寄主转换对美国白蛾幼虫生长发育和消化酶活性的影响

摘要

【目的】明确寄主转换对美国白蛾Hyphantria cunea幼虫生长发育以及体内消化酶活性的影响,探究美国白蛾幼虫在不同寄主植物之间转换后的适应性与生理响应机制。【方法】在实验室条件下,人工饲料饲养美国白蛾一代后,第2代初孵幼虫分别持续饲喂落羽杉Taxodium distichum与日本晚樱Cerasus serrulata,建立室内美国白蛾落羽杉种群和日本晚樱种群。在两个种群幼虫发育至3龄时,分别取食原寄主和转换寄主植物,形成4个处理组,即持续取食落羽杉的美国白蛾种群(T-T)、持续取食日本晚樱的美国白蛾种群(C-C)、取食落羽杉转至取食日本晚樱的美国白蛾种群(T-C)和取食日本晚樱转至取食落羽杉的美国白蛾种群(C-T),测定其生长发育参数(发育历期、幼虫存活率、幼虫平均体重和蛹重)和5龄幼虫营养效应指标[相对生长率(relative growth rate,RGR)、相对取食量(relative consumption rate,RCR)、食物利用率(efficiency conversion of ingested food,ECI)、食物转化率(efficiency conversion of digested food,ECD)和近似消化率(approximate digestibility,AD)],并利用酶动力学方法检测了寄主转化过程中美国白蛾4龄幼虫中肠消化酶(总蛋白酶、强碱性胰蛋白酶、弱碱性胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶)活性。【结果】在寄主转换处理条件下,不同处理的美国白蛾发育历期、蛹重和幼虫存活率存在显著差异。T-T幼虫历期和蛹期均最短,幼虫存活率最高;C-C幼虫历期和蛹期均最长,幼虫死亡率最高;而转换寄主后,美国白蛾的生长发育指标与早期寄主上的有显著差异。T-C幼虫的相对取食量显著低于其他种群的,食物利用率和食物转化率均显著高于其他种群的。T-C幼虫的近似消化率最低,C-C幼虫的近似消化率最高,而其他2个种群间近似消化率无显著差异。寄主转换处理后,美国白蛾幼虫中肠消化酶呈现不同的活力水平,C-C幼虫中肠胰蛋白酶活性显著高于其他种群的、胰凝乳蛋白酶活性显著高于T-T和T-C种群的,C-C和C-T幼虫中肠淀粉酶活性显著高于其他处理种群,T-C幼虫中肠脂肪酶活性显著低于其他处理种群。【结论】美国白蛾幼虫在不同寄主转换后生长发育及消化酶活性均呈现不同程度的差异。本研究明确了寄主转换后美国白蛾幼虫的表型可塑型和消化生理的响应。结果为深入揭示美国白蛾对寄主植物的适应性及寄主植物介导的种群扩张成灾机制奠定了基础。