苦参碱对家蚕的毒害作用研究

摘要

在蚕区农林害虫防控过程中，苦参碱类农药可以通过多种途径引起家蚕中毒。本文以非靶标生物家蚕（Bombyx mori Linnaeus）现行主要品种871×872为试验材料，运用生测方法评价了苦参碱（纯品）对家蚕的毒害性和安全性，详细测试了家蚕在低剂量苦参碱处理后的消化利用、生长发育、吐丝结茧等过程的生理指标，系统深入地检测了低剂量苦参碱对家蚕血清中营养物质、保护酶系统的影响，同时采用比色法或荧光探针法探索了在后部丝腺、中肠和脂肪体组织中解毒酶、乙酰胆碱酯酶、活性氧、脂质过氧化物等生化指标的变化规律，还运用碱性单细胞凝胶电泳技术，对家蚕在低剂量苦参碱处理后其血细胞DNA的损伤情况进行了初步探讨，以期为进一步开展低剂量农药对家蚕的慢性毒害、遗传毒性以及家蚕抗性应对机制等方面的研究提供参考。
　　本研究得出以下主要结果。
　　(1)家蚕苦参碱中毒症状及其毒力。家蚕苦参碱急性中毒后症状为头胸略举、胸部膨大、尾部缩小，继而痉挛，身体扭曲呈“S”形;乱爬、肢足无力、在叶面上常翻滚仰卧，临死前口吐肠液，但无脱肛现象，尸体缩小1/3～2/3。慢性中毒常常导致不能就眠，眠起和发育不齐，龄期延长，死笼率高，经济性状差，世代完成度低。苦参碱对家蚕熏蒸毒性较低，安全间隔期约35天。急性毒力测试结果显示，苦参碱对家蚕3、4、5龄幼虫的半致死浓度分别为12μg/L、70μg/L和660μg/L，其按家蚕毒性等级四级分类标准分属高、中和低毒性，风险等级评价结果属高风险。
　　(2)低剂量苦参碱对家蚕生长发育和经济性状的影响。4龄家蚕开始添食4.49μg/L、8.77μg/L、17.54μg/L和35.08μg/L的苦参碱后，家蚕体重相比于对照组均出现先抑制后增长趋势，增长发生在5龄第3天;家蚕体重增长受影响程度较高，其在观察期内呈负值的天数显著增多;生长率在4龄期内显著降低，5龄期不显著;饲喂桑叶量一定量下，苦参碱处理后家蚕取食量差异不显著，而相对取食量却显著增加;各处理组近似消化率差异不显著，结果在60％～80％间变动;因食物消化和排粪量在苦参碱处理后出现紊乱，食物利用率在4龄期呈负值的天数显著增多;食物转化率在4龄期呈抑制状态，在5龄期有上升趋势，高浓度组达到显著水平。4龄和5龄的龄期经过均出现延长，17.54μg/L和35.08μg/L剂量组的龄期延长达到极显著水平，生长发育受到明显影响。家蚕的经济性状如茧层量、全茧量、茧层率、好茧率等指标均出现下降，较高剂量组达到极显著水平;死笼率在苦参碱处理后显著提高，茧壳最长直径、虫蛹长度、虫蛹饱满度下降。
　　(3)低剂量苦参碱对家蚕生理生化的影响。5龄家蚕添食41μg/L、83μg/L、165μg/L和330μg/L的苦参碱后，其血液中蛋白、血糖（总糖、海藻糖）和胆固醇等营养物质的含量受到影响，蛋白含量呈先增长后下降趋势，血糖含量呈持续上升趋势，而胆固醇含量则出现下降趋势，且随苦参碱添食剂量的增加而变化增强。血清保护酶系统在苦参碱处理后受影响程度显著，SOD、CAT和POD活性均出现先抑制后激活的变化趋势。家蚕体内解毒酶活性变化显著，其中GST在后部丝腺、脂肪体和中肠中均呈先抑制后激活趋势，脂肪体组织GST受苦参碱影响程度最强;而CarE在后部丝腺和中肠中呈持续抑制状态，在脂肪体组织中呈先抑制后激活规律，中肠组织CarE受苦参碱影响程度最强。家蚕体内AChE活性受影响程度极显著，各组织内AChE活性在苦参碱处理后均受到强烈抑制，且随时间延长也不能恢复，以脂肪体AChE受苦参碱影响程度最大。一定剂量苦参碱处理可导致氧化猝发，家蚕各组织线粒体ROS水平出现激活，较低剂量(41μg/L)时与对照组差异不显著，在较高剂量（165μg/L～330μg/L）下ROS激活达到极显著程度，最大值出现在苦参碱处理后第2天，以中肠组织ROS含量最高。各组织MDA含量在苦参碱处理后出现激活，其剂量-效应关系类似于ROS，以后部丝腺MDA积累最高。MDA含量的上升正是ROS积累造成的结果。
　　(4)苦参碱对家蚕的遗传毒性。采用单细胞凝胶电泳法，检测了苦参碱处理后5龄家蚕血细胞DNA损伤情况，彗星尾部DNA含量、尾长、尾距、Olive尾距等指标均呈现一致变化规律，即较低剂量(41μg/L)时与对照组差异不显著，在较高剂量(165μg/L～330μg/L)下损伤程度可达到极显著水平，最大值出现在苦参碱处理后第2天。