均具有明显抑制作用;对6龄幼虫体内的酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、羧酸酯酶、多功能氧化酶-O-脱甲基、谷胱甘肽-S-转移酶均表现为先激活后抑制作用,对几丁质酶具有明显的抑制作用(P＜0.05)。且该药剂对这些酶的影响存在明显的时间效应。
采用聚丙烯酰胺凝胶电泳对舞毒蛾4龄幼虫不同组织蛋白质的检测表明,甲氧虫酰肼能明显干扰4龄幼虫体内蛋白质表达,诱导血淋巴和表皮组织产生特异蛋白。处理12 h和24 h时,引起血淋巴和中肠组织中蛋白质表达量升高或降低,诱导血淋巴产生2条新蛋白带;48 h后,对表皮组织中蛋白质表达的影响极为明显,分子量为17～25kDa、30 kDa、30～46 kDa处的蛋白质表达量均低于对照组,但在25～30 kDa、46～58kDa处的蛋白表达量明显增加,在接近80 kDa处出现1条新蛋白带。
通过上述研究表明,甲氧虫酰肼能明显影响舞毒蛾幼虫的生长发育,对其体内主要保护酶系和解毒酶系有较强的干扰作用,且能诱导血淋巴、中肠和表皮组织中蛋白质的异常表达,对舞毒蛾幼虫表现出很高的毒杀效果。因此,可将甲氧虫酰肼用于舞毒蛾的综合治理,达到生态安全地控制舞毒蛾危害的目的。不同组织蛋白表达的变化及特异蛋白的产生为探讨昆虫蜕皮机理及新农药的开发奠定理论基础。