杜仲半胱氨酸蛋白酶抑制剂EuCPI对柳蓝叶甲生长发育及其幼虫体内三种解毒酶和半胱氨酸蛋白酶活性的影响OA

【目的】探究杜仲Eucommia ulmoides半胱氨酸蛋白酶抑制剂(cysteine protease inhibitor,EuCPI)的抗虫功能及抗虫机制,为鞘翅目(Coleoptera)害虫的有效治理提供新的途径,并为形成新的林木抗虫品系提供重要的基因资源和科学数据。【方法】利用浸蘸含EuCPI的大肠杆菌Escherichia coli菌液的柳叶饲喂柳蓝叶甲Plagiodera vresicolora 1龄幼虫,观测柳蓝叶甲各发育阶段历期、化蛹率、羽化率、单雌产卵量、产卵期及卵孵化率;利用浸蘸含EuCPI的大肠杆菌菌液的柳叶饲喂柳蓝叶甲2龄幼虫4,8,12,24,48和72 h时,检测羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)和细胞色素P450(cytochrome P450,P450)3种解毒酶以及半胱氨酸蛋白酶(cysteine protease,CP)的活性;利用转EuCPI抗性植株741杨叶片饲喂柳蓝叶甲2龄幼虫4,12,24和48 h时,检测CP活性。【结果】取食浸蘸含EuCPI基因工程菌液的柳叶的柳蓝叶甲的各发育阶段历期与对照比较显著延长,单雌产卵量、产卵期、卵孵化率和羽化率均显著低于对照组。柳蓝叶甲幼虫中CarE和GST活性随取食时间延长总体均呈现先升高后降低的趋势,且CarE活性在测试各时间点均显著高于对照组;P450活性随取食时间延长虽然未发生明显变化,但在测试各时间点均显著低于对照组。柳蓝叶甲2龄幼虫取食转EuCPI基因741杨叶片4和12 h时CP活性与对照组无显著差异,取食24和48 h时CP活性显著低于对照组的。【结论】EuCPI对柳蓝叶甲的生长发育具有明显的抑制作用,并通过对CP活性的抑制及对主要解毒酶活性的影响发挥作用。