摘要 研究了29株擬青霉和1株白僵菌對小菜蛾的致病性。結(jié)果表明不同菌株對小菜蛾的致病性有明顯差異,其中玫煙色擬青霉,環(huán)鏈擬青霉和球孢白僵菌對小菜蛾感染致死效果最好。另外,分離自蟲體的擬青霉菌株對小菜蛾具有較好的致病性,而來自土壤的菌株對小菜蛾無致病性或僅具微弱致病性。環(huán)鏈擬青霉對小菜蛾的致病性與產(chǎn)孢量存在一定的相關(guān)性,與地理來源無明顯相關(guān)性。
關(guān)鍵詞 蟲生真菌;擬青霉;小菜蛾;致病性
中圖分類號 S476.12
小菜蛾[Plutella xylostella(L.)]屬鱗翅目菜蛾科,在我國南、北方均有分布,危害植物多達(dá)40種以上,是板藍(lán)根生產(chǎn)上危害最嚴(yán)重的害蟲之一,也是熱帶和亞熱帶十字花科蔬菜的重要害蟲。
對小菜蛾的防治起初采用化學(xué)農(nóng)藥,隨著化學(xué)農(nóng)藥的弊端日益凸現(xiàn),生物防治成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)。蘇云金桿菌(Bacillus thuringinensis)是當(dāng)今世界微生物農(nóng)藥殺蟲劑的首要品種。對防治玉米螟、稻苞蟲、棉鈴蟲、煙青蟲、菜青蟲等咀嚼式口器的害蟲均有顯著效果。但是,這類通過口吞噬進(jìn)入昆蟲腸道后才能發(fā)揮殺蟲效果的微生物殺蟲劑,對那些刺吸式口器的害蟲和取食量小的及鉆蛀性害蟲或昆蟲地下生活階段的防治效果就不理想。而昆蟲病原真菌通過體表接觸即能使寄主感染、發(fā)病并引起寄主昆蟲死亡,可以發(fā)揮獨(dú)到的作用。昆蟲病原真菌在昆蟲病原微生物中種類最多,約占昆蟲病原微生物種類的60%以上。在溫室栽培業(yè)蓬勃發(fā)展的今日,研究利用昆蟲病原真菌已成為害蟲微生物防治研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。有關(guān)小菜蛾的致病性研究方面,目前僅有少量關(guān)于白僵菌、綠僵菌和擬青霉等的研究報道。
環(huán)鏈擬青霉種內(nèi)各菌株間具有較豐富的遺傳多樣性,這在對線蟲和蚜蟲等的致病性上已展現(xiàn)出較好的試驗(yàn)效果。本文作者用幾種昆蟲病原真菌和不同環(huán)鏈擬青霉菌株對小菜蛾的致病性研究也獲得了較好的致病效果。
1 材料與方法
1.1 供試蟲源和植物
小菜蛾幼蟲為貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供,用試驗(yàn)田中種植的甘藍(lán)飼喂。
1.2 供試菌株
用于本研究的菌株是從土壤和罹病昆蟲上分離到的13種29株擬青霉和1株用作對照的白僵菌菌株(表1)。
1.3 孢子懸浮液的制備及產(chǎn)孢量測定
將所試菌株接種于PDA培養(yǎng)基上,26℃恒溫培養(yǎng)14 d,用滅菌的打孔器(直徑1 cm)切取帶菌的瓊脂片,并將其置于裝有玻璃珠的30 mL 0.1%吐溫一80的無菌水中,振蕩30 min,待分生孢子完全被打散均勻后,用無菌脫脂紗布過濾,獲得孢子懸浮液。用血球計數(shù)板測定孢子濃度,并計算出每菌株的產(chǎn)孢量(每菌株設(shè)3個重復(fù)),最后將孢子懸浮液濃度均稀釋為1×107個/mL。
1.4 供試菌株對小菜蛾的致病性測定
將小菜蛾2~3齡的幼蟲分別浸于配好的孢子懸浮液中。每濃度處理15頭蟲,浸漬10~20 s后放入罐頭瓶中,飼喂新鮮甘藍(lán)菜葉片,用保鮮膜將瓶口封好保持較高相對濕度,在薄膜上扎小孔通氣,置25℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng),每日檢查小菜蛾的死亡蟲數(shù)。死蟲置滅菌9 cm培養(yǎng)皿中保濕繼續(xù)培養(yǎng),鏡檢,根據(jù)死蟲上的產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)確證是否為所試菌感染。試驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行直至幼蟲化蛹成蟲結(jié)束,周期約14 d。用吐溫-80的無菌水處理小菜蛾作為對照。
2 結(jié)果與討論
2.1 感染癥狀
室內(nèi)小菜蛾幼蟲受擬青霉感染后,一般2天食欲減退,行動遲緩,處理后的第4~7天蟲體僵硬,死亡高峰出現(xiàn),不發(fā)生明顯顏色變化。25℃下保濕培養(yǎng)1~2 d后,蟲體被白色菌絲覆蓋,無孢梗束形成,與自然界感染昆蟲的特征有一定差異。粘片顯微觀察,可見白色菌絲形成的擬青霉產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)和分生孢子。
白僵菌感染小菜蛾的癥狀與擬青霉基本相同,其明顯的差異是被感染的小菜蛾死亡后的僵蟲,蟲體顏色常呈明顯的黃褐色,與自然界感染昆蟲的特征則基本相同。
2.2 供試菌株對小菜蛾的致病性差異
從圖1展示的結(jié)果可以明顯看出,在本試驗(yàn)供試的14種16株擬青霉和白僵菌中對小菜蛾致病性有顯著差異,可明顯分為3群。
第1群由常見的昆蟲病原真菌組成,對小菜蛾的致病性較強(qiáng),死亡率都分別達(dá)到了50%以上。它們由常見的昆蟲病原真菌,環(huán)鏈擬青霉SL-8菌株,玫煙色擬青霉55.01菌株,球孢白僵菌JYT-12菌株,細(xì)腳擬青霉XS-12菌株和撐擬青霉SL-46菌株等5個種組成。其中環(huán)鏈擬青霉SL.8和玫煙色擬青霉在所試條件下,效果達(dá)到了100%。
第2群由蟲生及兼性病原真菌組成,對小菜蛾的致病性較弱,其致病死亡率都在20%以下。在所包含的6個菌株中,除細(xì)腳擬青霉P4617.3、爪哇擬青霉3714.1和1株環(huán)鏈擬青霉8.02為常見的蟲生種外,其余3種為馬昆德擬青霉P20.1、淡紫擬青霉A35.1和宛氏擬青霉SGQM61-1都是兼性昆蟲病原真菌。
第3群由土生真菌組成,對小菜蛾幾乎無致病性。其中除灰綠擬青霉有報道分離自蚜蟲外,其他參試菌株,纖姿擬青霉PCA3.1、柱孢擬青霉P1.05、輪生擬青霉P49.01和肉色擬青霉XJ73.2皆為典型的土生種。
綜上試驗(yàn)結(jié)果可以看出,菌株對小菜蛾的致病性與其棲境有密切關(guān)系。其總的趨勢是它們對小菜蛾的致病性從昆蟲病原菌到兼性病原菌到土生菌明顯減弱(圖1)。雖然分離自土壤的玫煙色擬青霉對小菜蛾有較高致病性,這與它能寄生多種昆蟲,特別是常寄生蛹和在土壤中生活的幼蟲有關(guān)。
蟲生擬青霉種在害蟲生物防治中展示了令人矚目的潛力。已知白僵菌對小菜蛾有較強(qiáng)的致病性。本試驗(yàn)的結(jié)果表明,擬青霉中的玫煙色擬青霉和環(huán)鏈擬青霉對小菜蛾的致病性比白僵菌效果還好。擬青霉在小菜蛾生物防治中的應(yīng)用價值值得進(jìn)一步開發(fā)。
2.3 環(huán)鏈擬青霉不同分離株對小菜蛾的致病性差異
已有文獻(xiàn)報道,同種不同菌株的昆蟲病原真菌對寄主昆蟲的致病性有明顯差異。本試驗(yàn)用收集的16株環(huán)鏈擬青霉對小菜蛾的致病試驗(yàn)結(jié)果也表明,來自不同生境和地域的環(huán)鏈擬青霉菌株對小菜蛾的致病性表現(xiàn)出明顯差異(圖2)。
來自昆蟲的種對小菜蛾的致病性都在50%以上。一株來自土壤的環(huán)鏈擬青霉8.02其感染效果則明顯降低,其對小菜蛾的致死率<10%。其中環(huán)鏈擬青霉SL.8、SL.7、XS.1和XS.2這4個菌株的效果最好,在所試條件下達(dá)到了100%的致死率。
在本試驗(yàn)中,環(huán)鏈擬青霉的不同菌株對小菜蛾的致病性與地理來源和寄主種類之間無明顯相關(guān)性。
昆蟲病原真菌對昆蟲的致病性與自身的遺傳特性密切相關(guān)。其中產(chǎn)孢的質(zhì)和量對昆蟲的致病性有很大關(guān)系已早有報道。本試驗(yàn)中環(huán)鏈擬青霉不同菌株的產(chǎn)孢量大小與對小菜蛾的致病性也呈現(xiàn)了一定相關(guān)性(圖2)。一般的趨勢是產(chǎn)孢量大的菌株對小菜蛾的致病性也相應(yīng)較高。如XS.1、SL.7和GZZY.7菌株的產(chǎn)孢量都達(dá)到了4×108/cm2以上,尤其產(chǎn)孢量最高的XS-1菌株已接近5×107/cm2,比產(chǎn)孢量最低的XSXY-4菌株(0.45×108/cm2)高出11倍之多,其對小菜蛾的致病死亡率也都高達(dá)80%以上。但是個別菌株如XS.4、GZZY.7和ML 4的產(chǎn)孢量和致病性不呈明顯正相關(guān)。梁宗琦等在研究蛹蟲草時觀察到與侵染能力相關(guān)的孢子行為學(xué)上存在明顯差異,這在一定程度上反映了孢子的量和質(zhì)并不完全呈正相關(guān):