光肩星天牛(Anoplophora glabripennis) (ALB, Asian longhorn beetle)属鞘翅目、天牛科、沟胫天牛亚科、星天牛属，是我国重要林木蛀干害虫(萧刚柔，1992)。中国东部光肩星天牛分布区位于100°—127°E、21°—43°N(阎俊杰，1985)；该虫现已在美国伊利诺斯州的芝加哥市、纽约州的纽约市和长岛以及新泽西州，加拿大的多伦多和安大略建立低密度种群，奥地利、德国乃至法国亦有光肩星天牛的报道(Hajek，2007)。在我国，其主要寄主树种为杨(Populus)、柳(Salix)、榆(Ulmus)、槭(Acer)等(骆有庆等，1999)。在北美洲，光肩星天牛幼虫的寄生树种至少有12属18种(Morewood et al., 2005)。光肩星天牛幼虫蛀干危害，幼虫孵出后, 开始取食腐坏的韧皮部，2龄幼虫开始向旁侧取食健康树皮和木质部，3龄末或4龄幼虫在树皮下环食木质部表面，然后开始蛀入木质部危害；成虫羽化后还未性成熟，仍需补充营养9~15天，主要取食叶柄、叶片及小枝皮层(骆有庆等，1999；Smith et al., 2002；Keena，2002；Hajek et al., 2007)。

天牛危害树木，主要通过消化其中纤维素获得养分，而纤维素酶是其肠道内消化纤维素的重要消化酶类(索风梅等，2004)。研究光肩星天牛纤维素酶在其肠道内的分布，对阐明其消化生理、寻找防治新方法、开发利用纤维素酶的昆虫资源，乃至进一步明确光肩星天牛纤维素酶的来源，都具有重要的意义(殷幼平等，1996)。

有关天牛体内纤维素酶的研究，主要集中在对老熟幼虫的研究(殷幼平等，1996；Chen et al., 2000；索风梅等，2004)，而对于不同龄期天牛幼虫体内纤维素酶的变化趋势并不明确，不利于今后基于纤维素酶抑制剂的生态防治方法的实施。

Geib等(2005)曾报道，取食人工饲料的光肩星天牛幼虫体内Cx酶和β-葡萄糖苷酶活性均有显著下降，是由于光肩星天牛幼虫以人工饲料为食，而人工饲料中的单糖含量比较高；但并没有与取食寄主植物的光肩星天牛幼虫作比较，取食寄主植物的幼虫体内纤维素酶活性的变化规律也不明确。所以光肩星天牛幼虫随着虫体的不断生长，其体内纤维素酶活性呈下降趋势，究竟是不是因为取食了人工饲料，尚无法定论。

鉴于此，本文选取寄主植物中不同龄期光肩星天牛幼虫，以及人工饲料喂养的不同日龄光肩星天牛幼虫为研究对象，以期明确自然生长与取食人工饲料2种食物条件下，光肩星天牛幼虫体内纤维素酶活性的变化趋势，为今后利用纤维素酶抑制剂防治光肩星天牛提供有力指导。

1 材料与方法 1.1 虫体来源

1) 取食寄主植物幼虫来源  2008年10月在宁夏吴忠市砍伐合作杨(Populus simonii×Populus pyramidalis ‘Opera 8277’)虫害木，截成段，用劈木机劈开木段，获取不同龄期幼虫，解剖镜下测微尺测量头壳宽度，确定幼虫龄期大小。光肩星天牛幼虫头壳宽度及其对应的龄期见表 1(贺萍等，1992)。

2) 取食人工饲料幼虫来源  光肩星天牛卵的采集: 2009年9月在北京大兴区垡上村，以旱柳(Salix matsudana)上光肩星天牛刻槽为线索，挖取光肩星天牛卵粒。

饲料的配制:饲料的配制方法参考文献(贺萍等，1992；赵军等，1992a；1992b；Keena，2005)。

采集复叶槭(A. negundo)枝条，洗净，-70 ℃冷冻24 h，用植物粉碎机将其制成粉末。饲料各成分配比是：复叶槭粉末90 g，琼脂22.5 g，酵母粉10 g，山梨酸1.5 g，对羟基苯甲酸甲酯1.5 g，抗坏血酸1.5 g，蒸馏水520 mL。

加热琼脂直至完全溶解，再加其他组分，均匀搅拌，分装灭菌后备用。

幼虫的饲养:将光肩星天牛卵消毒，70%乙醇冲洗1次，1%甲醛冲洗3次，灭菌水冲洗4次；28 ℃恒温培养，待其孵化，在无菌条件下放入人工饲料中，每隔10天更换饲料，待饲养到实验所需各日龄后取出，检测其纤维素酶活性。

1.2 试剂来源

羧甲基纤维素(CMC)，sigma分装，北京鼎国生物技术有限责任公司生产；水杨素(Salicin)，美国Alfa Aesar公司生产；3，5-二硝基水杨酸，北京笃信精细制剂厂生产；其他试剂均为分析纯。

1.3 纤维素酶液的制备

将所取光肩星天牛幼虫称体质量后，-70 ℃冷冻杀死，用于纤维素酶活性检测。取天牛幼虫1头4 ℃解冻4 h，冰上解剖，取出肠道，立即分别放入盛有2 mL冰冷乙酸-乙酸钠(pH5.2，0.1 mol·L^-1)缓冲液的灭菌研钵，加入0.5 g石英砂，在冰上研磨成匀浆，使其释放消化酶；将匀浆液于4 ℃离心20 min(12 000 r·min^-1)，上清液即为原酶液，分装后置于-30 ℃冰箱中保存备用。取食寄主植物各龄期以及取食人工饲料各日龄的幼虫，1头为1次处理，重复5次。

1.4 纤维素酶活性的测定

原酶液中各纤维素酶组分活性的测定采用DNS法，Cx酶的测定用1%羧甲基纤维素(CMC)作底物，β-葡萄糖苷酶的测定用1%水杨素为底物。底物均用乙酸-乙酸钠缓冲液(pH5.2，0.1 mol·L^-1)配制。

100 μL原酶液与200 μL上述底物充分混匀，40 ℃水浴中温育1 h后，加入DNS显色剂300 μL中止反应，混匀后立即沸水浴显色5 min，室温冷却，稀释5倍后于540 nm处测OD值，每处理重复3次，取平均值，同时设空白对照。以试验条件下单位虫体质量(g)单位时间(h)酶促反应生成的还原糖(葡萄糖)量(μmol)计算酶活性，即: μmol(葡萄糖)· g^-1(FW) h^-1(殷幼平等，1996；Chen et al., 2002；杨天赐等，2003；索风梅等，2004)。

1.5 数据分析

使用软件SPSS13.0，采用单因素方差分析(ANOVA)，P < 0.05表示有显著性差异。

2 结果与分析 2.1 取食寄主植物不同龄期光肩星天牛幼虫纤维素酶活性

Cx酶活性如图 1所示。1, 2龄幼虫Cx酶活性显著高于3, 4, 5龄幼虫，1龄幼虫与2龄幼虫之间、3龄幼虫和4龄幼虫之间、4龄幼虫和5龄幼虫之间Cx酶活性均无显著性差异。1龄幼虫Cx酶活性为42.05 μmol· g^-1 h^-1，5龄幼虫Cx酶活性为1.38 μmol· g^-1 h^-1，1龄幼虫Cx酶活性大小是5龄幼虫的30多倍。

取食寄主植物不同龄期光肩星天牛幼虫β-葡萄糖苷酶活性如图 2所示：1, 2, 3龄幼虫β-葡萄糖苷酶活性显著高于4, 5龄幼虫，1, 2龄幼虫和3龄幼虫之间，4龄幼虫和5龄幼虫之间β-葡萄糖苷酶活性均无显著性差异。1龄幼虫β-葡萄糖苷酶活性为15.1 μmol· g^-1 h^-1，5龄幼虫β-葡萄糖苷酶活性为3.02 μmol· g^-1 h^-1，1龄幼虫β-葡萄糖苷酶活性是5龄幼虫的5倍多。

2.2 取食人工饲料不同日龄光肩星天牛幼虫纤维素酶活性

取食人工饲料不同日龄光肩星天牛幼虫Cx酶活性如图 3所示。10，20，30日龄幼虫Cx酶活性显著高于80，100，120日龄幼虫；10日龄幼虫Cx酶活性高于其他所有日龄幼虫；20，30，40，50日龄幼虫和60日龄幼虫之间Cx酶活性无显著性差异；80，100日龄幼虫和120日龄幼虫之间Cx酶活性无显著性差异。10日龄幼虫Cx酶活性为37.17 μmol· g^-1 h^-1，80日龄幼虫Cx酶活性为1.53 μmol· g^-1 h^-1，10日龄幼虫Cx酶活性是80日龄幼虫的20多倍。

取食人工饲料不同日龄光肩星天牛幼虫β-葡萄糖苷酶活性结果如图 4所示。β-葡萄糖苷酶活性在60日龄幼虫达到最高峰，显著高于80，100，120日龄幼虫；10，20，30，40日龄幼虫和50日龄幼虫之间β-葡萄糖苷酶活性无显著性差异；80，100日龄幼虫和120日龄幼虫之间无显著性差异。60日龄幼虫β-葡萄糖苷酶活性为13.55 μmol· g^-1 h^-1，80日龄幼虫β-葡萄糖苷酶活性为2.36 μmol· g^-1 h^-1，60日龄幼虫β-葡萄糖苷酶活性大小是80日龄幼虫的5倍多。

3 讨论

Geib等(2005)以取食人工饲料的光肩星天牛幼虫为试验材料，发现其体内Cx酶和β-葡萄糖苷酶活性均有显著性下降，他们认为：光肩星天牛幼虫体内纤维素酶活性的下降，是由于光肩星天牛幼虫以人工饲料为食，因为人工饲料中的单糖含量比较高。而事实上，在取食寄主植物和人工饲料光肩星天牛体内，其纤维素酶活性均呈现下降趋势。笔者认为:光肩星天牛幼虫随着虫体的生长，其体内纤维素酶活性逐渐下降的原因，并不一定是由于取食人工饲料，这有可能是由于老熟幼虫相对取食量降低而导致，也有可能是由于随着天牛幼虫的生长，其体内的纤维素酶活性到达一个稳定的水平，但体质量却不断增加，从而使相对酶活性降低。

根据光肩星天牛的生物学特性，成虫一般于5月开始出现，6月下旬至7月上旬和8月上旬为羽化盛期，成虫补充营养后2~3天即可交尾，交尾后雌虫便可产卵，卵期一般为10天左右(骆有庆等，1999)。光肩星天牛幼龄幼虫主要出现在9—11月，主要在树木韧皮部危害，因此基于纤维素酶抑制剂的生态防治方法适于9—11月开展。