吳 廣 徐 蕾 李貝娜 彭思穎 郭春暉 楊振德

（廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西 南寧 530004）

云斑白條天牛（Batocera lineolata）屬鞘翅目（Coleoptera）天?？疲–erambycidae），是一種寄主范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)的蛀干害蟲(chóng)[1]。它可危害100多種闊葉林和果樹(shù)[2-4]，是高度危險(xiǎn)的林業(yè)害蟲(chóng)[5]。

云斑白條天牛成蟲(chóng)在補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)期具有轉(zhuǎn)換寄主補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，然后回到原寄主產(chǎn)卵的習(xí)性，如楊樹(shù)（Populussp.）[6-8]和 桉 樹(shù)（Eucalyptussp.）[9]的云斑白條天牛種群。但以核桃（Juglans regia）[4]、櫟樹(shù)（Quercus linn）[10]和白蠟樹(shù)（Fraxinus chinensis）[11-12]等為寄主的云斑白條天牛，補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)和產(chǎn)卵階段均在同一寄主上進(jìn)行。云斑白條天牛對(duì)于不同寄主表現(xiàn)出習(xí)性差異，與其較強(qiáng)的轉(zhuǎn)換寄主和代謝適應(yīng)能力有密切關(guān)系，這對(duì)于云斑白條天牛種群的擴(kuò)散具有重要意義。云斑白條天牛適應(yīng)新寄主時(shí)，天牛在生理生化方面的變化尤為明顯。云斑白條天牛成蟲(chóng)以嗜食寄主薔薇（Rosa multiflora）為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)源時(shí)，谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶（GSTs）活性較低；而當(dāng)取食非嗜食寄主楊樹(shù)、柳樹(shù)（Salix babylonica）和構(gòu)樹(shù)（Broussonetia papyrifera）時(shí)，谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶的活性較高[13]。云斑白條天牛成蟲(chóng)階段是其唯一轉(zhuǎn)換寄主選擇階段[4]。當(dāng)雌成蟲(chóng)產(chǎn)卵于新寄主中，新孵化的幼蟲(chóng)主要通過(guò)生理生化上的變化來(lái)適應(yīng)新寄主，從而生長(zhǎng)發(fā)育成蟲(chóng)，逐漸形成新的寄主種群，實(shí)現(xiàn)種群的分化和擴(kuò)散。目前對(duì)云斑白條天牛的研究主要集中在成蟲(chóng)方面，關(guān)于云斑白條天牛寄主譜擴(kuò)大的內(nèi)在機(jī)制尚不清楚，并且不同寄主對(duì)云斑白條天牛幼蟲(chóng)取食行為和酶活性的影響也研究較少。

本研究以核桃樹(shù)和桉樹(shù)為原寄主的云斑白條天牛種群幼蟲(chóng)為研究對(duì)象，通過(guò)人工更換新寄主飼養(yǎng)的方法研究云斑白條天牛幼蟲(chóng)對(duì)核桃和桉樹(shù)的取食選擇行為，通過(guò)測(cè)定更換新寄主前后幼蟲(chóng)體內(nèi)消化酶、解毒酶和保護(hù)酶活性變化探討其對(duì)核桃或桉樹(shù)不同寄主的適應(yīng)機(jī)制，以利于預(yù)估云斑白條天牛在核桃和桉樹(shù)間的潛在危險(xiǎn)性，也有助于研究針對(duì)云斑白條天牛種群擴(kuò)散的防治手段，為云斑白條天牛的有效防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 幼蟲(chóng)來(lái)源及其飼養(yǎng)

分別于廣西壯族自治區(qū)河池市巴馬縣核桃林和百色市那坡縣桉樹(shù)林中采集云斑白條天牛的初孵幼蟲(chóng)或卵粒，卵粒置于墊有濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿中，在光照培養(yǎng)箱（溫度27 ℃，光照12 h/d，相對(duì)濕度80%～85%）中培養(yǎng)孵化。初孵幼蟲(chóng)分別采用原寄主木段飼養(yǎng)法[14]飼養(yǎng)3 d和14 d后備用。寄主植物桉樹(shù)和核桃木段均采自廣西大學(xué)林學(xué)院校內(nèi)教學(xué)實(shí)踐基地。

1.2 幼蟲(chóng)對(duì)不同寄主取食選擇行為的測(cè)定

取食選擇行為測(cè)定裝置由直徑9.0 cm的兩格或三格一次性培養(yǎng)皿改造而成。為了便于幼蟲(chóng)的爬行，測(cè)定時(shí)先在培養(yǎng)皿底部墊一層濾紙，再將新鮮的不同飼料放入不同的區(qū)域，然后取1頭預(yù)饑餓2 h的幼蟲(chóng)放入裝置中心區(qū)（見(jiàn)圖1），置于暗處2 h后觀察記錄幼蟲(chóng)對(duì)不同食物的選擇情況。每種類(lèi)型幼蟲(chóng)的選擇試驗(yàn)20次重復(fù)，計(jì)算趨向率，其公式為：

圖 1 云斑白條天牛幼蟲(chóng)取食選擇行為測(cè)定裝置示意圖Fig. 1 Schematic diagram of a device for determining the feeding behavior of the larva of B. lineolata

1.3 幼蟲(chóng)體內(nèi)酶活性的測(cè)定

分別取不同寄主木段飼養(yǎng)14 d后的3齡幼蟲(chóng)，冰凍致死后迅速置于已滅菌4 ℃預(yù)冷的解剖盤(pán)上解剖中腸，清洗中腸內(nèi)含物，濾紙吸干表面液體后稱(chēng)量備用。

幼蟲(chóng)中腸乙酰膽堿酯酶（AchE）、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶（GST）、羧酸酯酶（CarE）、多酚氧化酶（PPO）等酶活性的測(cè)定均采用南京建成生物工程研究所生產(chǎn)的試劑盒（編號(hào)分別為A024、A004、A133和A136）說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

超氧化物歧化酶活性參照任曉亞等[15]的方法測(cè)定；過(guò)氧化氫酶和過(guò)氧化物酶活性參照李周直等[16]的方法測(cè)定；類(lèi)胰蛋白酶活性參照李娟[13]的方法測(cè)定；淀粉酶活性參照周瓊等[17]的方法測(cè)定；纖維素酶活性參照李曉娟[18]的方法測(cè)定；酶蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法[19]測(cè)定。

以上酶活性單位采用相應(yīng)參考文獻(xiàn)中的定義。各種酶活性測(cè)定試驗(yàn)均6次以上重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用SPSS 22.0和Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。利用卡方檢驗(yàn)分析天牛幼蟲(chóng)選擇某個(gè)寄主的最多次數(shù)和其他寄主選擇次數(shù)間有無(wú)顯著差異；采用Duncan"s極差法比較各組數(shù)據(jù)間的差異顯著性（P＜0.05），試驗(yàn)數(shù)據(jù)最終用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差來(lái)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 幼蟲(chóng)對(duì)寄主的取食選擇

從表1可以看出：在選擇性取食條件下，取食原寄主3 d后的天牛幼蟲(chóng)仍趨向于選擇取食原寄主，其選擇趨向率均達(dá)80%以上。將天牛幼蟲(chóng)強(qiáng)迫取食新寄主3 d后再進(jìn)行選擇性取食測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幼蟲(chóng)選擇寄主的能力下降，選擇的趨向率均低于70%。其中，原寄主為桉樹(shù)的幼蟲(chóng)強(qiáng)迫取食核桃寄主3 d后，明顯傾向于選擇取食桉樹(shù)與核桃的混合飼料（P＜0.05），而原寄主為核桃的幼蟲(chóng)強(qiáng)迫取食桉樹(shù)寄主3 d后，對(duì)于各飼料取食的傾向性無(wú)明顯差異（P＞0.05）。

表 1 云斑白條天牛幼蟲(chóng)對(duì)不同寄主的取食選擇性Table 1 Determination of the selective tropisms of different plants for the larvae of B. lineolata

2.2 取食不同寄主的幼蟲(chóng)體內(nèi)解毒酶活性

從表2可以看出：原寄主為核桃的云斑白條天牛幼蟲(chóng)取食新寄主桉樹(shù)14 d后，其體內(nèi)乙酰膽堿酯酶活性顯著升高，而谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶、羧酸酯酶和多酚氧化酶活性均顯著降低（P＜0.05）。天牛幼蟲(chóng)取食新植物桉樹(shù)后的解毒酶活性中以多酚氧化酶活性變化最大，云斑白條天牛核桃種群幼蟲(chóng)取食原寄主核桃后的酶活性是取食桉樹(shù)后酶活性的9.38倍。

原寄主為桉樹(shù)的幼蟲(chóng)取食新寄主核桃后，其體內(nèi)多酚氧化酶和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶活性均顯著降低（P＜0.05），而乙酰膽堿酯酶活性則顯著升高（P＜0.05），羧酸酯酶活性無(wú)顯著差異。

表 2 取食不同寄主的云斑白條天牛幼蟲(chóng)體內(nèi)解毒酶活性的變化Table 2 Changes of detoxifying enzymes activity in larvae of B. lineolata fed with J. regia or Eucalyptus sp.

2.3 取食不同寄主的幼蟲(chóng)體內(nèi)保護(hù)酶活性的影響

從表3可以看出：云斑白條天牛核桃種群幼蟲(chóng)轉(zhuǎn)換桉樹(shù)飼養(yǎng)14 d后，幼蟲(chóng)保護(hù)酶活性顯著低于原寄主核桃飼養(yǎng)后的酶活性（P＜0.05）。其中以過(guò)氧化氫酶（CAT）差異性最大，云斑白條天牛核桃種群幼蟲(chóng)的CAT酶活性是桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)酶活性的2.05倍。

云斑白條天牛桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)轉(zhuǎn)換核桃飼養(yǎng)14 d后，幼蟲(chóng)保護(hù)酶活性除了CAT酶活性與原寄主桉樹(shù)飼養(yǎng)后的CAT酶活性沒(méi)有明顯差別外，超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化物酶（POD）活性分別與原寄主桉樹(shù)飼養(yǎng)后的相應(yīng)酶活性有顯著差異（P＜0.05），即原寄主桉樹(shù)飼養(yǎng)后的SOD酶活性顯著高于核桃飼養(yǎng)后的SOD酶活性，而POD酶活性顯著低于核桃飼養(yǎng)后的POD酶活性（P＜0.05）。云斑白條天牛在取食原寄主桉樹(shù)14 d后，其中腸內(nèi)的SOD酶活性是取食核桃樹(shù)后SOD酶活性的4.80倍。

表 3 取食不同寄主的云斑白條天牛幼蟲(chóng)體內(nèi)保護(hù)酶的活性變化Table 3 Changes of protective enzymes activity in larvae of B. lineolata fed with J. regia and Eucalyptus sp.

2.4 取食不同寄主的幼蟲(chóng)體內(nèi)消化酶活性的影響

從表4可以看出：云斑白條天牛核桃種群幼蟲(chóng)取食原寄主核桃14 d后纖維素Cx酶活性和桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)取食原寄主桉樹(shù)后纖維素Cx酶活性沒(méi)有明顯差別。雖然核桃種群幼蟲(chóng)取食核桃后的類(lèi)胰蛋白酶活性明顯低于桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)取食桉樹(shù)后的類(lèi)胰蛋白酶活性（P＜0.05），但淀粉酶活性卻顯著高于桉樹(shù)種群（P＜0.05），是桉樹(shù)種群的10.13倍。

轉(zhuǎn)換植物取食后，除了云斑白條天牛桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)取食核桃后其體內(nèi)淀粉酶活性與取食原寄主桉樹(shù)后的淀粉酶活性無(wú)明顯差別外，類(lèi)胰蛋白酶和纖維素Cx酶均顯著低于取食原寄主后的相應(yīng)酶活性（P＜0.05）。另外，云斑白條天牛核桃種群幼蟲(chóng)取食桉樹(shù)后的類(lèi)胰蛋白酶活性和桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)取食核桃樹(shù)后類(lèi)胰蛋白酶活性沒(méi)有明顯差異，但淀粉酶活性以及纖維素Cx酶均明顯高于桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)相對(duì)應(yīng)的消化酶活性（P＜0.05）。

表 4 取食不同寄主的云斑白條天牛幼蟲(chóng)體內(nèi)消化酶的活性變化Table 4 Changes of digestive enzymes activity in larvae of B. lineolata fed with J. regia and Eucalyptus sp.

3 結(jié)論與討論

植食性昆蟲(chóng)在與植物長(zhǎng)期的協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中，一方面植物為保護(hù)自身免受蟲(chóng)害而產(chǎn)生許多次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)防御[20]；另一方面植食性昆蟲(chóng)通過(guò)解毒代謝、避毒行為等機(jī)制來(lái)不斷適應(yīng)植物體內(nèi)的次生防御物質(zhì)[21]。對(duì)于云斑白條天牛而言，幼蟲(chóng)無(wú)法選擇寄主，主要依靠成蟲(chóng)選擇新寄主產(chǎn)卵后初孵幼蟲(chóng)再進(jìn)行新寄主的適應(yīng)，建立新的寄主種群，從而擴(kuò)大寄主范圍[22]。

本研究結(jié)果表明云斑白條天牛幼蟲(chóng)偏好取食原寄主，但強(qiáng)迫幼蟲(chóng)取食新寄主能降低幼蟲(chóng)對(duì)原寄主取食的趨向率。這與閻雄飛在研究光肩星天牛對(duì)原寄主的“記憶”效應(yīng)時(shí)，天牛并沒(méi)有完全對(duì)原寄主表現(xiàn)出“記憶”效應(yīng)相似[23]。原寄主為桉樹(shù)的幼蟲(chóng)強(qiáng)迫取食核桃寄主3 d后，明顯傾向于選擇取食桉樹(shù)與核桃為1∶1的混合飼料，這說(shuō)明天牛的取食經(jīng)歷可能會(huì)改變天牛的取食嗜好，從而使云斑白條天牛幼蟲(chóng)對(duì)不同寄主的混合飼料具有較強(qiáng)的選擇性。提示自然桉樹(shù)林中的天牛成蟲(chóng)“誤產(chǎn)卵”到鄰近的核桃樹(shù)上，其孵化的幼蟲(chóng)具有適應(yīng)新寄主的潛力。

昆蟲(chóng)可以通過(guò)改變體內(nèi)酶活性來(lái)適應(yīng)寄主的變化，昆蟲(chóng)體內(nèi)不同酶系的功能不同，不同酶對(duì)于新寄主環(huán)境的反應(yīng)速度也不同。云斑白條天牛核桃種群和桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)更換新寄主后其體內(nèi)解毒酶活性發(fā)生顯著變化，乙酰膽堿酯酶活性顯著升高，谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶和多酚氧化酶活性均顯著降低，這表明乙酰膽堿酯酶可能是云斑白條天牛幼蟲(chóng)適應(yīng)新寄主的關(guān)鍵解毒酶。

核桃種群幼蟲(chóng)更換新寄主桉樹(shù)后，幼蟲(chóng)體內(nèi)的三大保護(hù)酶（CAT、SOD、POD）活性均顯著下降；但是，桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)更換新寄主核桃后，幼蟲(chóng)體內(nèi)的CAT活性相對(duì)比較穩(wěn)定，POD活性顯著升高。此外，體內(nèi)羧酸酯酶活性也略有升高，說(shuō)明相對(duì)于更換新寄主的核桃種群幼蟲(chóng)，桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)具有對(duì)新寄主核桃更強(qiáng)的自我保護(hù)適應(yīng)能力和解毒適應(yīng)能力。

一般來(lái)說(shuō)，昆蟲(chóng)的消化酶活性大小在一定程度上體現(xiàn)出昆蟲(chóng)正常生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類(lèi)以及寄主植物中各類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被昆蟲(chóng)吸收利用的狀況[24]。取食新寄主后，云斑白條天牛幼蟲(chóng)的類(lèi)胰蛋白酶和纖維素Cx酶活性均明顯降低，推測(cè)新寄主中可能含有抑制幼蟲(chóng)蛋白酶和纖維素酶的物質(zhì)，抑制了酶活性，從而延緩了幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育。核桃種群幼蟲(chóng)更換新寄主桉樹(shù)后，幼蟲(chóng)體內(nèi)的淀粉酶活性顯著降低，說(shuō)明核桃種群幼蟲(chóng)較難適應(yīng)新寄主桉樹(shù)；但是，桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)更換新寄主核桃后，幼蟲(chóng)體內(nèi)的淀粉酶活性無(wú)明顯變化，且酶活性較低，說(shuō)明淀粉酶在桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)適應(yīng)新寄主過(guò)程中的作用較弱，即淀粉酶不是桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)寄主轉(zhuǎn)換的主要限制因素。

天牛體內(nèi)消化酶活性的變化，可在一定程度上反映出天牛對(duì)寄主植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的嗜好程度。在云斑白條天牛幼蟲(chóng)體內(nèi)類(lèi)蛋白酶、淀粉酶和纖維素Cx酶等三大消化酶中，核桃種群幼蟲(chóng)體內(nèi)的淀粉酶活性顯著高于桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)，但類(lèi)胰蛋白酶活性卻顯著低于桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)。提示云斑白條天牛幼蟲(chóng)可能以不同消化酶活性構(gòu)成模式適應(yīng)不同的寄主，形成不同的寄主種群。此外，本研究只測(cè)定了更換新寄主14 d這個(gè)時(shí)間點(diǎn)云斑白條天牛幼蟲(chóng)體內(nèi)酶活性的變化情況，隨著時(shí)間的推移，酶活性會(huì)怎么變化還有待于進(jìn)一步研究。

綜上所述，云斑白條天牛幼蟲(chóng)對(duì)原寄主具有“記憶”效應(yīng)，更換寄主對(duì)其體內(nèi)酶活性產(chǎn)生明顯影響，乙酰膽堿酯酶在適應(yīng)新寄主中可能發(fā)揮重要作用。相對(duì)于核桃種群的天牛幼蟲(chóng)對(duì)新寄主桉樹(shù)的適應(yīng)，桉樹(shù)種群幼蟲(chóng)具有對(duì)新寄主核桃更強(qiáng)的適應(yīng)能力。提示桉樹(shù)種群的云斑白條天牛具有較大的轉(zhuǎn)移危害核桃樹(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)注意桉樹(shù)林和核桃經(jīng)濟(jì)林的間隔種植和防護(hù)，尤其是桉樹(shù)林應(yīng)當(dāng)避免配置核桃樹(shù)這種適宜寄主。