اثر مهارکنندگی عصاره‌های گیاهی تلخ بیان Goebelia alopecuroides L. و گاودانه Vicia ervilia L. بر فعالیت تریپسین و کیموتریپسین گوارشی کرم غوزه ی پنبه Helicoverpa armigera Hb.

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه گیاهپزشکی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان.

2 استاد گروه گیاهپزشکی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز

3 استاد دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تبریز.

4 استاد گروه به نژادی و بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز.

چکیده

چکیده
در گیاهان طی تکامل ترکیبات متعددی برای مقابله با گیاه­خواران تولید شده‌است. اختلال در سیستم گوارشی حشرات با استفاده از مهارکننده­های گیاهی آنزیم­های گوارشی، یکی از روش­های موثر مدیریت آفات به شمار می­رود. در این مطالعه تاثیر عصاره­ی تام و فراکسیون­های مختلف بذر گیاهان تلخ­بیان و گاودانه بر فعالیت پروتئولیتیک سیستم گوارشی کرم غوزه­ی پنبه مورد بررسی قرار گرفت. عصاره­ی تام تلخ‌بیان در مهار پروتئاز گوارشی کرم غوزه­ی پنبه موثرتر از گاودانه  بود. همچنین عصاره­ی تام تلخ‌بیان، تریپسین و کیموتریپسین گاوی و گوارشی حشره‌ مورد مطالعه را بیش از عصاره­ی گاودانه مهارکرد. عصاره­ی تام گاودانه در مهار کیموتریپسین موثرتر عمل کرد. فراکسیون (80-70 درصد) تلخ‌بیان بیشترین اثر مهارکنندگی را بر پروتئاز کرم غوزه­ی پنبه و تریپسین گاوی داشت. فراکسیون اول گاودانه پروتئاز تام گوارشی را بیشتر از سایر فراکسیون‌ها مهار کرد. فراکسیون اول (20- صفر درصد) عصاره­ی بذر هر دو گیاه در مقایسه با سایر فراکسیون‌ها، تریپسین کرم غوزه­ی پنبه را بیشتر مهار کرد. فراکسیون چهارم (70-60 درصد) تلخ‌بیان و سوم (60-40 درصد) گاودانه در مهار فعالیت کیموتریپسین کرم غوزه­ی پنبه موثرتر از سایر فراکسیون‌ها عمل نمودند. مقایسه­ی‌ تاثیر عصاره­ی تام گیاهان تلخ‌بیان و گاودانه بر پروتئاز تام گوارشی دو جمعیت مزرعه‌ای و آزمایشگاهی کرم غوزه­ی پنبه نشان داد که با اختلاف غیرمعنی‌دار، جمعیت مزرعه‌ای بیش از جمعیت آزمایشگاهی تحت تاثیر قرار گرفت.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Inhibitory Effect of Goebelia alopecuroides L. and Vicia ervilia L. Extracts on Cotton Bollworm, Helicoverpa armigera Hb., Digestive Trypsin and Chymotrypsin Activity

نویسندگان [English]

  • Davod Mohamadi 1
  • Reza Farshbaf Pourabad 2
  • Mohamad Reza Rashidi 3
  • Seidaboghasem Mohammadi 4
1 Assistant Prof., Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran.
2 Prof., Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
3 Prof., Department of Medicinal Chemistry, Faculty of Pharmacy, Tabriz University of Medical Sciences, Tabriz, Iran.
4 Prof., Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
اسماعیلی م، میرکریمی الف وآزمایش‌فرد پ، 1381. حشره‌شناسی کشاورزی. انتشارات دانشگاه تهران. صفحه­های 382-380.
بهداد الف، 1376. آفات گیاهان زراعی ایران. چاپ سوم. انتشارات یادبود. صفحه­های 319 – 313.
خانجانی م، 1385. آفات سبزی و صیفی ایران. چاپ دوم، انتشارات دانشگاه بوعلی سینا، صفحه­های 37-35.
مصلی نژاد ﻫ، نوروزیان م و محمد بیگی الف، 1381. فهرست آفات، بیماری‌های گیاهی، علف‌های هرز مهم و سموم توصیه شده. چاپ اول . نشر آموزش کشاورزی. 112 صفحه.
Bell HA, Fitches EC, Down RE, Ford L, Marris GC, Edwards JP, Gatehouse JA and Gatehouse AMR, 2001. Effect of dietary cowpea trypsin inhibitor (CpTI) on growth and development of the tomato moth Lacanobia oleracea (Lepidoptera: Noctuidae) and on the success of the gregarious ectoparasitoid Eulophus pennicornis (Hymenoptera: Eulophidae). Pest Management Science, 57: 57-65.
Bhattacharyya A, Mazumdar S, Leighton SM and Babu CR, 2006. A Kuntiz proteinase inhibitor from Archidendron ellipticum seeds: purification, characterization, and kinetic properties. Phytochemistry, 67: 232-241.
Bradford MM, 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72: 248-254.
Broadway RM, 1993, Purification and partial characterization of trypsin/chymotrypsin inhibitors from cabbage foliage. Phytochemistry, 33: 21-27.
Ceciliani F, Bortolotti F, Menegatti E, Ronchi S, Ascenzi P and palmieri S, 1994. purification, inhibitory properties, amino acid sequence and identification of the reactive site of a new serine proteinase inhibitor from oil-rape (Brassica napus) seed. FEBS Letters, 342: 221-224.
Chougule NP, Hivrale VK, Chhabda PJ, Giri AP and Kachole MS, 2003. Differential inhibition of Helicoverpa armigera gut proteinases by proteinase inhibitors of pigeonpea (Cajanus cajan) and its wild relatives. Phytochemistry, 64: 681-687.
Damle MS, Giri AP, Sainani MN and Gupta VS, 2005. Higher accumulation of proteinase inhibitors in flowers than leaves and fruits as a possible basis for differential feeding preference of Helicoverpa armigera on tomato (Lycopersicon esculentum Mill, Cv. Dhanashree). Phytochemistry, 66: 2659-2667.
De Leo F, Bonade-Bottino M, Ceci LR, Gallerani R and Jouanin L, 2001. Effects of mustard trypsin inhibitor expressed in different plants on three lepidopteran pests. Insect Biotechnology and Molecular Biology, 31: 593-602.
De Leo F, Volpicella M, Licciulli F, Liuni S, Gallerani R and Ceci LR, 2002. Plant-PIs: a database for plant protease inhibitors and their genes. Nucleic Acid Research, 30: 347-348.
Fitt GP, 1989. The ecology of Heliothis species in relation to agroecosystems. Annual Review of Entomology, 34: 17 - 52.
Franco OL, Santos RCD, Batista JA N, Mendes ACM, De Araujo MAM, Monnerat RG, Grossi-de-Sa MF and De Freitas SM, 2003. Effets of Black-eyed pea trypsin/chymotrypsin inhibitor on protolytic activity and on development of Anthonomus grandis. Phytochemistry, 63: 343-349.
Giri AP, Harsulkar AM, Ku MSB, GuptaVS, Deshpande VV, Ranjekar PK and Franceschi V R, 2003. Identification of potato inhibitors of Helicoverpa armigera gut proteinases from winged bean seeds. Phytochemistry, 63: 523-532.
Guillamon E, Pedrosa MM, Burbano C, Cuadrado C, Sanchez MC and Muzquiz M, 2008. The trypsin inhibitors present in seed of different grain legume species and cultivar. Food Chemistry, 107: 68-74.
Habib H and Fazili KhM, 2007. Plant protease inhibitors: a defense strategy in plants. Biotechnology and Molecular Biology Reviews, 2: 68-85.
Harsulkar AM, Giri AP, Patankar AG, Gupta VS, Sainani MN, Ranjekar PK and Deshpande VV, 1999. Successive use of non-host plant proteinase inhibitors required for effective inhibition of Helicoverpa armigera Gut proteinases and larval growth. Plant Physiology, 121: 497-506.
Herrero S, Combes E, Van Oers MM, Vlak JM, De Maagd RA and Beekwilder J, 2005. Identification and recombinant expression of a novel chymotrypsin from Spodoptera exigua. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 35: 1073-1082.
Konarev AV, Anisimova IN, Gavrilova VA, Vachrusheva TE, Konechnaya GY, Lewis M and Shewry PR, 2002. Serine proteinase inhibitors in the compositae: distribution, polymorphism and properties. Phytochemistry, 59: 279-291.
Kundu GC and Sinha NK, 1989. Purification and characterization of proteinase inhibitor from Artocarpus integrifolia seeds. Phytochemistry, 28: 725-728.
Lawerence PK and Koundal KR, 2002. Plant proteinase inhibitors in control of phytophagous insects. Electronic Journal of Biotechnology, 5: 93-109.
Lin Y-H, Cheng J-F and Fu H-Y, 1983. Partial purification and some properties of trypsin inhibitors of Sweet potato (Ipomoea batatas Lam.) roots. Botanical Bulletin Academia Sinica, 24: 103-113.
Matthews M, 1999. Heliothine Moths of Australia. C. S. I. R. O. Publishing, 320 pp.
Ozgur E, Yucel M and Oktem HA, 2009. Identification and characterization of hydrolytic enzymes from the midgut of the Cotton bollworm, Helicoverpa armigera Hübner (Lepidoptera: Noctuidae). Turkish Journal of Agriculture, 33: 285-294.
Pelegrini PB, Lay FT, Murad AM, Anderson MA and Franco OL, 2008. Novel insights on the mechanism of action of alpha-amylase inhibitors from the plant defensin family. Proteins, 73: 719-729.
Pereira ME, Dorr FA, Peixoto NC, Lima-Garcia JF, Dorr F and Brito GG, 2005. Perspectives of digestive pest control with proteinase inhibitors that mainly affect the trypsin-like activity of Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera: Noctuidae). Brazilian Journal of Medical and Biological Research, 38: 1633-1641.
Pisulewska E and Pisulewski PM, 2000. Trypsin inhibitor activity of legume seeds (peas, chuckling vetch, lentils, and soya beans) as affected by the technique of harvest. Animal Feed Science and Technology, 86: 261-265.
Shorey HH and Hale RL,1965. Mass-rearing of the larvae of nine noctuid species on a simple artificial medium. Journal of Economic Entomology, 58: 522-524.
Smith IM, McNamara DG, Scott PR and Harris KM (eds.), 1992. Quarantine pests for Europe. CAB International, pp. 159-164.
Tamhane VA, Chougule NP, Giri AP, Dixit AR, Sainani MN and Gupta VS, 2005. In vivo and in vitro effect of Capsicum annum proteinase inhibitors on Helicoverpa armigera gut proteinase. Biochimica et Biophysica Acta, 1722: 156-167.
Telang MA, Giri AP, Pyati PS, Gupta VS, Tegeder M and Franceschi VR, 2009. Winged bean chymotrypsin inhibitors retard growth of Helicoverpa armigera. Gene, 431: 80-85.
Telang M, Srinivasan A, Patankar A, Harsulkar A, Joshi V, Damle A, Deshpande V, Sainani M, Ranjekar P, Gupta G, Birah A, Rani S, Kachole M, Giri A and Gupta V, 2003. Bitter gourd proteinase inhibitors: potential growth inhibitors of Helicoverpa armigera and Spodoptera litura. Phytochemistry, 63: 643-652.
Terra WR and Ferreira C, 2005. Biochemistry of digestion. in: Lawrence I. Gilbert, Kostas Iatrou, and Sarjeet S. Gill. Comprehensive Molecular Insect Science. Elsevier. pp. 507.
Zhao Y, Botella MA, Subramanian L, Niu X, Nielsen SS, Bressan RA and Hasegawa PM, 1996. Two wound-inducible soybean cysteine proteinase inhibitors have greater insect digestive proteinase inhibitory activities than a constitutive homolog. Plant Physiology, 111: 1299-1306.