西北农业学报 2006,15(4):73～75A cta A g riculturaeB oreali2occi dentalis S inica麦红吸浆虫保幼激素含量测定李英梅,仵均祥3,成卫宁,李怡萍,侯娟娟(植保资源与病虫害治理教育部重点实验室,西北农林科技大学植物保护学院,陕西杨凌 712100)摘 要:用气相色谱法对麦红吸浆虫S itodi plosis mosellna(G ehin)成虫、麦穗幼虫、秋季滞育幼虫、冬季滞育幼虫和翌年春季活动幼虫保幼激素滴度进行了检测。
结果显示,在麦红吸浆虫成虫和幼虫的不同阶段,都可检测到保幼激素Ⅲ的存在。
比较而言,成虫保幼激素Ⅲ的滴度高于麦穗幼虫和秋季滞育幼虫,但明显低于冬季滞育幼虫和翌年出土幼虫。
关键词:小麦吸浆虫;气相色谱;保幼激素中图分类号:S435.122+.1 文献标识码:A 文章编号:100421389(2006)0420073203Determination of Juvenile H ormone in Wheat BlossomMidge,Sitodi plosis mosell a na(G ehin)L I Y ing2mei,WU J un2xiang3,C H EN G Wei2ning,L I Y i2ping and HOU J uan2juan (Key Laboratory of Plant Protection Resources and Pest Management,Ministry of Education,College of PlantProtection,Nort hwest A&F University,Yangling Shaanxi 712100,China)Abstract:The tit res of juvenile hormoneⅢ(J H3)in adult,wheat2ear2larva,over2aut umning2larva,o2 ver2wintering2larva and over2wintered larva of t he wheat blossom midge,S itodi plosis mosell ana(Ge2 hin)are detected by gas chromatograp hy.Result s showed t hat J HⅢcould be detected in bot h adult and larva of t he wheat blo ssom midge.The J HⅢtitre in adult is higher t han t hat in wheat2ear2larva and over2aut umning2larva,but it is obviously lower t han t hat in over2wintering2larva and over2win2 tered larva.A initial analysis on t he p henomenon is given.K ey w ords:Wheat blosso m midges;Gas chromatograp hy;J uvenile hormone 麦红吸浆虫S itodi plosis mosell ana(Gehin)是小麦生产中间歇性、团块不均匀性猖獗成灾的害虫,广泛分布于欧洲、亚洲与北美洲;美国、加拿大、英国、德国、芬兰等国家均有严重成灾的记录[1]。
我国曾在20世纪50年代和80年代两次大面积暴发成灾,对小麦生产造成了严重影响[2]。
研究表明,麦红吸浆虫越冬幼虫所具有的滞育率高、滞育能力强、高度延长滞育和2次滞育特点与小麦吸浆虫的间歇性、团块不均匀性猖獗成灾有密切的关系[3]。
多年来,人们对麦红吸浆虫的滞育习性及其调控机理进行了不懈的研究[3]。
由于该虫一年仅发生一代,个体小,一年中的绝大部分时间隐蔽在土壤中,人工大量饲养繁殖技术尚未解决,所以,在滞育机理研究方面虽然做了大量的工作,但至今未能得出一个科学的答案。
保幼激素是由昆虫咽侧体分泌的一类高萜类化合物,在昆虫的变态发育过程中起着重要的作用[4]。
大量研究表明,保幼激素含量的变化是调节昆虫滞育维持和终止的重要因子之一[5～7]。
国内外尚未见有关小麦吸浆虫滞育与保幼激素滴度变化之间关系的研究报道。
鉴于此,本研究采用气相色谱分析测定了麦红吸浆虫成虫和不同滞育阶段幼虫的保幼激素滴度。
收稿日期:2006202216 修回日期:2006203202基金项目:国家自然科学基金项目(30370936)和教育部重点项目(105165)资助。
作者简介:李英梅(1975-),女,硕士研究生,主要从事植物保护研究工作。
3通讯作者:junxw@1 材料与方法1.1 实验材料2004年6月初,在河北保定选择麦红吸浆虫大发生田块,采集幼虫尚未脱穗的麦穗运回西北农林科技大学,撒于地面并喷水保湿,使幼虫落地入土。
在不同时间采用淘土法[8]获得不同滞育和发育阶段的麦红吸浆虫幼虫,保存在低温冰箱(-70℃)中备用。
供试成虫系于2005年5月初从河北保定麦田网捕获得。
1.2 实验试剂J H Ⅲ标准品为美国Sigma 公司产品,浓度为75%,正己烷为国产分析纯。
A :J H III 标准品The Standard of J HIII ;B :成虫Adult ;C :麦穗幼虫Wheat 2ear 2larva ;D :秋季滞育幼虫Over 2aut umning 2larva ;E :春季出土幼虫Over 2wintered larva ;F :冬季滞育幼虫Over 2wintering 2larva.图1 JH III 标准品及各虫态JH III 气相色谱图Fig.1 The chrom atography of JHIII stand ard samples and adult and larva1.3 实验仪器日本岛津公司GC 216A 气相色谱仪,氢火焰离子化检测器,TL9000(金羊)色谱工作站,小型玻璃匀浆器(0.5mL ),B230型超声波破碎仪,美国Beckman J 2221型高速冷冻离心机,离心浓缩系统,电子天平及其他实验室常用仪器。
表1 麦红吸浆虫成虫及幼虫不同滞育阶段保幼激素Ⅲ的含量Fig.1 The JHIII content determinated in adult and larva of Sitodi plosis mosellana at different stage 虫态或滞育阶段Different stage diapauses and individuals试虫数/头Number of insect试虫重/mgWeight of insect J H Ⅲ峰面积The peak area of J H ⅢJ H Ⅲ含量(ng ・mg -1)J H Ⅲcontent成虫Adult30040.0574290.0201675麦穗幼虫Wheat 2ear 2larva20060.7643140.0148830秋季滞育幼虫Over 2autumning 2larva 26074.3739400.0139798冬季滞育幼虫Over 2wintering 2larva 11018.3561430.0430923春季出土幼虫Over 2wintered larva15036.61132060.04345081.4 样品预处理取供试成虫或幼虫,用超纯水洗掉虫体表面杂质,滤纸吸干水分,电子天平称重后移入玻璃匀浆器中,加10.5mL 正己烷冰浴匀浆5min ,超声波细胞破碎仪破碎5min (超声设置:40次,每次5s ,间隔5s ),在9000rp m ,4℃条件下离心10min 取上清液。
正己烷重复提取5次,合并上清液。
上机前用离心浓缩系统进行浓缩近干,正己烷定容至25μL ,以峰面积定量。
1.5 色谱条件DBS 2MS 毛细管柱;150℃开始升温,每分钟升温20℃,到280℃止,进样口温度280℃,检测器温度280℃,分流比20∶1;进样量1μL 。
2 结果与分析2.1 不同虫态保幼激素Ⅲ滴度测定测定结果表明,小麦吸浆虫像大多数昆虫一样,体内含有保幼激素Ⅲ。
成虫和幼虫均含有一・47・西 北 农 业 学 报 15卷定量的保幼激素Ⅲ,其中成虫的保幼激素Ⅲ的含量为0.0201675ng/mg,幼虫保幼激素Ⅲ的含量则随滞育阶段而变化。
2.2 不同滞育阶段幼虫保幼激素III含量比较从表1和图1可以看出,不同滞育阶段幼虫保幼激素III的含量明显不同。
麦穗幼虫和秋季滞育幼虫保幼激素III的含量比较接近,两者的含量仅分别为0.0148830ng/mg和0.0139798 ng/mg;冬季滞育幼虫与翌年春季出土幼虫保幼激素III的含量比较接近,两者的含量分别为0.0430923ng/mg和0.0434508ng/mg。
3 结论与讨论3.1 J H作为一种重要的发育调控激素,在昆虫个体发育的某一特定时期的滴度高低,决定该个体“选择”何种发育途径以产生相应的变态(Ni2 jhout&Wheeler,1982)。
前人对昆虫滞育发生、维持或深度变化、解除等与保幼激素含量变化关系的研究表明,滞育是由外界环境条件诱导,昆虫内分泌系统调节的一种发育现象[9],其中保幼激素的作用最为重要[6]。
但在不同的昆虫种类中,各种激素对滞育的发生、维持及终止所起的作用并不完全相同[10]。
王瑜等(1994)对三带喙库蚊(Culex t ritaeniorhy nchus)滞育成蚊应用保幼激素或类保幼激素处理,可使其解除滞育[11～13];王满囷等(2002)研究表明,鞭角华扁叶蜂(Chi nol y2 da f l a gellicornis)在滞育期间,预蛹血淋巴中J H III的滴度高达20ng/mL左右,这表明其预蛹咽侧体仍保持较高的活性,分泌J H来调节P T T H 和M H分泌活动来维持滞育[10]。
苏天运(1994)等对淡色库蚊(Culex pi piens p allens)滞育成虫保幼激素含量的研究表明,蚊虫生殖滞育的发生主要是由于体内J H的缺乏,用保幼激素类似物可以解除卵泡的滞育状态,并存在量效关系[5]。
3.2 本研究结果表明,麦红吸浆虫成虫和幼虫体内均含有一定量的保幼激素III,说明麦红吸浆虫像绝大多数昆虫种类一样,保幼激素在其发育变态过程中起着重要的调节作用。
不同滞育阶段的幼虫,体内保幼激素含量明显不同,麦穗幼虫与秋季滞育幼虫保幼激素III的含量比较接近,两者的含量均较低;冬季滞育幼虫与翌年春季出土幼虫保幼激素III的含量比较接近,两者的含量均较高。