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1、编号：四川农业大学本科毕业论文（设计）（2015 届）题 目：中波紫外辐射强度（UV-B）对西藏飞蝗黑色素沉积的影响院 别： 农学院 专 业： 植物保护 姓 名： 周云云 指导教师： （签名）完成日期：2015 年 4 月 20 日中波紫外辐射强度（UV-B）对西藏飞蝗黑色素沉积的影响农学院 植物保护专业 周云云指导教师：李庆 植物保护专业 教授摘要:为研究西藏飞蝗(Locusta migratoria tibetensis Chen)黑色素沉积与 UV-B 辐射强度的关系，本试验研究了不同强度中波紫外辐射（UV-B）对西藏飞蝗黑色素累积的影响。结果表明，经黑暗处理的西藏飞蝗成虫的黑色素的含量
2、为 3.72%，较对照自然 CK 光照组黑色素含量（3.94%）下降了 5.63%；经 UV-B（8W、15W、30W）处理的西藏飞蝗的黑色素含量分别达到4.27%、5.05%、4.26%，较黑暗处理组和对照自然光照组组含量都高，且差异显著（P0.05）；处理 UV-B(15W)较处理 UV-B(8W)增加 18.69%，处理 UV-B（30W）较处理 UV-B(15W)减少 15.74%，差异均极显著（P0.01）；西藏飞蝗能适应高原紫外辐射环境与其体内的黑色素有着密切的关系，在 UV-B 胁迫下，西藏飞蝗成虫体内的黑色素含量显著增加，是西藏飞蝗对紫外辐射强度大的高原环境的一种重要适应机制。
3、关键词：西藏飞蝗，黑色素，中波紫外辐射Effects of UV-B on content of melanin of Locusta migratoria tibetensis ChenZhou Yunyun Agronomy college of Sichuan Agricultural UniversityDirected by Li Qing(Prof.)Abstract: In order to research the effects of UV-B on the content of melanin of Locusta migratoria tibetensis Chen,we
4、 experimented with UV-B differing in strength on Locusta migratoria tibetensis adult systematically in this thesis.The results show that the content of melanin is 3.72% after the treatment of darkness, which decreased in 3.72% compared with content of the control group of natural lighting(3.94%);The
5、 treatment of UV-B(8W、15W 、30W) made the content of melanin of Locusta migratoria tibetensis reached 4.27%、5.05%、4.26%,which is higher than the content of the group of darkness and control group of natural light,and they are different significantly(P0.05);The treatment of UV-B(15W) increased in 18.6
6、9% compared the content of the group of UV-B(8W),in contrast the content of treatment of UV-B(30W) decreased in 15.74% compared with the treatment of UV-B(15W);The melanin is very necessary for Locusta migratoria tibetensis to adapt the environment of Qinghai-Tibet Plateau.The content of melanin of
7、Locusta migratoria tibetensis increased under UV-B stress represent,which is very important to adapt the environment of Qinghai-Tibet Plateau,which is characterized by the intense ultraviolet-B irradiation.Key Words: Locusta migratoria tibetensis; melanin; ultraviolet irradiation.在 3000 多年前的中国，蝗灾、旱灾
8、、水灾被列为三大自然灾害，蝗灾给生产和生活造成了极大的影响。徐光启所著农政全书记载“凶饥之因有三：曰水，曰旱，曰蝗。地有高卑，雨泽有偏被；水旱为灾，尚多幸免之处，惟旱极而蝗” 1。作为一种世界性的生物灾害，在 20 世纪 80 年代至 90 年代，受异常气候的影响，蝗灾在非洲、中东、澳洲和东南亚的 20 多个国家频繁发生，给社会造成了严重的损失。为控制蝗虫的危害，澳大利亚、英国、美国以及非洲各国对蝗虫的发生规律及防治技术进行了大量研究 2。全球目前已知的蝗虫种类超过 1 万种，中国有 900 余种，纵观世界蝗灾发生的历史，在几十种可以形成灾害的蝗虫中，沙漠蝗(Schistocerca greg
9、aria (Forskal)和飞蝗（Locusta migratoria (linnaeus)）是两种最具危害性的成灾种类1,2。飞蝗是飞蝗属（Locusta）仅有的 1 种蝗虫，广泛分布于东半球的温带和热带部分地区，其分布的北界与欧亚大陆的针叶林地带南缘大体相符，包括亚洲、非洲、大洋洲和欧洲的部分地区，按地理分布的不同和外部形态的差异可为 10 个亚种 2。飞蝗是构成我国蝗灾的一种重要的农牧业害虫，严重影响我国的农牧业生产 3，其中在我国分布的有东亚飞蝗（ Locusta migratoria manilensis (Meyen)）、亚洲飞蝗 (Locusta migratoria migr
10、atoria L.)和西藏飞蝗(Locusta migratoria tibetensis Chen)等三个亚种 4。我国由于是在飞蝗的分布发生区 3，历史上有着大量有关飞蝗分布，发生或成灾的详细记载 5。有关亚洲飞蝗、东亚飞蝗的生态、生理学特性已有系统的研究 1,5,6,7。 西藏飞蝗是 1963 年陈永林先生订立的飞蝗新亚种 7，是我国分布的飞蝗亚种之一，历来是影响藏区农牧业生产的重要害虫，主要为害青稞、小麦、狗尾草、蒿草、异针茅、披碱草、芦苇、燕麦、白羊草、早熟禾等作物和杂草 8。西藏飞蝗主要分布西藏阿里地区狮泉河流域、象泉河流域、孔雀河流域，日喀则地区、山南地区、林芝地区雅鲁藏布江流域
11、，四川西部甘孜州雅砻江流域、阿坝州，青海省南部玉树州通天河流域 9。因而西藏飞蝗长期以来能够适应高海拔、高紫外辐射、低氧及低气压的生活环境。国内对西藏飞蝗的研究仅限于其形态特征、分布及其发生动态等。王翠玲10等人对西藏飞蝗成虫、蝗蝻及卵形态特征进行了较为详细报道。西藏飞蝗的发生规律因地域的差别而有所差异，西藏飞蝗在西藏地区一年发生l代，以卵在土壤中越冬，蝗蝻发生高峰期为5月中下旬，7月上旬初始羽化，8月上旬始见产卵，产卵深度为4176厘米 10。王思忠 11等人的研究表明，西藏飞蝗在川西高原1年发生1代，某些地区发生不完整2代。西藏飞蝗能够在青藏高原上建立种群，是长期适应高原低压、强紫外辐射环
12、境的结果。李庆 22等人研究了紫外辐射胁迫对西藏飞蝗抗氧化系统的影响，研究表明，中、长波紫外辐射能显著提高西藏飞蝗抗氧化酶的活性。黑色素作为一种保护色素能增强生物对环境胁迫的耐受能力 12。黑色素不仅存在于高等动物的皮肤、毛发和眼球中，而且在一些植物和昆虫体内也可以大量存在 13。黑色素是由吲哚类物质或多酚类物质氧化聚合而成的一类复杂的含氮高聚物 14，是目前所知的唯一能够保护生物体免受辐射伤害天然内源生物聚合体 15。黑色素有许多重要的生物学功能，其一，就是由于蛋白质的交联会起到强化结构的功能；其二，黑色素形成过程中正醌的产生具有进化上的重要性，因为它们是保守的，特别是那些亲核性的基团，如巯
13、基和氨基，使其获得抗生素特性；其三，黑色素光吸收和光衍射的特性，被利用在光受体的屏蔽上并且被认为对爬行动物体温调节起到一定的作用。据报道鱿鱼墨黑色素具有体外清除自由基螯合金属离子的特性 16，鱿鱼墨黑色素还可以保护动物的血清和肝脏中的SOD和CSH-PX活性，使动物血清和肝脏中的MAD和脑脂褐质含量显著降低，起到防止自由基对集体脂质的氧化和对细胞膜的破坏，从而抑制D-半乳糖所致的衰老，有效地清除体内堆积的自由基，使体内自由基防护体系的功能得以恢复 17。同时鱿鱼墨黑色素对皮肤细胞的生长和代谢具有一定的促进作用。鱿鱼墨黑色素能有效防止免疫器官的萎缩，达到延缓衰老的目的。青藏高原平均海拔40005
14、000米，由于海拔高，空气干燥、稀薄，常年紫外辐射较强，其中主要以B波段紫外辐射为主 18，5-8月是青藏高原一年中紫外辐射最强的时段，辐射量苏海拔的上升而增加，UV-BZ最高可达412.36MW/m 2，并呈逐年上升的趋势 19-20。西藏飞蝗能够在长期的强紫外辐射的环境下生存和建立种群，与其成虫体内基于黑色素而产生的对紫外辐射的抗逆作用密不可分。目前对西藏飞蝗的黑色素的积累与中波紫外辐射之间的关系尚未有相关研究的报道。研究不同强度的中波紫外辐射下西藏飞蝗黑色素含量的变化，对于探讨西藏飞蝗对青藏高原的环境适应机制具有重要科学价值，同时对西藏飞蝗的黑色素积累与中波紫外辐射之间的关系的揭示将帮助
15、我们更好地预测西藏飞蝗的发生和指导西藏飞蝗的防治。1 材料与方法1.1 供试虫源西藏飞蝗蝗蝻采自四川省甘孜县卡攻乡(海拔 3400m)，于室内以玉米叶片(25-30)培养至成虫期。选取健康、生长一致的西藏飞蝗成虫放入饲养笼中(20 头/笼，雌雄各 10 头)，用新鲜玉米叶于智能人工气候箱(HPG-280HX，哈尔滨东联)(光照时间 12h/d 温度(251)、湿度 50%-60%)中饲喂 5-7d 后，取其作为供试虫体待用。1.2 试验处理1.2.1 中波紫外辐射处理参照李庆 21等方法。该试验设置 3 个不同强度中波紫外辐射处理（275-320nm,8W、15W、30W）、自然光照处理和黑暗
16、处理，共 5 个处理。设置光源与虫笼距离为 50cm。2 笼为 1 重复(20 头/笼，雌雄各 10 头)，共 40 头成虫，各处理重复 3 次。处理 96h 后，分别取试虫进行相关测定。1.2.2 黑色素的提取与测定1.2.2.1 体壁黑色素的提取取经过紫外辐射处理的西藏飞蝗成虫，剪取体壁烘干、磨碎，过 100 目分析筛。称取 70.00g 放人锥形瓶中，加入 l：l 的盐酸 280mL，在 60的水中加热 14h。经离心过滤后得到黑色素粗品。依次分别用蒸馏水、乙醇、丙酮、乙醚反复洗涤沉淀至洗涤液呈中性，再加入 4的氢氧化钠溶液 200mL，在 80水浴 2h，离心即得到含有黑色素的滤液。滤液用 1：3 的盐酸调
