تأثیر عصاره پروتئینی بذور چند گیاه بر فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز و ویژگی‌های زیستی کرم غوزه پنبه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

2 گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

در پژوهش پیش رو، اثر عصاره پروتئینی بذر اقاقیا (Robinia pseudoacacia)، ماشک خوشه­ای (Vica villosa)، یونجه (Medicago sativa) و عدس (Lens culinaris) در شرایط آزمایشگاهی به‌صورت برون تنی و درون تنی روی فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز و طول دوره لاروی کرم غوزه پنبه، Helicoverpa armigera (Hübner)، بررسی­شد. چهار غلظت (14، 15/13، 05/10 و 7/9 میکروگرم) از عصاره پروتئینی بذر اقاقیا، ماشک خوشه­ای، یونجه و عدس، عصاره اقاقیا در مقایسه با دیگر عصاره‌های پروتئینی بیشترین اثر مهارکنندگی را نشان داد. بالاترین مهارکنندگی آنزیم تحت تاثیر هر چهار مهارکننده در pH برابر 9 مشاهده شد.آنالیز زایموگرام در تأیید سنجش کمی آنزیم، مهار آنزیم آلفا-آمیلاز را در کاهش ضخامت باند نشان داد. در بالاترین غلظت از عصاره پروتئینی بذر یونجه، 49% مهار آنزیم مشاهده شد. در حضور مهارکننده اقاقیا در غلظت 41 میکروگرم بر میلی لیتر، 76% فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز کاهش یافت. آنزیم آلفا آمیلاز با غلظت­های مختلف عصاره پروتئینی عدس سنجش شد و یک روند مهارکنندگی وابسته به غلظت به دست آمد در بالاترین غلظت، 51% مهار آنزیم مشاهده ­شد. همچنین چهار غلظت مختلف مهارکننده ماشک گل­خوشه­ای هم با عصاره آنزیمی سنجش شد و در بالاترین غلظت ماشک گل خوشه­ای، 61% درصد مهار آنزیم مشاهده شد. نتایج به دست­آمده نشان داد که فعالیت آنزیم آمیلاز از سن دو به بعد و پس از تغذیه از تیمار اقاقیا نسبت به سایر تیمارها کاهش معنی­داری داشت. همچنین طول دوره لاروی در تیمار اقاقیا (12/1±03/49 روز) در مقایسه با دیگر تیمارها به طور معنی‌داری طولانی­تر بود. مطالعات مهارکنندگی نشان داد که عصاره پروتئینی بذر اقاقیا توان مهارکنندگی خوبی برای آنزیم آمیلاز این آفت داشت.

کلیدواژه‌ها


Ahmed, S., Zi, A., Mehmood, S.A., Panhawar, W.A., Khan, W., Shah, M. & Ullah, I. 2021. Change in malate dehydrogenase and alpha amylase activities in Rubus fruticosus and Valeriana jatamansi treated granary weevil, Sitophilus granarius. Brazilian Journal of Biology, 81(2): 387–391.
Azimi, S., Rahmani, Sh. & Pazhouhandeh, M. 2020. Effect of protein extracts of Amaranthus retroflexus (Amaranthaceae) and Cuminum cyminum (Apiaceae) on digestive proteinases and biological characters of Helicoverpa (Heliothis) armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae). Canadian Entomologist, 16: 1–17.
Baker, J. 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. & Mehrabadi, M. 2009. Purification and characterization of midgut α‐amylases of Eurygaster integriceps. Entomological Science, 12: 25–32.
Bernfeld, P. 1955. Amylases, alpha and beta. Methods in enzymology, 149–158.
Bird, L. J. 2017. Genetic, cross-resistance and synergism of indoxocarb resistance in Helicoverpa armigera (Lep: Nocttouidae) pest management science, 73: 575–581.
Borzoui, E., Bandani, A.R. & Goldansaz, S.H. 2013. Effect of cereal seed proteinaceous extracts on
α-amylase and protease activity of salivary glands of Carob moth, Ectomyelois ceratoniae (Lepidoptera: Pyralidae). Journal of Crop Protection, 2(3): 285–296.
Borzoui, E., Naseri, B. & Namin, FR. 2015. Different diets affecting biology and digestive physiology of the Khapra beetle, Trogoderma granarium Everts (Coleoptera: Dermestidae). Journal of Stored Products Research, 62: 1–7.
Borzoui, E., Nouri Ganbalani, G. & Naseri, B. 2017. In Vitro and In Vivo Effects of α-Amylase Inhibitor From Avena sativa Seeds on Life History and Physiological Characteristics of Sitotroga cerealella (Lepidoptera: Gelechiidae). Journal of Insect Science, 17(6): 13–28.
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.
Da Lage, J. 2018. The Amylases of Insects. International Journal of Insect Science, 10: 1–14.
Dastranj, M., Bandani, AR. & 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.
Dastranj, M. & Bandani, A. 2012. Effect of proteinaceous extract of triticale seed extract on α-amylase activity of Helicoverpa armigera. Plant Pests Reaserch, 2(1): 49–57. (In Persian with English summary).
Esmaeili, M., Bandani, AR. 2016. Effect of Mung bean, Pea and Wheat Proteinaceous Seed Extracts on Amylase Activity of the Pieris brassicae Linnaeus (Lepidoptera: Pieridae). Journal of Applied researches in Plant Protection. 4(2): 1–14. (In Persian with English summary).
Fathipour, Y. & Naseri, B. 2011. Soybean Cultivars Affecting Performance of Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae). In: Ng, T. B. (Ed.), Soybean Biochemistry, Chemistry and Physiology. InTech, Rijeka, Croatia, 599–630.
Kotkar, H.M., Bhide, A.J., Gupta, V.S. & Giri, AP. 2012. Amylase gene expression patterns in Helicoverpa armigera upon feeding on a range of host plants. Gene, 501: 1–7.
Laemmli, U.K. 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 227: 680–685.
Liangxuan, Q., Hanyang, D.J., Huiwen, Sh., Fang, G., Yihua, Y., Tabashnik, B. & Yidong, Wu. 2021. Evaluating Cross-Resistance to Cry and Vip Toxins in Four Strains of Helicoverpa armigera With Different Genetic Mechanisms of Resistance to Bt Toxin Cry1Ac. Frontiers in Microbiology, 17: 1–9.
Majidiani, S., Farshbaf, R. & Bandani, AR. 2014. Inhibitory effect of proteinaceous extracts of wheat seeds against gut α-amylase activity of Helicoverpa armigera (Hübner) (Lep.: Noctuidea). Archives of Phytopathology and Plant Protection, 48(2): 171–180.
Majd-Marani, S., Naseri, B., Nouri-Ganbalani, G. & Borzoui, E. 2017. The effect of maize hybrid on biology and life table parameters of the Trogoderma granarium (Coleoptera: Dermestidae). Journal of Economic Entomology, 110: 1916–1922.
Marshall, J.J. & Lauda, C.M. 1975. Purification and properties of phaseolamin, an inhibitor of α-amylase, from the kidney bean, Phaseolus vulgaris. Journal of Biological Chemistry, 250(20): 8030–8037.
Mehrabadi, M., Bandani, AR. & Saadati, F. 2010. Inhibition of Sunn pest, Eurygaster integriceps, α-amylases by α-amylase inhibitors (T-αAI) from Triticale. Journal of Insect Science, 10: 1–13.
Mehrabadi, M., Bandani, AR. & Alizadeh, H. 2012. Inhibition activity of proteinaceaus amylase inhibitors from triticale seeds against Erygaster integriceps salivary amylase: Interaction of the inhibitors and the insects. Pesticides Biochemistry and physiology, 102(3): 220–228.
Özgür, E., Yücel, M. & Öktem, HA. 2009. Identification and characterization of hydrolytic enzymes from the midgut of the cotton bollworm, Helicoverpa armigera Hübner (Lepidoptera: Noctuidae). Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 33: 285–294.
Parry, M. 1996. A study of the interaction of some fungal metabolites with the insect species Drosophila melanogaster” Birkeck college. University of London, 215.
Qayyum, M.A., Wakil, W., Arif, M.J., Sahi, S.T., Saeed, N.A. & Russell, D.A. 2015. Multiple resistances against formulated organophosphates, pyrethroids, and newer-chemistry insecticides in populations of Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) from Pakistan. Journal of Economic Entomology, 108: 286–293.
Valencia, A., Bustillo, AE, Ossa, G.E. & Chrispeels, MJ. 2000. α-Amylases of the coffee berry borer (Hypothenemus hampei) and their inhibition by two plant amylase inhibitors. Insect biochemistry and molecular biology, 30: 207–213.