秦岭华山松主要小蠹消化酶代谢与营养利用的初步研究

【摘要】： 华山松大小蠹(Dendroctonus armandi Tsai et Li)是秦岭巴山森林生态系统内最重要的蛀干性森林害虫,主要入侵危害30年以上健康华山松(Pinus armandi Fr.),并在共生真菌(秦岭细粘束孢Leptographium qinlingensis Tang et Chen)的协同作用下,克服健康华山松树脂、生理生化和结构抗性,诱发次期性小蠹虫的集中入侵危害,导致秦岭巴山林区大量健康华山松的死亡,直接威胁秦岭巴山森林生态系统的稳定性与可持续发展。本论文在已有的研究基础上,应用生化研究方法,研究了华山松主要成灾性小蠹虫——华山松大小蠹(D. armandi)、松六齿小蠹(Ips acuminatus Gyllenhal)和油松四眼小蠹(Polygraphus sinensis Eggers)酶代谢的差异,温度对华山松大小蠹成虫与幼虫酶代谢的影响,以及华山松大小蠹营养的利用,旨在揭示华山松大小蠹与其他小蠹虫酶代谢与营养利用的差异性。研究得出如下结论: 1.对3种小蠹虫消化道分泌的蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶活性比较,结果表明蛋白酶活性大小依次为:华山松大小蠹油松四眼小蠹松六齿小蠹;淀粉酶活性大小依次为:华山松大小蠹松六齿小蠹油松四眼小蠹;纤维素酶活性大小依次为:松六齿小蠹油松四眼小蠹华山松大小蠹;脂肪酶活性大小依次为:华山松大小蠹油松四眼小蠹松六齿小蠹。 2.温度对华山松大小蠹成虫与幼虫消化道分泌的蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶活性具有显著的影响,华山松大小蠹幼虫蛋白酶活性的最适温度为20℃,成虫25℃;华山松大小蠹幼虫和成虫纤维素酶的最适温度为25℃;华山松大小蠹幼虫和成虫淀粉酶的最适温度为40℃;华山松大小蠹幼虫和成虫脂肪酶的最适温度为25℃。 3.华山松大小蠹对寄主华山松营养物质的利用具有选择性,其中对还原性糖的利用率粗脂肪可溶性总糖粗纤维淀粉粗蛋白;对健康华山松韧皮部中游离态氨基酸的分析表明,华山松韧皮部含有17种氨基酸,其中华山松大小蠹必需氨基酸8种;华山松大小蠹对华山松韧皮部和木质部组织内的Na、K、Ca、Mg、Fe 5种元素需求量较大,其中对K元素的需求量最大;对Cu、Mn、Zn 3种元素需求量较小;同时华山松大小蠹共生真菌对健康华山松韧皮部和木质部组织内营养物质的分解有利于华山松大小蠹营养的利用。 4.人工饲料对秦岭华山松主要小蠹的饲养结果表明:不同配方的人工饲料饲养小蠹虫成活率不同。在5种人工饲料中只有WⅡ的饲养效果最佳,但是人工饲料的污染是小蠹虫死亡主要原因之一,还需要进一步的研究。 本文从生理生化角度揭示出秦岭华山松3种小蠹虫消化道分泌的蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶活性具有明显的差异,这种差异与有效利用不同抗性阶段寄主华山松营养具有密切的关系,温度是影响华山松大小蠹成虫与幼虫消化酶活性的主要因素,而且华山松大小蠹对寄主华山松韧皮部和木质部组织内的还原性糖、粗脂肪、可溶性总糖、粗纤维、淀粉和Na、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Mn和Zn元素需求量不同。对进一步探索华山松大小蠹和共生真菌对寄主华山松营养利用的机制具有重要的理论价值,也对华山松大小蠹的人工饲料饲养和华山松小蠹可持续控制新方法的探索具有重要的实践价值。