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绿盲蝽Apolygus lucorum Meyer-Dur 和中黑盲蝽Adelphocori suturalis Jakovlev 同属异翅亚目(Heteroptera)盲蝽科(Miridae),是我国棉花重要害虫棉盲蝽中的两个主要种类。在Bt棉推广种植之前,棉盲蝽在棉田处于次要害虫地位,一般作为棉铃虫化学防治的兼治对象。但是随着Bt棉的大规模种植,主要靶标害虫棉铃虫得到了较好的控制,棉田的化学防治模式发生了改变,棉田各害虫种群的生态位随之发生了变化,棉盲蝽在棉田由次要害虫上升为主要害虫,不仅危害棉花甚至波及周边其它的作物。但当前控制盲蝽为害的主要手段仍然是化学防治,其带来的后续问题如抗药性及环境污染等也很突出。如何有效合理防控棉盲蝽的危害,是当前棉花害虫治理的重要课题。Cry51Aa1是从Bt菌株F14-1中分离得到的一种新的杀虫晶体蛋白,其晶体结构与传统的三结构域型Cry毒素不同,属气单胞溶菌素型β穿孔蛋白(aerolysin-typeβ-pore-forming toxin,aerolysin-type β-PFT),研究发现其对鞘翅目的马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata)有杀虫活性,而与此毒素基因序列相似的Cry51 Aa2不仅对马铃薯甲虫,同样还对豆荚草盲蝽(Lygushesperus)和美洲牧草盲蝽(Lygus lineolaris)有杀虫活性。本文以绿盲蝽和中黑盲蝽作为对象,研究了 Cry51Aa1对两种盲蝽的毒力及对这两种害虫若虫生长发育和成虫体内部分蛋白酶活力的影响,评价了这个毒素蛋白对这两种盲蝽的毒杀效应。相关研究结果证实了 Cry51Aa1对盲蝽具有较高的杀虫活性,拓宽了这个毒素蛋白的杀虫谱,为其今后在防治盲蝽领域的应用提供了可能。1.Cry51Aa1对绿盲蝽和中黑盲蝽的毒力为了评价Bt毒素蛋白Cry51Aa1对绿盲蝽和中黑盲蝽的毒力,采用毒素蛋白与人工饲料混合的方法进行了对两种盲蝽初孵若虫的室内生物测定试验,并比较了其它Bt毒素蛋白和常用化学杀虫剂对这两种盲蝽的毒力。结果表明,Cry51Aa1对绿盲蝽和中黑盲蝽初孵若虫的LC50分别为10.461 μg·mL1和9.643 μg·L-1,相同浓度下Bt毒素蛋白Cry2Ab和Cry1Ac的致死率显著低于Cry51Aa1。与其他目前常用杀虫剂的毒力进行比较可以看出,Cry51Aa1对绿盲蝽初孵若虫的毒力略低于阿维菌素(LC50=8.793 μg·mL-1),但均高于吡虫啉(LC50=18.156 μg·mL-1)和高效氯氰菊酯(LC50=26.372 μg·mL-1);对中黑盲蝽初孵若虫的毒力则是略低于高效氯氰菊酯(LC50=6.455 μg·mL-1),但都高于阿维菌素(LC50=18.964μg·mL-1)和吡虫啉(LC50=29.377 μg·mL-1)。表明Cry51Aa1对绿盲蝽和中黑盲蝽具有杀虫活性,且在室内环境下,其对这两种盲蝽的杀虫效果明显,甚至高过目前生产上常用的化学杀虫剂。2.取食低浓度Cry51Aa1对两种盲蝽若虫生长发育的影响本研究对绿盲蝽和中黑盲蝽若虫从初孵到羽化全程喂食含低浓度(LC10)Cry51Aa1毒素蛋白的人工饲料,观察取食低浓度毒素对盲蝽若虫生长发育的影响。结果表明,取食低浓度Cry51Aa1对盲蝽若虫的各龄发育历期、若虫存活率、成虫羽化率和成虫重量等参数与正常饲料饲养的试虫相比没有显著差异,但若虫总体发育时间有所延长,增加0.5天左右,且统计学上有差异。上述结果说明取食低浓度的Cry51Aa1对绿盲蝽和中黑盲蝽的生长发育影响不大。3.取食含Cry51Aa1的人工饲料对盲蝽成虫体内部分蛋白酶活性的影响本研究还测定了若虫期全程取食含低浓度(LC10)Cry51Aa1毒素人工饲料的绿盲蝽和中黑盲蝽成虫体内类胰蛋白酶、类胰凝乳蛋白酶和氨肽酶的活力。与对照试虫相比,绿盲蝽成虫体内的类胰蛋白酶活性变化不大,其余2种酶的活性都只有对照的一半甚至更低;中黑盲蝽成虫体内的类胰蛋白酶、类凝乳蛋白酶和氨肽酶的酶活性均显著低于对照。表明取食低浓度的Cry51Aa1会明显降低这3种与盲蝽体内营养物质的消化吸收及一些生理活动有关的蛋白酶的活性。4.Cry51Aa1与Cry2Ab对绿盲蝽和中黑盲蝽的联合作用研究为了探究Bt毒素蛋白Cry51Aa1与其他毒素蛋白之间是否有一定的互作,本研究开展了 Cry51Aa1与Cry2Ab对绿盲蝽和中黑盲蝽联合作用的毒力测定。根据两种毒素独立和不同浓度组合时对这两种盲蝽的生物测定结果,将实际校正死亡率与预计校正死亡率相比较,25对不同浓度组合的处理中,两个毒素蛋白间的相互作用在绿盲蝽上表现拮抗为16%、独立为84%,在中黑盲蝽上相互作用表现为拮抗为4%、独立为96%,都没有毒素蛋白间的增效作用存在。结果表明Cry51Aa1与Cry2Ab蛋白对绿盲蝽和中黑盲蝽的毒杀作用是相互独立的,没有增效,同时间接地说明了这两种毒素对盲蝽的作用机制可能也是相对独立的。