陳立華 張?jiān)氯A 錢荷英 孫平江 李剛 徐安英
摘要:將40%辛硫磷原液稀釋成35~70 mg/L濃度區(qū)間的8個(gè)濃度梯度,采用浸葉法測(cè)定了辛硫磷對(duì)于5齡第3天蓖麻蠶(Philosamia cynthia ricini)24 h的半致死濃度(LCso),計(jì)算出40%辛硫磷乳油對(duì)蓖麻蠶的LC50(24 h)為51.81 mg/L。用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qRCR)方法檢測(cè)添食50 mg/L辛硫磷后蓖麻蠶乙酰膽堿酯酶基因Pcracel、Pcrace2在不同組織(血液、脂肪體、中腸、絲腺、頭)中的表達(dá)變化,結(jié)果顯示:在添食辛硫磷之后,Pcracel、Pcrace2在各組織中的表達(dá)都有變化,其中Pcracel在頭部、脂肪體的轉(zhuǎn)錄表達(dá)量分別比對(duì)照組高10.66、26.50倍;Pcrace2在頭部、脂肪體的轉(zhuǎn)錄表達(dá)量分別比對(duì)照組高24.73、14.56倍;Pcracel、Pcrace2表達(dá)量在中腸、絲腺中的變化不大,上調(diào)的倍數(shù)分別是7.65、5.62與3.44、2.34倍;Pcracel、Pcrace2在血液中幾乎無表達(dá)變化,表達(dá)變化倍數(shù)分別為2.52、1.11倍。結(jié)果表明,Pcracel、Pcrace2主要在脂肪體、頭部發(fā)揮代謝解毒作用,而中腸、絲腺等組織對(duì)農(nóng)藥辛硫磷的代謝解毒作用較小,血液幾乎不參與解毒作用。
關(guān)鍵詞:蓖麻蠶;辛硫磷;半致死濃度(LC50);代謝解毒;乙酰膽堿酯酶基因(ace)
中圖分類號(hào):S885.22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1002—1302(2016)01—0264—03
蓖麻蠶(Philosamia cynthia ricini)原產(chǎn)于印度,是大蠶蛾科樗蠶的一個(gè)亞種,以蓖麻葉、椿樹葉及木薯葉為主要飼料,在我國(guó)廣西、江蘇、內(nèi)蒙以及印度、泰國(guó)等東南亞國(guó)家進(jìn)行飼養(yǎng),是絹絲生產(chǎn)的重要蠶品種之一。辛硫磷是一種以觸殺、胃毒為主的高效低毒有機(jī)磷殺蟲劑,因其具有殺蟲廣譜性和無內(nèi)吸作用,廣泛應(yīng)用于小麥、玉米、水稻、棉花、桑樹等作物的多種鱗翅目害蟲的防治。但是在對(duì)木薯、蓖麻等作物害蟲進(jìn)行防治的過程中,由于對(duì)藥物濃度、殘留期等把握不好,蓖麻蠶農(nóng)藥中毒的情況時(shí)有發(fā)生,導(dǎo)致蠶農(nóng)養(yǎng)蠶絕收或蠶繭質(zhì)量、產(chǎn)量下降,養(yǎng)蠶戶出現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)損失,成為蓖麻蠶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的阻力。
乙酰膽堿酯酶是昆蟲靶標(biāo)抗性作用靶標(biāo)之一,為有機(jī)磷、氨基甲酸酯類殺蟲劑的作用靶標(biāo),乙酰膽堿酯酶的突變和超表達(dá)是昆蟲抵抗殺蟲劑的重要方法,國(guó)內(nèi)外已有許多相關(guān)報(bào)道。王舉梅等對(duì)家蠶添食辛硫磷前后2種乙酰膽堿酯酶基因(ace1、ace2)的轉(zhuǎn)錄特征進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:在正常的家蠶中,ace1在各組織中表達(dá)量差異很大,在腦組織中高量表達(dá),在其他所有組織中只有微弱的表達(dá);而ace2在各組織中的表達(dá)量差距不大,在中腸、絲腺和血淋巴中相對(duì)表達(dá)量較低,在脂肪體、卵巢中相對(duì)表達(dá)量較高。劉芳等已發(fā)現(xiàn)乙酰膽堿酯酶不敏感的果蠅、家蠅、埃及伊蚊等抗性昆蟲。目前關(guān)于蓖麻蠶在靶標(biāo)抗性解毒酶分子水平的研究報(bào)道很少。本研究根據(jù)《化學(xué)農(nóng)藥環(huán)境安全評(píng)價(jià)試驗(yàn)準(zhǔn)則》推薦的浸葉法測(cè)定辛硫磷對(duì)蓖麻蠶5齡第3天24 h的半致死濃度(LC50),并采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RT-qRCR)方法檢測(cè)添食辛硫磷后乙酰膽堿酯酶基因在不同組織(血液、脂肪體、中腸、絲腺、頭)中的表達(dá)變化,以期為蓖麻蠶抗藥性研究提供基礎(chǔ),也為害蟲的防治提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料與藥劑
供試農(nóng)藥:40%辛硫磷乳油,連云港立本農(nóng)藥化工有限公司生產(chǎn)。供試蓖麻蠶品種:海藍(lán)(B7)品種,由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所提供,用常規(guī)方法催青,飼養(yǎng)至5齡第3天,選取發(fā)育一致的正常蓖麻蠶幼蟲個(gè)體。供試蓖麻葉:由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所試驗(yàn)場(chǎng)提供,采摘未施用農(nóng)藥的新鮮5齡蓖麻葉。
1.2菌種與試劑
大腸桿菌DH5a感受態(tài)細(xì)胞,由筆者所在課題組制備。PrimeScrip RT reagent Kit with gDNA Eraser(Perfect Real Time)、SYBR Premix Ex TaqTMⅡ(Tli RNaseH plus)、pMD19-T Simple Vector等,購(gòu)自大連寶生物工程公司。TRIzol試劑,購(gòu)自Promega公司。
1.3辛硫磷對(duì)蓖麻蠶LC50的測(cè)定
采用浸葉法測(cè)定辛硫磷對(duì)蓖麻蠶5齡第3天24 h的LC50。參照農(nóng)藥公司推薦的使用濃度和預(yù)試驗(yàn)測(cè)定的24 h蓖麻蠶全部死亡和全部存活的濃度,正式試驗(yàn)在此濃度范圍內(nèi)重新設(shè)定濃度,以蒸餾水浸泡蓖麻葉為對(duì)照。將40%辛硫磷原液分別稀釋成35、40、45、50、55、60、65、70 mg/L,共8個(gè)濃度梯度。將蓖麻葉切成1 cm2左右的方片,在辛硫磷配制液中浸泡10 s,自然晾干后供蓖麻蠶食用。采用添食毒蓖麻葉1g/頭的標(biāo)準(zhǔn),取飼養(yǎng)20頭5齡第3天蓖麻蠶為1個(gè)試驗(yàn)組,每個(gè)濃度3次重復(fù),共計(jì)60頭。將喂食添加辛硫磷農(nóng)藥后的蓖麻蠶置于溫度為25℃、相對(duì)濕度80%的環(huán)境中飼養(yǎng),24 h后觀察并記錄中毒情況及死亡數(shù)。
采用Abbott公式計(jì)算添食辛硫磷后蓖麻蠶的死亡率,當(dāng)對(duì)照組死亡率為0時(shí),試驗(yàn)組死亡率=[(試驗(yàn)蠶數(shù)-藥后活蠶數(shù))/試驗(yàn)蠶數(shù)]×100%;當(dāng)對(duì)照組死亡數(shù)<10%時(shí),試驗(yàn)組死亡率=[(試驗(yàn)組死亡率-對(duì)照組死亡率)/(1-對(duì)照組死亡率)]×100%。在Excel中計(jì)算出辛硫磷對(duì)蓖麻蠶的毒力回歸方程和半致死濃度。
1.4蓖麻蠶乙酰膽堿酯酶基因的克隆