海蜇毒素杀虫活性成分及其作用机制研究

海蜇，属于腔肠动物中水母的一种，在我国沿海分布广，资源丰富，且人工养殖技术已经成熟，山东、江苏、辽宁等地已有大规模的工厂化海蜇养殖。国内外对海蜇及其它种类的水母毒素的研究主要集中在溶血活性、对心血管系统的活性等方面，未见杀虫活性及其作用机制的研究。本项目首次对海蜇毒素的杀虫活性成分及其作用机制进行研究，筛选出2-3种靶标害虫, 探讨毒素对靶标害虫的作用机制，重点是对消化系统和神经系统的作用；纯化具有杀虫活性的毒素蛋白并对结构进行表征；进行毒素的安全性毒理学试验。通过本项目的研究，特别是毒素对昆虫消化系统和神经系统作用的研究，有助于深入了解海蜇毒素这种新型蛋白的性质、结构、功能和作用机制，为海蜇这种低值资源获得高值化利用奠定基础，同时丰富了海洋生物毒素的研究。项目中所建立的方法为高含水生物体中活性成分的提取、浓缩提供参考依据。因此，本项目具有重要的理论意义和应用前景。

目前多数农药毒性高、残留高、污染重，严重影响食品安全和人体健康，从海洋生物筛选杀虫活性物质是新型生态农药创制的重要途径。本研究以海蜇毒素的杀虫活性为中心，开展了毒素的提取、纯化、靶标筛选、杀虫作用机制及毒理学研究，得到以下结果：1、建立了海蜇毒素的提取、浓缩和稳定性方法，浸取剂中同时含有3mmol/L的Vc和EDTA时，海蜇毒素的提取率最高；将毒素冷冻干燥后，再用50 mmol/L PBS溶解毒素的浓缩方法最好；NaCl、GSH和EDTA对毒素具有明显的稳定作用。2、海蜇毒素对朱砂叶螨的LC50仅为29.1μg/mL，对山楂叶螨24h的死亡率可达到100%，对柑桔红蜘蛛14天的田间防效可达到85.75%，螨类可作为海蜇毒素的靶标害虫。3、海蜇毒素影响朱砂叶螨的体壁，中毒后体态逐渐皱缩变小，体色暗褐，最后死亡。4、建立了海蜇毒素蛋白的纯化方法，得到4种纯化的蛋白。5、利用Shotgun蛋白质组学方法首次对海蜇毒素的蛋白组成进行分析，鉴定出181种蛋白，按照生物进程、细胞组分和分子功能将毒素蛋白分为13、9和7类，找到33条相应的生物学通路，构建了毒素蛋白的互作网络。6、海蜇毒素大鼠经口LD50雌、雄动物均大于4640 mg/kg；大鼠经皮LD50雌、雄动物均大于2150 mg/kg，属于低毒。海蜇毒素对桑蚕无致死作用，桑蚕能正常吐丝结茧，与对照无明显差别。7、发表文章9篇，其中SCI文章5篇；申请国家发明专利4件，授权3件。