تاثیر عصاره ی پروتئینی بذر کلزا روی فعالیت آلفا-آمیلاز گوارشی سوسک برگ خوار سیب زمینی (Leptinotarsa decemlineata Say) و برخی مولفه های زیستی آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق دکتری حشره شناسی کشاورزی، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.

2 استاد، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز.

چکیده

چکیده
گیاهان دارای مجموعه­ای از مولکول­های پروتئینی هستند که قادر به ایجاد اختلال در هضم غذا در حشرات گیاه­خوار می­­باشند و می­توانند در کنترل آفات مورد استفاده قرار گیرند. در این تحقیق، مهار آنزیم آلفا-آمیلاز گوارشی سوسک برگ­خوار سیب­زمینی (Leptinotarsa decemlineata Say) توسط عصاره­ی پروتئینی بذر کلزا (Brassica napus L. cv. (Karaj3 بررسی شده است. حداکثر اثر مهاری عصاره­ی پروتئینی روی فعالیت آلفا-آمیلاز در اسیدیته­ی پنج بود. چهار جزء پروتئینی عصاره­ی بذر کلزا 30-0، 50-30، 70-50 و 100-70% اشباع با نمک سولفات آمونیوم، به ترتیب روی آلفا-آمیلاز گوارشی لارو سن چهار سبب 0، 52، 12 و 0% مهار گردیدند. جزء پروتئینی 50-30٪ به ترتیب باعث 84، 86، 74، 52 و 37% کاهش فعالیت آلفا-آمیلاز سنین 1، 2، 3، 4 و حشرات کامل شد. سنجش کینتیک مهار آلفا-آمیلاز حشرات کامل توسط جزء پروتئینی 50-30% انجام شد و مهار از نوع نارقابتی تعیین گردید. در زایموگرام و بررسی اثر مهارکننده در ژل، مهار آنزیم به صورت کاهش شدت نوارها مشاهده شد. در انجام زیست سنجی، از برگ­های ارقام سیب­زمینی آگریا، بورن، پیکاسو و مارکزاستفاده گردید. عصاره­ی پروتئینی زمانی که روی برگ­های تیمار شده مورد تغذیه لاروها قرار گرفت؛ در هیچ کدام از ارقام، زمان پوست اندازی لاروهای سن سه به چهار نسبت به شاهد، افزایش معنی­داری مشاهده نشد؛ در ارقام پیکاسو و مارکز سبب کاهش معنی­دار وزن لارو سن چهار نسبت به شاهد گردید؛ درصد لاروهای سن چهار ظاهر شده در ارقام آگریا، پیکاسو و مارکز نسبت به شاهد به طور معنی­داری کاهش یافت و در رقم آگریا، فعالیت آلفا-آمیلاز لارو سن چهار در مقایسه با شاهد به طور معنی­داری کاهش پیدا کرد.

 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of Proteinaceous Extract of Rapeseed on the Colorado Potato Beetle (Leptinotarsa decemlineata Say) Digestive Alpha-Amylase Activity and Some Biological Parameters

نویسندگان [English]

  • Shabnam Ashouri 1
  • Reza Farshbaf Pourabad 2
1 Former Ph.D. Student of Agricultural Entomology, Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
2 Porfessor, Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
حسینی نوه و و قدمیاری م، 1392. مبانی و مفاهیم روش­های آزمایشگاهی در بیوشیمی، فیزیولوژی و سم­شناسی حشرات. انتشارات دانشگاه تهران.
خانجانی م، 1384. آفات سبزی و صیفی ایران. انتشارات دانشگاه بوعلی سینا.
Baker JE, 1987. Purification of isoamylases from the rice weevil, Sitophilus orizae L. by HPLC and their interaction with partially purified amylase inhibitor from wheat. Insect Biochemistry 17: 37-44.
Bandani AR, Kazzazi M and Mehrabadi M, 2009. Purification and characterization of midgut α-amylases of Eurygaster integriceps. Entomological Science 12: 25-32.
Becker-Ritt AB and Carlini CR, 2012. Fungitoxic and insecticidal plant polypeptides. Biopolymers (Peptide Science) 98: 367-384.
Bernfeld P, 1955. Amylases, α and β. Method Enzymology 1: 149-158.
Bolter CJ and Jongsma MA, 1995. Colorado potato beetles (Leptinotarsa decemlineata) adapt to proteinase inhibitors induced in potato leaves by methyl jasmonate. Journal of Insect Physiology 41: 1071-1078.
Borzoei E, Bandani AR, Dastranj M and Belbasi M, 2013. Effect of proteinaceous extract of wheat seeds on α-amylase activity of diamondback moth, Plutella xylustella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae). SOAJ Entomological Studies 2: 1-10.
Borzoui E and Bandani AR, 2013. Wheat and triticale proteinacious seed extracts inhibit gut α-amylase and protease of the carob moth, Ectomyelois ceratoniae. Molecular Entomology 4: 13-21.
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.
Carlini CR and Grossi-de-Sa MF, 2002. Plant toxic proteins with insecticidal properties: A review on their potentialities as bioinsecticides. Toxicon 40: 1515-1539.
Chen M, 2008. Inducible direct plant defense against insect herbivores: A review. Insect Science 15: 101-114.
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.
Dastranj M, Bandani AR and Mehrabadi M, 2013. Age-specific digestion of Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae) and inhibition of proteolytic and amylolytic activity by plant proteinaceous seed extracts. Journal of Asia-Pacific Entomology 16: 309-315.
Franco OL, Rigden DJ, Melo FR and Grossi-de-Sa MF, 2002. Plant alpha-amylase inhibitors and their interaction with insect alpha-amylases, structure, function and potential for crop protection. European Journal of Biochemistry 269: 397-412.
Gatehouse LN, Christeller JT, Gatehouse HS and Zou XY, 2002. A strong inhibitor of chymotrypsin/elastase is highly antimetabolic to Helicoverpa armigera larvae. New Zealand Plant Protection 55: 421-428.
Habib H and Fazili KM, 2007. Plant protease inhibitors: a defense strategy in plants. Biotechnology and Molecular Biology Reviews 2: 68-85.
Hilder VA and Boulter D, 1999. Genetic engineering of crop plants for insect resistance, a critical review. Crop Protection 18: 177-191.
Karimi J, Haubruge E and Francis F, 2010. Development of entomotoxic molecules as control agents: illustration of some protein potential uses and limits of lectins (Review). Biotechnology, Agronomy, Society and Environment 14: 225-241.
Khan N, 2011. In vitro effects of protienaceous alpha amylase inhibitors on red flour beetle, Tribolium castaneum. Science Research Reporter 1: 101-104.
Kondrak M, Kutas J, Szenthe B, Patthy A, Banfalvi Z, Nadasy M, Graf L and Asboth B, 2005. Inhibition of Colorado potato beetle larvae by a locust proteinase inhibitor peptide expressed in potato. Biotechnology Letters 27: 829-834.
Laemmli UK, 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of bacteriophage T4. Nature 227: 680-685.
Macedo MLR and Freire MDGM, 2011. Insect digestive enzymes as a target for pest control. Invertebrate Survival Journal 8: 190-198.
Mehrabadi M and Bandani AR, 2010. New approach toward α-amylase electrophoresis and isoamylase detection. Munis Entomology and Zoology 5: 1085-1087.
Mehrabadi M, Bandani AR and Saadati F, 2010. Inhibition of sunn pest, Eurygaster integriceps, α-amylases by α-amylase inhibitors (T-αAI) from triticale. Journal of Insect Science 10: 179-191.
Mehrabadi M, Bandani AR, Saadati F and Mahmudvand M, 2011. Alpha-amylase activity of stored products insects and its inhibition by medicinal plant extracts. Journal of Agricultural Science and Technology 13: 1173-1182.
Mehrabadi M, Bandani AR, Mehrabadi R and Alizadeh H, 2012. Inhibitory activity of proteinaceous α-amylase inhibitors from triticale seeds against Eurygaster integriceps salivary α-amylases: Interaction of the inhibitors and the insect digestive enzymes. Pesticide Biochemistry and Physiology 102: 220-228.
Melo FR, Sales MP, Silva LS, Franco OL, Bloch JRC and Ary MB, 1999. α-Amylase inhibitors from cowpea seeds. Protein and Peptide Letters 6: 387-392.
Piasecka-Kwiatkowska D, Madaj D and Warchalewski JR, 2007. The biological activity of wheat, rye and triticale varieties harvested in four consecutive years. Acta scientiarum Polonorum/Technologia alimentaria 6: 55-65.
Priya S, Kaur N and Gupta AK, 2010. Purification, characterization and inhibition studies of α-amylase of Rhyzopertha dominica. Pesticide Biochemistry and Physiology 98: 231-237.
Schluter U, Benchabane M, Munger A, Kiggundu A, Vorster J, Goulet M, Cloutier C and Michaud D, 2010. Recombinant protease inhibitors for herbivore pest control: a multitrophic perspective. Journal of Experimental Botany 15: 4169-4183.
Valencia-Jime´nez A, Arboleda AJW, Lopez Avila A and Grossi-de-Sa MF, 2008. Digestive α-amylases from Tecia solanivora larvae (Lepidoptera: Gelechiidae): response to pH, temperature and plant amylase inhibitors. Bulletin of Entomological Research98: 575-579.
Warchalewski JR, Gralik J, Winiecki Z, Nawrot J and Piasecka-Kwiatkowska D, 2002. The effect of wheat α-amylase inhibitors incorporated into wheat-based artificial diets on development of Sitophilus granarius L., Tribolium confusum Duv., and Ephestia kuehniella Zell. Journal of Applied Entomology 126: 161-168.