劉 召 雷仲仁 花保禎 王 音 問(wèn)錦曾 黃 虹
摘要病癥觀察表明,煙粉虱感染白僵菌96h后蟲(chóng)體顏色變?yōu)樯罴t色。組織切片觀察表明,白僵菌處理后36 h,可在表皮下面觀察到芽生孢子。48 h后可在體內(nèi)觀察到明顯的菌絲段。60 h可以觀察到菌絲入侵到脂肪體中,96 h發(fā)現(xiàn)內(nèi)部組織器官病變,肌肉邊界變得模糊不清,體內(nèi)出現(xiàn)大量菌絲,120 h后菌絲突破體壁向外生長(zhǎng),132 h后形成菌絲層。
關(guān)鍵詞煙粉虱;白僵菌;致病性;組織病理變化
中圖分類號(hào)S 476.12
煙粉虱(Bemisia tabaci)屬同翅目粉虱科,小盼虱屬,是源于亞熱帶地區(qū)的一種刺吸性害蟲(chóng)。在我國(guó)最早記錄于1949年,但是并沒(méi)有大規(guī)模危害成災(zāi)的報(bào)道。隨著新的生物型——B型煙粉虱的入侵和傳播,煙粉虱在我國(guó)許多地方大規(guī)模暴發(fā)并造成了嚴(yán)重危害,尤其對(duì)甘藍(lán)、青花菜、番茄、甜瓜、黃瓜等瓜果蔬菜和一些園林花卉作物如一品紅、菩提樹(shù)等危害最重。其危害方式主要是直接刺吸植物汁液,傳播植物病毒、分泌蜜露影響植物光合作用引發(fā)其他病害。
傳統(tǒng)的防治方式主要是化學(xué)防治,但是隨著殺蟲(chóng)劑大規(guī)模頻繁使用,煙粉虱對(duì)農(nóng)藥的抗性不斷增加,既增加了防治成本,又污染環(huán)境,影響人們的身體健康,于是尋找可替代的生物殺蟲(chóng)劑已經(jīng)刻不容緩。蟲(chóng)生真菌是生物防治的一個(gè)重要組成部分,因其容易繁殖,對(duì)環(huán)境無(wú)污染,對(duì)溫血?jiǎng)游锇踩葍?yōu)點(diǎn)引起了人們的極大興趣。關(guān)于白僵菌對(duì)煙粉虱的防治,Wraigh等已經(jīng)進(jìn)行了初步篩選研究,發(fā)現(xiàn)其對(duì)煙粉虱有較好的致病性,LC50。在50—150個(gè)/mm50。Vicentini也進(jìn)行了相應(yīng)的研究。在美國(guó)、墨西哥和中美的一些國(guó)家,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出白僵菌的可濕性粉劑和懸浮劑進(jìn)行粉虱等害蟲(chóng)的防治。但是關(guān)于白僵菌感染煙粉虱后,蟲(chóng)體組織病理變化,一直未見(jiàn)有人報(bào)道,本文從本實(shí)驗(yàn)室收藏的白僵菌中篩選了一種毒力較高的菌株一加拿大1號(hào),進(jìn)行了其感染煙粉虱后的組織病理變化研究,為白僵菌對(duì)煙粉虱的致病機(jī)理研究提供一些依據(jù)。
1材料與方法
1.1供試菌株
菌株加拿大1號(hào)為加拿大同行贈(zèng)送。用薩氏培養(yǎng)基培養(yǎng),獲得分生孢子粉,用無(wú)菌0.1%吐溫一80溶液配制成孢子懸浮液用于接種。
1.2供試蟲(chóng)源
挑選4~5片葉的嫩甘藍(lán)苗,置于溫室內(nèi)用甘藍(lán)飼養(yǎng)的煙粉虱種群中,24 h后驅(qū)逐掉所有成蟲(chóng)后取出放人(25i1)℃光照培養(yǎng)箱內(nèi),10 d后選取帶有約15頭/cm23齡煙粉虱幼蟲(chóng)的葉片待用。
1.3試蟲(chóng)處理
挑選約2 cm2的干凈甘藍(lán)葉片,以保證供試蟲(chóng)數(shù)目約30頭。在孢子含量為1.2X107個(gè)/mL。的白僵菌懸浮液中浸泡30s后,置于吸水紙上自然風(fēng)干后,放人盛有凝固的瓊脂:水=1:100的培養(yǎng)皿中。此后,每隔12 h取約10頭煙粉虱幼蟲(chóng)待用。
1.4組織切片的制備
參照王音、黃東如等方法做適當(dāng)?shù)淖儎?dòng)。樣品在包氏(Bouins)固定液(飽和苦味酸水溶液75mL,40%甲醛25mL,冰醋酸25mL)中固定24h后,分別在50%和70%的乙醇溶液中沖洗數(shù)次至蟲(chóng)體組織中的黃色完全褪去,然后保存于70%的乙醇中。經(jīng)70%~100%的梯度濃度乙醇脫水,二甲苯透明,浸蠟后進(jìn)行常規(guī)石蠟切片,厚度為8 pm,在Olympus顯微鏡下觀察照相。
1.5煙粉虱感染后外部癥狀觀察
分別以孢子含量1.2X107、1.2X106、1.2X105個(gè)/mL接種煙粉虱3齡幼蟲(chóng)各30頭。以后每天觀察煙粉虱幼蟲(chóng)存活情況以及感染真菌后蟲(chóng)體外部特征并將蟲(chóng)尸保濕培養(yǎng),直至蟲(chóng)體長(zhǎng)出白色菌絲,將菌絲挑至載玻片上進(jìn)行鏡檢確定其是否為白僵菌感染。
2結(jié)果與分析
2.1煙粉虱感染白僵菌后的外部癥狀觀察
煙粉虱感染白僵菌后,在前3天內(nèi),蟲(chóng)體顏色、形狀并無(wú)明顯變化。第4天可以觀察到感染的煙粉虱蟲(chóng)體變?yōu)榭捎萌庋壑苯优c健康蟲(chóng)體區(qū)分的紅褐色,與Wraight等觀察結(jié)果相吻合,但形狀仍為扁橢圓狀,無(wú)明顯變化。在濕度較低的條件下,蟲(chóng)體慢慢變?yōu)楦稍锏谋馄綘睿瑴\黃色。若將其轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上保濕,兩天后可見(jiàn)到白色菌絲長(zhǎng)出。一般為腹部?jī)蓚?cè)最先長(zhǎng)出菌絲,而頭部和尾部菌絲較少。若繼續(xù)培養(yǎng)可得到白僵菌的分生孢子。
2.2白僵菌入侵煙粉虱若蟲(chóng)過(guò)程及組織病理變化
白僵菌接種到3齡煙粉虱幼蟲(chóng)體表10h后就能萌發(fā)(另文發(fā)表)。36 h后,真菌即能人侵到蟲(chóng)體內(nèi),并在表皮下產(chǎn)生芽生孢子,體壁與內(nèi)部組織間出現(xiàn)間隙,同時(shí)內(nèi)部組織附近也開(kāi)始出現(xiàn)芽生孢子(圖1a)。在48 h時(shí),表皮下的芽生孢子生長(zhǎng)為菌絲段并向體內(nèi)各個(gè)組織器官入侵(圖1b)。96 h時(shí)蟲(chóng)體顏色發(fā)生明顯的變化,菌絲在體內(nèi)大量增加(圖1c),肌肉等組織器官的邊界已經(jīng)變得模糊不清,脂肪體內(nèi)出現(xiàn)菌絲段(圖1d),表皮下出現(xiàn)向外生長(zhǎng)的菌絲(圖1e)。在120 h時(shí)菌絲就能成功的突破表皮向外生長(zhǎng)(圖1f),隨著量的增大,可能進(jìn)行再次侵染。
通過(guò)接菌不同時(shí)間的組織切片觀察表明:若蟲(chóng)體表附著孢子萌發(fā)后產(chǎn)生定向生長(zhǎng)的芽管,然后入侵到表皮內(nèi)部,在表皮下面產(chǎn)生芽生孢子。隨著時(shí)間延長(zhǎng),芽生孢子量增多,芽生孢子萌發(fā)為菌絲。菌絲對(duì)寄主組織的侵染通常沒(méi)有選擇性,部分菌絲可以沿表皮生長(zhǎng),而進(jìn)入血腔的菌絲通常就在血腔中繁殖,然后逐步入侵到各個(gè)組織器官中,受到侵染的組織逐步發(fā)生病變,使昆蟲(chóng)解體死亡。
3討論
孢子附著到昆蟲(chóng)體表后,孢子的萌發(fā)率以及芽管的生長(zhǎng)速率在一定程度上決定著真菌入侵成功與否。James研究表明,煙粉虱表皮內(nèi)的脂類物質(zhì)對(duì)白僵菌的萌發(fā)有一定的抑制作用。作者觀察到孢子接種后10h就在體表附著并且萌發(fā),芽管向表皮定向生長(zhǎng),表明白僵菌此時(shí)已經(jīng)打破了表皮脂類物質(zhì)對(duì)白僵菌萌發(fā)的抑制作用,成功地附著于體表;并且24h后就能觀察到表皮下面產(chǎn)生芽生孢子,說(shuō)明白僵菌已經(jīng)成功地突破表皮入侵。而有的白僵菌株系對(duì)煙粉虱的毒力非常低,甚至沒(méi)有致病性,在接種后沒(méi)有看到孢子在蟲(chóng)體上萌發(fā),可能與表皮的脂類物質(zhì)對(duì)白僵菌孢子萌發(fā)的抑制作用,或者與白僵菌孢子的附著能力及萌發(fā)率有關(guān)。
研究發(fā)現(xiàn)白僵菌侵染煙粉虱的主要途徑是表皮侵染,發(fā)生體色改變是由于在侵染過(guò)程中真菌產(chǎn)生了卵孢素,但是卵孢素的功能及其作用機(jī)理還需要進(jìn)一步研究。組織病理變化的觀察表明,發(fā)生體色改變時(shí),菌絲在蟲(chóng)體內(nèi)部已經(jīng)大量繁殖,蟲(chóng)體大部分組織(肌肉、脂肪體)已經(jīng)發(fā)生病變,說(shuō)明蟲(chóng)體已經(jīng)開(kāi)始解離死亡。