吴咚咚，赵建伟，陈 颖，郑 宇，何玉仙*福州市农业科学研究所，福建福州5008;福建省农业科学院植物保护研究所，福建福州500;泉州市农业局，福建泉州6000

烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius是一种世界性分布的多食性害虫，其中，B型烟粉虱几乎在全世界均有分布，其他生物型多为区域性分布(段晓东等，2011)。据估计，目前烟粉虱的寄主植物种类已超过600种(Oliveira et al.，2001)。B 型烟粉虱对不同寄主植物的选择性有明显差异，对辣椒Capsicum annuum L.韧皮部极不适应，不能持续吸食(曹凤勤等，2008;吴青君等，2004;岳梅等，2006)。赵建伟等(2009)研究发现，辣椒不是B型烟粉虱的适宜寄主，B型烟粉虱若虫甚至无法在辣椒上存活并完成世代发育。

辣椒碱作为辣椒属植物的次级代谢产物，是一种极度辛辣的香草酰胺类生物碱，具有抗菌、杀虫的药理作用，对桃蚜Myzus persicae(Sulzer)具有较强的毒力和良好的防治效果(冯纪年等，2005;李家玉等，2009;刘新和林永，2003)。赵建伟等(2011)研究表明，辣椒碱对烟粉虱各虫态均有直接的致死作用。植食性昆虫常依靠其体内具普遍防御性的酶系(如微粒体多功能氧化酶、酯酶和谷胱甘肽S-转移酶)来克服其食物中的潜在毒性(姚洪渭等，2002)。而植物次生物质可激活或抑制害虫体内相关解毒酶系的活性，从而导致其对药剂的敏感性发生明显改变(Brattsten，1988)。辣椒碱作为新型绿色农药，对防除蚜虫和烟粉虱等农业害虫具有良好的效果，可代替生产上常用的毒性大、残留量高的有机磷、有机氯、氨基甲酸酯类化学农药，对于降低化学农药残留和保护生态环境具有重要意义。本文主要研究以辣椒碱不同剂量处理后不同时段烟粉虱体内解毒酶、靶标酶活性的变化情况，以期阐明辣椒碱杀虫活性的生化机制，为烟粉虱的抗药性治理和辣椒碱在生物农药领域的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试寄主植物 棉花Gossypium hirsutum L.种子由福州永菜种子有限公司提供，试验前种植于育苗室，常规水肥管理，全生育期未施农药。

1.1.2 供试昆虫 烟粉虱为福建省农业科学院植物保护研究所室内(温度25℃，相对湿度65%，光照14L∶10D)长期饲养的试验种群，经鉴定为B型(何玉仙等，2006a)。

1.1.3 供试药剂 98%辣椒碱由陕西森弗生物技术有限公司提供，α-乙酸萘酯(α-NA，99.95%)由中国上海青浦合成试剂厂提供，固蓝RR盐(Fast Blue RRsalt)由厦门泰京生物技术有限公司提供，碘化硫代乙酰胆碱(ATChI)由Fluka公司提供，二硫代双对硝基苯甲酸(DTNB)由上海化学试剂厂提供，还原型谷胱甘肽(GSH)由上海生工生物工程有限公司提供，考马斯亮蓝G-250由中国医药集团上海化学试剂分公司提供;其他试剂均为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 辣椒碱对烟粉虱成虫的毒力测定 采用成虫浸叶生测法(何玉仙等，2006b)进行测定。用打孔器将未被药剂污染的新鲜棉花叶打成直径35 mm的小圆片，将小圆片分别浸入用去离子水(含0.1%Triton X-100)配制的浓度为 500、1000、2000、4000和8000 mg·L-1的供试药液中，5 s后取出，自然晾干后叶片正面朝下铺在直径为35 mm的培养皿中(预先倒入12 g·L－1琼脂)。将烟粉虱雌成虫用CO2短暂麻醉后，转移至培养皿中，每个培养皿放20～30头，盖上具透气网的盖子，并将其倒置于温度25℃、相对湿度65%、光照14∶10(L∶D)的培养箱中，48 h后统计死亡率。每个浓度设3次重复，以去离子水(含0.1%Triton X-100)处理为对照。采用DPS统计软件求出毒力回归方程、LC50及95%置信限。

1.2.2 辣椒碱对烟粉虱体内酶活性的影响测定以 500、1000、2000、4000 和 8000 mg·L－1辣椒碱溶液处理烟粉虱雌成虫(方法同1.2.1)，分别于处理后1、3、6、12、24、48 h 挑取存活试虫备用。

(1)羧酸酯酶(carboxylesterase，CarE)活性测定:每个处理挑取100头烟粉虱雌成虫置于1.5 mL Eppendorf管中，加入 1.0 mL 0.2 mol·L－1磷酸缓冲液(pH 6.0)，在冰浴中充分匀浆后，4 ℃、10000 r·min－1条件下离心10 min，取上清液稀释10倍作为酶源(何玉仙等，2007)。

(2)谷光甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase，GSTs)活性测定:每个处理挑取100头烟粉虱雌成虫置于 1.5 mL Eppendorf管中，加入 1.0 mL 0.06 mol·L－1磷酸缓冲液(pH 7.0)，在冰浴中充分匀浆后，4 ℃、10000 r·min－1条件下离心10 min，取上清液作为酶源(何玉仙等，2007)。

(3)乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，AChE)活性测定:每个处理挑取100头烟粉虱雌成虫置于1.5 mL Eppendorf管中，加入 1.0 mL 0.1 mol·L－1含0.1%Triton X-100 的磷酸缓冲液(pH 7.5)，在冰浴中充分匀浆后，4 ℃、10000 r·min－1条件下离心10 min，取上清液稀释5倍作为酶源(何玉仙等，2008)。

(4)酶源蛋白质含量测定:采用考马斯亮蓝G-250染色法(Bradford，1976)进行测定。

2 结果与分析

2.1 辣椒碱对烟粉虱成虫的毒力

辣椒碱对烟粉虱成虫具有明显的致死作用，辣椒碱作用24 h的毒力回归方程为Y=4.8775X－12.3018，R2为 0.9946，LC50为 3525.79 mg·L－1，95%置信区间为3191.68 ～3849.78 mg·L－1。

2.2 辣椒碱对烟粉虱体内CarE活性的影响

辣椒碱对烟粉虱体内CarE活性的影响见图1。500 mg·L－1辣椒碱处理烟粉虱成虫后1 ～3 h，CarE活性受到抑制;处理后6 h活性被激活而高于对照;处理后12～48 h活性再次受到抑制。1000 mg·L－1辣椒碱处理后1～3 h，CarE活性被激活;处理后6～12 h活性受到抑制而低于对照;处理后24～48 h又产生一个激活和抑制的波动。2000 mg·L－1辣椒碱处理后1～3 h，CarE活性被激活;处理后6 h活性受到抑制;处理后12～48 h活性被激活而高于对照，48 h时活性达到最高。4000 mg·L－1辣椒碱处理后1、6、24和48 h CarE活性被激活而高于对照;处理后3和12 h活性受到抑制。8000 mg·L－1辣椒碱处理后1 h CarE活性被激活;处理后3～48 h活性受到抑制。可见，辣椒碱对烟粉虱体内CarE活性存在一个诱导激活与抑制反馈反复作用的过程。

2.3 辣椒碱对烟粉虱体内GSTs活性的影响

辣椒碱对烟粉虱体内GSTs活性的影响见图2。8000 mg·L－1辣椒碱处理烟粉虱成虫后24～48 h，4000 mg·L－1辣椒碱处理烟粉虱成虫后6 h GSTs活性受到明显抑制。其余各处理GSTs活性均被激活而高于对照，但被激活程度随处理时间的延长而波动。

图1 不同浓度辣椒碱对烟粉虱体内CarE活性的影响Fig.1 Effects of capsaicin at defferent concentrations on CarE activity in B.tabaci

图2 不同浓度辣椒碱对烟粉虱体内GSTs活性的影响Fig.2 Effects of capsaicin at defferent concentrations on GSTs activity in B.tabaci

2.4 辣椒碱对烟粉虱体内AChE活性的影响

辣椒碱对烟粉虱体内AChE活性的影响见图3。各浓度辣椒碱对烟粉虱体内AChE活性存在时间效应，均在处理后48 h对AChE活性产生了抑制作用。其中，500 mg·L－1辣椒碱处理烟粉虱成虫后1 h，AChE活性受到抑制;处理后3～12 h活性被激活而高于对照;处理后24～48 h AChE活性再次受到抑制。1000和8000 mg·L－1辣椒碱处理后1 h，AChE活性受到抑制;处理后3～24 h其活性被激活而高于对照;处理后48 h再次受到抑制。2000 mg·L－1辣椒碱处理后1 ～12 h，AChE 活性被激活;而处理后 24～48 h其活性受到抑制。4000 mg·L－1辣椒碱处理后1～6 h，AChE活性被激活;处理后12～48 h活性受到抑制。

图3 不同浓度辣椒碱对烟粉虱体内AChE活性的影响Fig.3 Effects of capsaicin at defferent concentrations on AChE activity in B.tabaci

3 小结与讨论

害虫的抗药性问题已逐渐成为影响农业生产的重要因素之一，化学药剂的过量使用不仅提高了农业生产成本，而且增大了食品安全风险。因此，寻求化学防治之外的新技术就成为害虫综合治理领域的新热点。植物体内的部分次生代谢物质具有一定的杀虫活性，且这些物质在长期的进化过程中已经形成了固定的参与能量与物质循环的代谢途径，因此，在实际使用中不易产生残留及生物富集现象，害虫不易产生抗药性(李慕春等，2010)。目前，许多植物源生物碱已被作为杀虫剂开发利用，如苦参碱、苦豆碱、小檗碱、百部碱等。

已有研究表明，野靛碱和苦豆碱、葫芦素B均对烟粉虱体内的CarE活性具有抑制作用(罗万春和张强，2003;张爱萍等，2008)，而槲皮素对B型烟粉虱成虫体内CarE有诱导增多作用(牟少飞等，2006)。雷公藤生物碱也可显著激活粘虫Mythimna seperata(Walker)体内的CarE活性(周琳等，2008)。本研究发现，经500、1000、2000、4000 mg·L－1辣椒碱处理后，烟粉虱体内CarE活性随着处理时间的延长呈现一种波动状态，说明较低剂量辣椒碱对CarE可能存在一个诱导激活与抑制反馈反复作用的过程;而在高剂量(8000 mg·L－1)处理后1 h，CarE活性被激活，随后时段则受到抑制。据此推断，植物源生物碱对害虫体内CarE活性的影响可能与生物碱的处理剂量和处理时间密切相关。

陈列忠等(2005)研究发现，在亚致死质量浓度下，雷公藤总生物碱可显著抑制摇蚊Chironomidae体内的GSTs活性。而周琳等(2008)报道，雷公藤生物碱对GSTs活性的影响表现为先激活后抑制。刘少武等(2008)研究表明，辣椒碱能够抑制昆虫体内的GSTs活性，降低其催化解毒能力，从而减弱害虫对药剂的抵抗力，但其并不能够完全抑制GSTs活性，且不同浓度辣椒碱对GSTs抑制能力的差异呈不规则变化。本研究表明，辣椒碱对烟粉虱体内GSTs活性的诱导存在剂量和时间效应，低浓度可诱导GSTs活性增强，说明烟粉虱对低剂量的辣椒碱存在解毒机制，即GSTs活性的增强加大了其对辣椒碱的代谢作用，这是烟粉虱对外界刺激的一种适应机制。但高浓度的辣椒碱对烟粉虱有较强的毒害作用并抑制了GSTs活性，因此，高剂量(8000 mg·L－1)处理后短时间内可诱导GSTs活性增高，24 h后则表现较强的抑制作用。

AChE是动物体内广泛存在的在神经传递过程中起重要作用的一种酶，此酶一旦被抑制达一定程度时，会使动物过度兴奋而死亡(唐培安等，2007)。据报道，苦豆子总生物碱、野靛碱、槐安碱、槐碱、槐果碱、氧化苦参碱、苦参碱和苦豆碱、石松生物碱对AChE活性均具有抑制作用(罗万春等，1997;徐莉娜等，2007)。苦参碱可明显抑制小菜蛾Plutella xyllostella(L.)体内的AChE活性，造成其神经兴奋传导受阻(黄劲飞等，2010);烟碱对害虫的毒杀机制是抑制乙酰胆碱受体(AChR)，持续激活神经，使虫体持续痉挛，麻痹死亡(吴琼等，2011)。本研究表明，各浓度辣椒碱在处理后36～48 h烟粉虱体内的AChE活性均受到抑制，存在明显的时间效应。这与刘少武和纪明山(2008)的研究结果一致。但AChE是否为辣椒碱的一个作用位点还有待进一步研究确定。

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