曹宇，閆玉芳，楊文佳，熊正利，王麗娟，李燦＊

（1．貴陽學院生物與環(huán)境工程學院，有害生物控制與資源利用貴州省高校特色重點實驗室，貴陽550005；2．重慶市渝東南農業(yè)科學院，重慶涪陵408000）

二氧化碳氣調對鋸谷盜的毒力及其能源物質利用的影響

曹宇1，閆玉芳2，楊文佳1，熊正利1，王麗娟1，李燦1＊

（1．貴陽學院生物與環(huán)境工程學院，有害生物控制與資源利用貴州省高校特色重點實驗室，貴陽550005；2．重慶市渝東南農業(yè)科學院，重慶涪陵408000）

為探討二氧化碳（CO2）氣調對鋸谷盜（Oryzaephilus surinamensis Linne）的控制作用，研究了不同CO2濃度對鋸谷盜的毒力效果，以及CO2氣調脅迫與致死作用對鋸谷盜能源物質含量和利用的影響，以期從生理生化角度探討CO2氣調的作用機制．試驗在溫度（25±1）℃、相對濕度（70±5）%的條件下進行，CO2氣調設為10%、30%、50%、70%和90%5個梯度，每隔3h觀察其對鋸谷盜的致死情況；另外，利用各濃度CO2脅迫2、4、6和8 h及致死后，測定鋸谷盜體內多糖、可溶性蛋白質及脂肪含量，計算其利用率．結果表明：不同CO2氣調濃度處理對鋸谷盜具有不同的毒力作用，隨著其濃度的升高，毒力逐漸增強，在10%CO2處理下，50%鋸谷盜致死時間和99%鋸谷盜致死時間分別為52．23和131．45h，在90%CO2處理下分別為12．52和32．44h；在氣調脅迫下，同濃度CO2處理隨著時間的延長以及脅迫相同時間隨著CO2濃度的升高，鋸谷盜體內多糖、可溶性蛋白質及脂肪含量均降低，利用率逐漸提高，其對3種能源物質的利用率為可溶性蛋白質≈脂肪＞多糖．在氣調致死下，不同能源物質剩余量均隨著氣調濃度的升高逐漸增多，但均低于其氣調脅迫不同時間后的含量；同時，鋸谷盜對3種能源物質的利用率逐漸降低，但均高于氣調脅迫不同時間后的利用率，其對三者的利用率為多糖＞可溶性蛋白質＞脂肪．因此，不同CO2氣調濃度對鋸谷盜不同的毒力可能與昆蟲對能源物質的不同響應有關，昆蟲對能源物質利用的顯著差異可能與其抗氣性的形成有關．

鋸谷盜；二氧化碳氣調；能源物質；多糖；可溶性蛋白質；脂肪

Journal of Zhejiang University（Agric．＆Life Sci．），2015，41（6）：631－640

SummaryThe application of controlled atmosphere（CA），is an effective，safe，and residue－free alternative compared with chemical fumigants and protectants against pests and mites，and using of carbon dioxide（CO2）hasreceived considerable attention in disinfesting stored foodstuffs，particularly durable products．There are reports about the toxic effects of CO2－enriched atmospheres on several insect pests of stored products，but the data on the toxicity of CO2against Oryzaephilus surinamensis Linne are limited．Oryzaephilus surinamensis is one of the major pests of stored spices and spice products found in many districts and countries，causing huge losses to stored products especially economical crops and food products．Oryzaephilus surinamensis management in stored food commodities is facing a challenge resulting from pesticide residues in foodstuffs and the increasing resistance of insects to conventional chemical pesticides．It is essential to develop alternative pest control techniques for protecting stored commodities．Therefore，the toxicities of different CO2－enriched atmospheres to O．surinamensis were studied，and in order to explore the action mechanism of CO2controlled atmosphere at physiological and biochemical levels，the energy substance content and its utilization rate in O．surinamensis were also determined and calculated after stress of several hours under different CO2concentrations or until dead．

The experiments were conducted at the constant temperature of（25±1）℃and relative humidity of（70± 5）%．Oryzaephilus surinamensis were exposed under different CO2concentrations（10%，30%，50%，70%and 90%），and the mortality of every three hours were observed until all of the insects died．In addition，the contents of polysaccharide，soluble protein and lipid in O．surinamensis were determined after the CO2stress for 2，4，6，8 h or until dead under the different CO2concentrations，and the energy substance contents of O．surinamensis in normal atmosphere were determined to calculate the utilization rate of each energy substance．

The results showed that different concentrations of CO2had different toxicity on O．surinamensis，and the toxicity became stronger with higher CO2concentration．The lethal time of 50%（LT50）and 99%（LT99）O．surinamensis were 52．23and 131．45hunder 10%CO2，while they were 12．52and 32．44hunder 90%CO2，respectively．The contents of polysaccharide，soluble protein and lipid decreased，but the utilization rate increased，with increasing CO2concentration under the same stress time or with the extension of stress time under the same CO2concentration，and the consumptions of the three kinds of energy substances were soluble protein≈lipid＞polysaccharide in all the stress treatments．The residual contents of energy substance in O．surinamensis performed a gradual increase with the increasing CO2concentration after the CO2stress until dead，but decreased in its utilization rate．And the O．surinamensishad less residual content of energy substances under the CO2long stress until dead than that under the CO2short stress for 2，4，6and 8h，but it had higher utilization rate with the consumption of polysaccharide＞soluble protein＞lipid．

Comparison of the utilization rates showed that soluble protein and lipid were the main energy substances，followed by polysaccharide，to deal with the short CO2stress time；but polysaccharide was the prior energy substance of O．surinamensis to respond to the long stress period until dead，followed by soluble protein，and lipid was the last．So the different toxicity of different CO2concentrations to O．surinamensis may have some relationship between different responses of insects to the energy substances and the CO2stress，revealing that the significantly different utilization rates of energy substances in insect probably have some associations with its resistance development to CO2．

鋸谷盜（Oryzaephilus surinamensis Linne）隸屬于鞘翅目（Coleoptera），鋸谷盜科（Silvanidae），是一種世界性儲藏物害蟲，可對糧食、藥材、煙草、干果等許多儲藏物造成不同程度的危害［1－2］．對于鋸谷盜的生物學、生態(tài)學特性已有許多報道：研究發(fā)現(xiàn)在不同的溫、濕度下，鋸谷盜在麥麩上的生長發(fā)育歷期不同［3］，對不同溫度儲存下的面粉為害不同［4］，在不同處理面粉上的種群動態(tài)變化也不同［5］；鋸谷盜對紅、黃、綠光等具有不同的趨性，且環(huán)境溫度對其運動軌跡具有重要影響［6－7］，因此，在不同環(huán)境下鋸谷盜的分布差異顯著，發(fā)生程度不同．鋸谷盜危害范圍廣泛，尤其對經濟作物和糧食等儲藏物可造成巨大的經濟損失．對其防治主要包括化學藥劑［8－9］與生物源藥劑控制［10－12］、微波輻射［13－14］、電子束輻射［15－16］和甲酸乙酯熏蒸等［17］．且長期以來，對鋸谷盜的防治主要依賴磷化氫和溴甲烷等熏蒸防治［18］，而鋸谷盜對磷化氫極易產生抗性，溴甲烷可破壞臭氧層，兩者在我國將于2015年底被淘汰使用．另外，在害蟲防治中，某些儲藏物涉及食品安全問題，若任意使用化學藥劑將存在安全隱患．因此，探索綠色、安全、環(huán)保的儲藏物害蟲防治措施具有重要的現(xiàn)實意義．

二氧化碳（CO2）氣調控制是一種有效的儲藏物害蟲防治措施，無毒、無殘留，具備良好的開發(fā)前景．CO2氣調能夠有效控制藥材甲（Stegobium paniceum）、煙草甲（Lasioderma serricorne）、嗜卷書虱（Liposcelis bostrychophila）等倉儲害蟲的為害［19－21］，因其安全環(huán)保，引起了各國學者的關注．唐培安等［22］利用氮氣與甲酸乙酯聯(lián)合來防治鋸谷盜，但尚未見CO2氣調對鋸谷盜控制的研究報道．因此，本文研究了不同CO2濃度對鋸谷盜的毒力作用，測定了在短時氣調脅迫及致死下，鋸谷盜體內多糖、可溶性蛋白質及脂肪等能源物質的含量變化及其利用率，為從生理生化角度探討氣調對鋸谷盜的控害機制及昆蟲的抗氣性機制提供理論依據，為進一步探討鋸谷盜的可持續(xù)有效控制奠定基礎．

1 材料與方法

1．1 供試蟲源

鋸谷盜采自貴陽市各類儲藏糧食上，在人工氣候實驗箱（25±1）℃、相對濕度（70±5）%、光照（晝夜比）10h∶14h條件下飼養(yǎng)，以m（面粉）∶m（酵母粉）＝10∶1的混合物為食料．試驗時已人工飼養(yǎng)5代以上，以羽化2～3d的成蟲作為試蟲．

1．2 主要試劑及儀器設備

CO2氣體（純度高于99%）購于貴陽當?shù)貧怏w供應站；蒽酮為天津市科密歐化學試劑有限公司產品；考馬斯亮藍G－250、牛血清白蛋白（albumin bovine serum，ABS）為美國Sigma公司產品．

Allegra X－30高速冷凍離心機（美國Beckman Coulter公司）；754PC紫外－可見分光光度計（上海菁華科技儀器有限公司）；KL－RO－20自動雙純水系統(tǒng)（成都唐氏康寧科技發(fā)展有限公司）；BSA124S電子天平（賽多利斯科學儀器北京有限公司）．

1．3 試驗方法

1．3．1鋸谷盜的生物測定與氣調處理

1．3．1．1CO2氣調對鋸谷盜的毒力測定．采用課題組前期氣調處理方法［23］，取鋸谷盜成蟲60頭置于試驗用培養(yǎng)盒中，放入適量面粉和酵母粉混合物，加蓋密閉，通過氣調混配儀，用導管通入設定濃度的氣調氣體，待氣體濃度配比達到要求后，停止通氣．將培養(yǎng)盒的進出氣口導管對接，放入人工氣候實驗箱培養(yǎng)觀察，設定試驗相對濕度（70±5）%、溫度（25±1）℃．CO2氣調體積分數(shù)分別設置為10%、30%、50%、70%和90%．每隔3h觀察和記錄在不同氣調濃度處理后試蟲的存活情況，直至全部死亡，然后測定死亡試蟲各能源物質的含量．昆蟲死亡確定標準：將試蟲移出處理環(huán)境5h后，以小毛筆刺激，不動視為死亡．以相同條件下的空氣處理作為對照．試驗重復3次，以Abbott公式校正死亡率［24］．1．3．1．2CO2氣調對鋸谷盜的脅迫處理．采用

1．3．1．1節(jié)的氣調處理方法，在相對濕度（70± 5）%、溫度（25±1）℃條件下，分別在不同CO2氣調濃度脅迫下處理2、4、6和8h后進行相關生化測定；以自然條件下的相關測定作為對照．每組處理50頭昆蟲，重復3次．

1．3．2CO2氣調處理下鋸谷盜能源物質測定

1．3．2．1多糖含量測定．參考程偉霞等［25］的蒽酮比色法進行測定．取CO2氣調脅迫致死后的鋸谷盜30頭，充分勻漿后，于15 000r／min、25℃條件下離心10min，取其上清液加入0．2%蒽酮試劑，混合均勻后沸水浴10min，于620nm處測定其吸光度值．利用葡萄糖制作標準曲線，根據標準曲線將測定結果轉換成μg／頭．以同樣條件下在空氣中自然生長的活體鋸谷盜多糖含量值作為對照．試驗重復3次．多糖利用率／%＝（對照含量－氣調處理下含量）／對照×100［19］．1．3．2．2可溶性蛋白質含量測定．采用程偉霞等［25］和Bradford［26］的考馬斯亮藍G－250法進行測定．取鋸谷盜30頭，加入pH 7．0、0．04mol／L磷酸緩沖液3mL于冰水浴中勻漿，勻漿液于10 000r／min、4℃離心15min，取其上清液加入1%考馬斯亮藍G－250反應，在595nm處測定其吸光度值．利用牛血清白蛋白制作標準曲線，根據標準曲線將測定結果轉換成μg／頭．以同樣條件下在空氣中自然生長的活體鋸谷盜可溶性蛋白質含量作為對照．試驗重復3次．可溶性蛋白質利用率／%＝（對照含量－氣調處理下含量）／對照×100．

1．3．2．3脂肪含量測定．參照Colinet等［27］的方法，將40頭鋸谷盜置于60℃恒溫培養(yǎng)箱中干燥48 h，然后稱量蟲體干質量（m1）．取干燥后的單頭成蟲于玻璃勻漿器中，加入V（氯仿）∶V（甲醇）＝2∶1的提取液5mL，研磨勻漿，轉移至離心管中以4 500 r／min離心．轉移上清液，在沉淀中再加入6mL三氯甲烷和甲醇提取液，再次離心，將剩余沉淀在60℃恒溫培養(yǎng)箱中干燥24h至恒質量（m2）．脂肪含量＝m1－m2．以自然條件下的鋸谷盜脂肪含量作為對照．試驗重復3次．脂肪利用率／%＝（對照含量－氣調處理下含量）／對照×100．

1．4 數(shù)據統(tǒng)計與分析

利用SPSS 18．0軟件分析鋸谷盜的死亡率和存活率，擬合在不同CO2濃度作用下的毒力回歸方程；采用鄧肯新復極差測驗法比較在不同處理下鋸谷盜多糖、可溶性蛋白質及脂肪含量的差異顯著性．

2 結果與分析

2．1 不同CO2氣調濃度處理對鋸谷盜的毒力效果

在不同CO2氣調濃度處理下，鋸谷盜具有不同的敏感性（表1）．隨著氣調濃度的升高，毒力回歸曲線斜率增大，說明對鋸谷盜的控制作用越強．在10%、30%、50%、70%和90%CO2作用下，50%鋸谷盜死亡時間（LT50）分別為52．23、39．76、32．94、20．91和12．52h，99%鋸谷盜死亡時間（LT99）分別為131．45、92．06、81．27、61．30和32．44h．隨著氣調濃度的升高，鋸谷盜的LT50和LT99值逐漸減小，說明CO2氣調濃度越高，對鋸谷盜的毒力越強．

2．2 氣調脅迫對鋸谷盜能源物質的影響

2．2．1氣調脅迫對鋸谷盜多糖含量的影響

2．2．1．1氣調脅迫下鋸谷盜多糖含量的測定結果．在自然條件下，鋸谷盜多糖含量為6．48μg／頭．氣調濃度和脅迫時間是影響其含量的重要因素（表2）．在相同氣調濃度下，隨著脅迫時間的延長，其多糖含量逐漸減少，且濃度越高，減少越多．如經10%CO2脅迫8h后，由對照組的6．48μg／頭顯著減少為5．90 μg／頭；經90%CO2脅迫8h后，減少為5．05μg／頭；另外，在10%～90%CO2脅迫下，除90%CO2處理的多糖含量在6與8h之間差異無統(tǒng)計學意義外，其他各濃度在不同脅迫時間下差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0．05）．同樣，脅迫相同時間后，隨著CO2濃度的升高，其多糖含量也呈現(xiàn)不同程度的顯著下降．如脅迫2h后，在10%和90%CO2濃度下多糖含量分別為6．37和5．91μg／頭；脅迫8h后，在這2個濃度下多糖含量分別為5．90和5．05μg／頭．

表1 不同CO2氣調濃度處理對鋸谷盜的毒力測定結果Table 1 Toxicity result of different CO2concentrations to O．surinamensis

表2 CO2氣調脅迫下鋸谷盜的多糖含量Table 2 Polysaccharide content of O．surinamensis under the stress of different CO2concentrations μg／insect

2．2．1．2氣調脅迫下鋸谷盜對多糖的利用率．隨著氣調濃度的升高，脅迫時間的延長，鋸谷盜對多糖的利用率顯著提高（圖1）．在10%CO2濃度下，多糖利用率在脅迫2、4、6和8h之間差異有統(tǒng)計學意義（F＝59．352，P＜0．05），且隨著脅迫時間的延長，多糖利用率逐漸提高．如在脅迫2h后的利用率為1．24%，8h后達到8．94%；其他濃度下的利用規(guī)律相似．在90%CO2的高濃度下，脅迫2h的利用率為9．23%，8h時顯著上升為22．19%，但其與6h時差異無統(tǒng)計學意義．同樣，在相同脅迫時間下，鋸谷盜對多糖的利用率隨著CO2濃度的升高而升高，且不同濃度之間差異顯著．如在脅迫2h時，在10%、30%、50%、70%和90%各濃度下的多糖利用率分別為1．24%、3．38%、4．31%、6．34%和8．94%（F＝62．428，P＜0．05）；在脅迫8h時，其利用率分別為9．23%、11．98%、15．87%、20．87%和22．19%（F＝90．115，P＜0．05）．

2．2．2氣調脅迫對鋸谷盜可溶性蛋白質含量的影響

2．2．2．1氣調脅迫下可溶性蛋白質含量的測定結果．在自然條件下，鋸谷盜可溶性蛋白質含量為95．54μg／頭．在各氣調脅迫處理下，其含量隨著CO2濃度的升高和脅迫時間的延長顯著減少（表3），與多糖變化趨勢類似．不同CO2濃度處理對蛋白質含量的影響有所不同：如脅迫2h后，可溶性蛋白質含量在10%與30%CO2處理之間差異無統(tǒng)計學意義；6h后，10%與30%、50%與70%CO2處理之間差異無統(tǒng)計學意義；8h后，50%、70%與90% CO2處理之間差異均無統(tǒng)計學意義；脅迫4h后，不同濃度之間的可溶性蛋白質含量差異有統(tǒng)計學意義．在同一濃度脅迫不同時間后，除90%CO2處理下的6與8h之間差異無統(tǒng)計學意義外，其余不同脅迫之間均在統(tǒng)計學上差異顯著．

圖1 在不同CO2濃度脅迫下鋸谷盜對多糖的利用率Fig．1 Utilization rate of polysaccharides in O．surinamensis under the stress of different CO2concentrations

表3 CO2氣調脅迫下鋸谷盜的可溶性蛋白質含量Table 3 Soluble protein content of O．surinamensis under the stress of different CO2concentrations μg／insect

2．2．2．2氣調脅迫下鋸谷盜對可溶性蛋白質的利用率．相較于多糖利用率，鋸谷盜對可溶性蛋白質的利用率曲線變化有所不同（圖2），相似的是隨CO2濃度的升高，脅迫時間的延長，利用率增大．10% CO2處理2h后，可溶性蛋白質利用率最低（3．39%），顯著低于脅迫4、6和8h后的利用率（F＝65．016，P＜0．05）．同樣，在30%、50%、70%和90%CO2處理下，除90%CO2脅迫6與8h之間的利用率在統(tǒng)計學上無顯著差異外，其他各濃度處理下的利用率均隨時間延長顯著升高．在脅迫相同時間下，鋸谷盜對可溶性蛋白質的利用率隨CO2濃度升高而升高，但不同濃度之間差異顯著性有所不同．脅迫2h時，蛋白質利用率在10%與30% CO2處理之間差異無統(tǒng)計學意義，但顯著低于50%、70%和90%CO2處理下的利用率，后三者之間差異有統(tǒng)計學意義（F＝69．542，P＜0．05）；脅迫4h時，各濃度間在統(tǒng)計學上均差異顯著（F＝76．873，P＜0．05）；脅迫6h時，10%與30%、50%與70%CO2處理之間差異無統(tǒng)計學意義，四者顯著低于90%CO2處理下的利用率（F＝53．116，P＜0．05）；脅迫8h時，10%CO2處理下的利用率最低（15．24%），90%CO2處理下的利用率最高（27．05%），但與50%（24．47%）、70%（26．72%）CO2處理下的利用率在統(tǒng)計學上無顯著差異（F＝51．719，P＞0．05）．

圖2 在不同CO2濃度脅迫下鋸谷盜對可溶性蛋白質的利用率Fig．2 Utilization rate of soluble protein in O．surinamensis under the stress of different CO2concentrations

2．2．3氣調脅迫對鋸谷盜脂肪含量的影響

2．2．3．1氣調脅迫下脂肪含量的測定結果．在自然條件下，鋸谷盜的脂肪含量為31．65μg／頭．在氣調脅迫下，其含量也呈現(xiàn)出不同差異（表4）．在10%～90%CO2處理下，除90%CO2在脅迫6和8h之間鋸谷盜體內的脂肪含量差異無統(tǒng)計學意義外，其余濃度處理下的脂肪含量在2、4、6和8h之間均逐漸減少，差異有統(tǒng)計學意義．在10%CO2處理下，脅迫2h的脂肪含量為30．59μg／頭，顯著高于脅迫4h后的28．51μg／頭，6h的27．29μg／頭和8h的26．58μg／頭；在90%CO2處理下，脅迫2h的含量為27．08μg／頭，顯著高于脅迫4h（24．68μg／頭）、6 h（23．30μg／頭）和8h（23．09μg／頭）的含量．同樣，在脅迫相同時間下，隨著CO2濃度的升高其含量也呈不同程度的減少．脅迫2h后，在10%CO2處理下脂肪含量為30．59μg／頭，在30%、50%、70%和90%CO2處理下的含量分別為29．73、29．55、27．54和27．08μg／頭，其中30%與50%CO2處理之間差異無統(tǒng)計學意義，其他處理濃度間在統(tǒng)計學上差異顯著；脅迫4h時脂肪含量在各濃度下的變化與2h一致；脅迫6與8h的脂肪含量變化一致，各濃度之間在統(tǒng)計學上差異顯著；在脅迫8h后，各濃度下的脂肪含量均降為最低，分別為26．58、26．07、25．27、23．67和23．09μg／頭．

表4 CO2氣調脅迫下鋸谷盜的脂肪含量Table 4 Lipid content of O．surinamensis under the stress of different CO2concentrations μg／insect

2．2．3．2氣調脅迫下鋸谷盜對脂肪的利用率．鋸谷盜對脂肪的利用率高于多糖，略低于蛋白質，但與兩者的變化規(guī)律相似（圖3）．在10%CO2處理下，脅迫2、4、6和8h之后，其利用率顯著升高（F＝63．029，P＜0．05），分別為3．35%、9．92%、13．78%和16．02%；在30%、50%、70%和90%CO2處理下，脅迫不同時間后，脂肪的利用規(guī)律與在10% CO2處理下的脅迫相似，其中在90%高濃度下的利用率均高于其他濃度下的相應處理，脅迫2～8h后的利用率分別為14．44%、22．02%、26．38%和27．05%（F＝57．323，P＜0．05）．脅迫相同時間后，脂肪利用率隨著氣調濃度的升高而升高．在脅迫2 h時，30%與50%CO2處理之間的脂肪利用率在統(tǒng)計學上無顯著差異，其余濃度之間差異顯著，10%～90%CO2處理下的利用率分別為3．35%、5．98%、6．66%、12．93%和14．44%（F＝78．015，P＜0．05）；脅迫4h后，各濃度下脂肪利用率的差異顯著性與2 h時一致（F＝66．034，P＜0．05）；6和8h時，各濃度之間的脂肪利用率均差異有統(tǒng)計學意義（F＝84．228，86．162，P＜0．05），其中脅迫8h后，各濃度下脂肪的利用率均達到最高，分別為16．02%、17．55%、20．18%、25．17%和27．05%．

圖3 在不同CO2濃度脅迫下鋸谷盜對脂肪的利用率Fig．3 Utilization rate of lipid in O．surinamensis under thestress of different CO2concentrations

在不同CO2濃度脅迫不同時間處理下，鋸谷盜對3種能源物質的利用率存在一定的差異（圖1～3）．其在30%CO2處理6h后，鋸谷盜對3種能源物質的利用率為可溶性蛋白質（17．24%）＞脂肪（13．85%）＞多糖（10．12%）（F＝29．638，P＜0．05），表現(xiàn)為顯著降低；在50%CO2處理8h時具有一致的規(guī)律，可溶性蛋白質（24．47%）＞脂肪（20．18%）＞多糖（15．87%）（F＝48．127，P＜0．05）．除此之外，在其他各處理下鋸谷盜對蛋白質與脂肪的利用率間差異無統(tǒng)計學意義，但兩者顯著高于對多糖的利用率．總體上，在不同濃度、不同時間的氣調脅迫下，鋸谷盜對能源物質的利用率為可溶性蛋白質≈脂肪＞多糖．

2．3 氣調致死對鋸谷盜能源物質的影響

2．3．1氣調致死下鋸谷盜能源物質含量測定結果

在不同CO2氣調濃度致死下，鋸谷盜體內可溶性蛋白質含量在70%與90%CO2處理下差異無統(tǒng)計學意義，其余濃度之間差異顯著；在各濃度致死后，鋸谷盜體內的脂肪含量在統(tǒng)計學上的差異顯著性與可溶性蛋白質相似，而多糖含量則在各濃度之間差異顯著．總體上，不同CO2濃度致死后，鋸谷盜體內3種能源物質的剩余量隨CO2濃度的升高而顯著增加（表5）．如10%CO2致死后，多糖、可溶性蛋白質及脂肪含量分別為1．47、28．98和9．84μg／頭，分別為對照組的22．69%、30．33%和31．09%；在90% CO2致死下，其含量分別為2．43、44．53和16．64 μg／頭，分別為對照的37．50%、46．64%和52．58%．

表5 CO2氣調致死下鋸谷盜多糖、可溶性蛋白質及脂肪含量Table 5 Polysaccharide，soluble protein and lipid contents of dead O．surinamensis caused by different CO2concentrations μg／insect

2．3．2氣調致死下鋸谷盜對能源物質的利用率

在氣調致死作用下，鋸谷盜體內多糖、可溶性蛋白質及脂肪3種能源物質的利用率均隨著氣調濃度的升高而降低（圖4），且呈現(xiàn)不同程度的差異．多糖利用率隨氣調濃度的升高顯著降低（F＝43．276，P＜0．05），在10%和90%CO2處理下的利用率分別為77．32%和62．50%．可溶性蛋白質的利用率也隨氣調濃度的升高而顯著降低（F＝33．542，P＜0．05），但在70%和90%CO2處理之間差異無統(tǒng)計學意義．在CO2致死下鋸谷盜對脂肪的利用率與對可溶性蛋白質的利用規(guī)律一致（F＝36．149，P＜0．05）．

在相同濃度致死下，鋸谷盜對3種能源物質的利用也表現(xiàn)出不同的顯著性差異．在10%CO2致死下，鋸谷盜對多糖、可溶性蛋白質及脂肪的利用率均最高，分別為77．32%、69．67%和68．91%，對多糖利用率顯著高于后兩者，且后兩者之間差異無統(tǒng)計學意義（F＝49．324，P＞0．05）；在30%CO2致死下，鋸谷盜對3種能源物質利用率的差異顯著性與10%CO2處理相似（F＝31．193，P＞0．05）；在50%、70%和90%CO2致死下，鋸谷盜對3種能源物質的利用率均呈現(xiàn)顯著差異，其利用關系均為多糖＞可溶性蛋白質＞脂肪；在90%CO2致死下，鋸谷盜對三者的利用率均為最低，分別為62．50%、53．39%和47．42%（F＝53．518，P＜0．05）．

圖4 CO2氣調致死下鋸谷盜對能源物質的利用率Fig．4 Utilization rate of energy substances in deadO．surinamensis caused by different CO2concentrations

3 討論

CO2氣調控害在許多害蟲上都有研究報道［28］，其安全環(huán)保，可媲美生物防治，且效果顯著．本研究表明，CO2氣調濃度越高，其LT50和LT99值越小，表明其對鋸谷盜的控制效果越好．前人研究發(fā)現(xiàn)，在25℃用96%氮氣處理5d后可完全抑制鋸谷盜的危害［29］，與本文10%CO2的控害效果相當（LT99＝131．45h），但鑒于兩者在成本及施用安全系數(shù)等方面的差異，何者更具有較好的應用前景，需進一步探討．相關研究表明，50%CO2處理對藥材甲毒力作用的LT99為72h［20］，低于本文中同濃度下對鋸谷盜的毒力效果，說明CO2氣調對不同害蟲的控害效果不同，且進一步研究表明其對昆蟲的不同蟲態(tài)也有不同的毒殺作用［14］．這種差異也可能與試驗條件相關，如溫度、濕度等環(huán)境因子［30］．因此，關于CO2氣調的控害研究如何針對不同的昆蟲、結合不同的外界環(huán)境等來充分發(fā)揮其有效性，需要進一步探索．

昆蟲死亡是對氣調應答的宏觀表現(xiàn)，是在氣調下體內發(fā)生的一系列生理生化反應，如昆蟲體內能源物質的變化等是導致昆蟲死亡的主要原因［19，31］．本研究表明，CO2氣調后，相較于對照，鋸谷盜體內的多糖、可溶性蛋白質及脂肪3種能源物質的含量都顯著減少，說明CO2處理導致了鋸谷盜能源物質的大量消耗，可能是引起其死亡的重要因素．這在嗜卷書虱、嗜蟲書虱（Liposcelis entomophila）及赤擬谷盜（Tribolium castaneum）等害蟲上有類似報道［19，32］．短時（2、4、6和8h）氣調脅迫后，不管在何種處理下，鋸谷盜對3種能源物質的利用率為可溶性蛋白質≈脂肪＞多糖；而在CO2氣調長時間脅迫至致死作用后，鋸谷盜對3種能源物質的利用率為多糖＞可溶性蛋白質＞脂肪，表明在短時脅迫和長時間致死作用下，鋸谷盜對能源物質的利用機制存在差異．這可能與逆境脅迫不同時段下不同能源物質提供三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）的效率高低有關［33－34］．另外，在長時間氣調脅迫到致死過程中，鋸谷盜主要依賴對多糖和可溶性蛋白質的利用，避免了對脂肪的消耗，增加了脂肪的貯存量，可能是為了更好地應對氣調脅迫，有利于其對CO2氣調的耐受性及抗氣性的形成．已有研究表明，昆蟲體內的脂肪類化合物含量越高，對高濃度CO2脅迫的抗性越強［19，34］，如嗜卷書虱對甘油三酯的不同利用率決定了其對不同CO2濃度脅迫的抗性［19］．

目前，關于鋸谷盜氣調控制的研究較少，對其作用下昆蟲生理生化的研究更是缺乏．Wang等［19］研究表明，在CO2作用下，嗜卷書虱能源物質隨脅迫時間的延長消耗逐漸增加，與本研究結論一致．在其他逆境脅迫下，昆蟲能源物質的變化有所不同．如在化學藥劑毒死蜱的短暫脅迫下，嗜卷書虱和嗜蟲書虱的多糖、可溶性蛋白質顯著提高，隨著時間延長再下降［25］，在吡蟲啉脅迫下，大豆蚜（Aphis glycines Matsumura）體內能源物質有相似變化［35］；在低溫脅迫下，煙蚜繭蜂（Aphidius gifuensis）的可溶性蛋白質含量顯著增加，而脂肪含量降低［31］．這些研究說明昆蟲對不同逆境有不同的應激反應，不同逆境對昆蟲的致死機制不同，當然，也可能與昆蟲種類有關．關于逆境下昆蟲能源物質代謝的復雜性有待于進一步探討．

總之，本研究表明，高濃度CO2脅迫可導致鋸谷盜能源物質的急劇消耗，是引起其快速死亡的重要因素，是一種值得推廣的儲藏物害蟲防治措施．而鋸谷盜在短時氣調脅迫與長時間致死作用下，對能源物質不同的利用機制需要進一步探討；同時，還需要對CO2氣調作用下更多能源物質的代謝進行測定，對氣調脅迫下昆蟲水分散失［33］、各類解毒酶和靶標酶等酶學變化［21，23］及其他分子水平的研究，都是闡明CO2氣調控害機制及害蟲抗氣性形成機制的重要組成內容，有待深入探究．

致謝 河南農業(yè)大學閆鳳鳴教授對本文的寫作給予了大力幫助和指導，謹致謝意．

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Influence of carbon dioxide controlled atmosphere on Oryzaephilus surinamensis Linne and its utilization of energy substances．

Cao Yu1，Yan Yufang2，Yang Wenjia1，Xiong Zhengli1，Wang Lijuan1，Li Can1＊
（1．Key ＆Special Laboratory of Guizhou High College for Pest Control and Resource Utilization，College of Biology and Engineering of Environment，Guiyang University，Guiyang 550005，China；2．Chongqing Yudongnan Academy of Agricultural Sciences，F(xiàn)uling 408000，Chongqing，China）

Oryzaephilus surinamensis Linne；carbon dioxide controlled atmosphere；energy substance；polysaccharide；soluble protein；lipid

Q 966；S 435．6

A

10．3785／j．issn．1008－9209．2015．04．072

貴州省國際合作項目（黔科合外G字［2013］7047號）；貴州省普通高校生物多樣性與應用生態(tài)學特色重點實驗室項目（黔教合KY字［2012］013）；貴州省重點學科項目（黔學位合字ZDXK［2013］08）．

李燦（http：／／orcid．org／0000－0002－0536－8555），E－mail：lican790108＠163．com

聯(lián)系方式：曹宇（http：／／orcid．org／0000－0002－4022－4266），E－mail：yucaosuccess＠126．com

2015－04－07；接受日期（Accepted）：2015－07－13；< class="emphasis_bold">網絡出版日期

日期（Published online）：2015－10－27

URL：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／33．1247．S．20151027．1122．002．html