昆虫病原微生物及其在蝗灾治理中的应用
发布时间：2021-04-08 04:06
本文重点介绍了蝗虫痘病毒、蝗虫微孢子虫、蝗噬虫霉、绿僵菌、白僵菌、米曲霉等的生物学特性、侵染机制、流行病学和应用潜力。蝗虫痘病毒和蝗噬虫霉分别由于生产成本过高和分生孢子在离体条件下存活时间过短而难以开发应用;蝗虫微孢子虫和绿僵菌已广泛应用到蝗灾治理中,有关绿僵菌致病机理的研究最深入全面;白僵菌也已成功应用到蝗灾治理中;介绍了一种新病原——米曲霉对飞蝗的毒力以及产孢量和耐热性等生物学特性。最后,提出蝗虫新病原微生物资源的开发、提高生产工艺水平、研发新的制剂和延长储存时间等是今后蝗虫微生物农药的发展方向。
【文章来源】：环境昆虫学报. 2020,42(03)北大核心CSCD
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
微孢子虫孢子萌发及生活史(Corradi & Keeling, 2009; Texier et al., 2010)
自然环境条件对真菌杀虫剂侵染体的影响很大,因此,在自然环境条件下开展药效试验来对杀虫效果进行评估具有重要作用,然而,蝗虫,尤其是飞蝗的栖息地不固定,加大了田间药效实验数据统计工作的难度,就此,有关专家尝试用各种办法来克服这一难题。常用方法有(Meinzingen, 2004):(1)每隔5～10 m设置面积约1 m2干净区域作实验区,在实验区放置食物、检测设备等,喷药前释放被钉住翅膀的蝗虫,喷完后将蝗虫捉回放在田间的笼中饲养、观察;(2)在实验区放置大型笼子罩住一定数量的试虫进行试验;(3)在干旱季节对实验区玉米田充分灌溉,使其生长情况明显优于周边玉米,之后将接种过绿僵菌的试虫释放到实验区玉米田中,该方法的不足之处是试虫经常被天敌吃掉而造成一定的误差;(4)在绿僵菌药剂中掺入荧光物质来区分对逃出或迁入实验区的蝗虫,同时在实验区边界处喷施驱避剂印楝油以减少蝗虫的进出,该实验方法能够保证完全在自然环境条件下开展,但成本较高。5 白僵菌Beauveria
致病型I和致病型II是目前研究最多的两类蝗噬虫霉。感染致病型I蝗噬虫霉的蝗虫,1周后即会死亡,致病型II的致死时间稍长一些(Carruthers et al., 1988; Ramoska et al., 1988; Carruthers et al., 1992)。致病型II蝗噬虫霉侵入虫体后只产生休眠孢子,待蝗虫尸体破裂后释放出落入土壤中,环境条件适宜时开始新的侵染循环(Sawyer et al., 1997)。致病型I蝗噬虫霉侵入虫体后既产生休眠孢子,又产生气生孢子,其中休眠孢子生命循环与致病型II相似,而气生孢子释放出来可直接侵染其他寄主而引起疾病流行(Nelson et al., 1982)。致病型I产生休眠孢子与气生孢子的比例与寄主龄期和温度有关,温度越高,龄期越大,产生休眠孢子的比例就越大。在被感染蝗虫体内同时检测出休眠孢子和气生孢子的现象很普遍,尤其在染病的5龄蝗蝻或者刚羽化的成虫体内(Carruthers et al., 1988)。如果外界环境条件适宜,虫体中的气生孢子在寄主死亡后数小时内即可在寄主节间膜等薄弱部位形成菌幕层,并又产生大量气生分生孢子,最终扩散到环境中,粘附到寄主体壁上的气生孢子产生牙管,开始新的侵染循环。而落在其他底物上的气生孢子,萌发后产生第二代或第三代气生孢子,待接触到寄主后再次侵染。1头死亡寄主所产生的气生孢子与其自身生物量以及环境条件有关,一般可产生数百万个孢子。若外界环境条件不适宜,气生孢子可通过自身脱水以提高抵御不良环境的能力,待环境条件好转后,脱过水的孢子在数小时内即可萌发。Carruthers等人的研究结果表明,从死亡蝗虫Camnula pellucida扩散出的致病型I蝗噬虫霉的气生孢子在不良环境下最长生存天数为26 d,平均生存天数为6 d,再萌发开始新的侵染的次数最多达13次,平均次数为3.5次(Chapman & Page, 1979; Carruthers et al., 1997)。蝗噬虫霉完成一个生命周期后,若环境条件适宜,并且寄主仍在发生,即可继续流行,且种群密度越高,流行程度越高。可见,蝗噬虫霉病的流行与环境条件以及寄主的发生情况密切相关。由于致病型II蝗噬虫霉在寄主体内只产生休眠孢子,因此该病原在一年当中多数只有一个生命周期,对蝗虫的控制作用较弱,而致病型I循环次数多,对蝗虫控制作用明显,在蝗噬虫霉病流行区检测到的多数也为致病型I蝗噬虫霉(Carruthers & Onsager, 1993)。一种病原在寄主发生区的流行程度主要与病原的特性、寄主的特性以及环境条件有关。病原的特性主要包括病原的毒力、致病力、扩散能力、抗性等。蝗噬虫霉致病力强于绿僵菌、白僵菌、痘病毒等,并且生活周期短(Carruthers et al., 1997)。孢子扩散主要包括在寄主外自身扩散和在寄主体内随寄主扩散,后者主要与寄主的生物学特性有关,比如染病飞蝗可将病原扩散到更远的地方(Carruthers et al., 1997)。蝗噬虫霉孢子自身扩散能力较弱。孢子陷阱实验结果显示,在致病型I蝗噬虫霉流行区的周边地区能捕获到的孢子数量很少,甚至捕获不到,这可能与孢子的体积和密度有关,因为同样的实验,却能捕获到更多直径较小,密度较大的其他虫霉科孢子(Carruthers et al., 1997)。土壤中蝗噬虫霉的休眠孢子扩散能力更弱,只能借助寄主及其他动物被动扩散,该领域的研究至今仍是空白。蝗噬虫霉气生分生孢子的抗逆性很弱。虽然孢子可通过自身脱水抵御不良环境,但平均抵御时间只有6 d,而未脱水的孢子在正常日光下只能存活几个小时,在避光环境下存活时间也不长,高温、低湿及强太阳辐射能很快将其杀死。此外,孢子的萌发以及对寄主的侵染对环境条件要求也很高(Bidochka et al., 1995)。Firstencel等人的研究结果显示,当感染致病型I蝗噬虫霉的蝗虫死亡时间发生在中午时,将会增加次生感染的潜力,因为新生孢子的产生将发生在晚上,避开了不良环境条件而增加了其致病力(Firstencel et al., 1990)。该实验表明致病型I蝗噬虫霉孢子的抗逆性弱。
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外蝗害治理技术现状与展望[J]. 张龙. 应用昆虫学报. 2011(04)
[2]以生物防治为主的蝗灾可持续治理新对策及其配套技术体系[J]. 张龙,严毓骅. 中国农业大学学报. 2008(03)
[3]蝗虫微孢子虫及其在蝗害治理中的作用[J]. 张龙. 生物学通报. 1999(02)
[4]我国草原蝗虫痘病毒资源调查[J]. 王丽英. 中国农业科学. 1994(04)
博士论文
[1]一种新昆虫病原真菌，Aspergillus oryzae XJ-1及其在蝗虫防治中的潜力[D]. 张鹏飞.中国农业大学 2015
本文编号：3124817
【文章来源】：环境昆虫学报. 2020,42(03)北大核心CSCD
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
微孢子虫孢子萌发及生活史(Corradi & Keeling, 2009; Texier et al., 2010)
自然环境条件对真菌杀虫剂侵染体的影响很大,因此,在自然环境条件下开展药效试验来对杀虫效果进行评估具有重要作用,然而,蝗虫,尤其是飞蝗的栖息地不固定,加大了田间药效实验数据统计工作的难度,就此,有关专家尝试用各种办法来克服这一难题。常用方法有(Meinzingen, 2004):(1)每隔5～10 m设置面积约1 m2干净区域作实验区,在实验区放置食物、检测设备等,喷药前释放被钉住翅膀的蝗虫,喷完后将蝗虫捉回放在田间的笼中饲养、观察;(2)在实验区放置大型笼子罩住一定数量的试虫进行试验;(3)在干旱季节对实验区玉米田充分灌溉,使其生长情况明显优于周边玉米,之后将接种过绿僵菌的试虫释放到实验区玉米田中,该方法的不足之处是试虫经常被天敌吃掉而造成一定的误差;(4)在绿僵菌药剂中掺入荧光物质来区分对逃出或迁入实验区的蝗虫,同时在实验区边界处喷施驱避剂印楝油以减少蝗虫的进出,该实验方法能够保证完全在自然环境条件下开展,但成本较高。5 白僵菌Beauveria
致病型I和致病型II是目前研究最多的两类蝗噬虫霉。感染致病型I蝗噬虫霉的蝗虫,1周后即会死亡,致病型II的致死时间稍长一些(Carruthers et al., 1988; Ramoska et al., 1988; Carruthers et al., 1992)。致病型II蝗噬虫霉侵入虫体后只产生休眠孢子,待蝗虫尸体破裂后释放出落入土壤中,环境条件适宜时开始新的侵染循环(Sawyer et al., 1997)。致病型I蝗噬虫霉侵入虫体后既产生休眠孢子,又产生气生孢子,其中休眠孢子生命循环与致病型II相似,而气生孢子释放出来可直接侵染其他寄主而引起疾病流行(Nelson et al., 1982)。致病型I产生休眠孢子与气生孢子的比例与寄主龄期和温度有关,温度越高,龄期越大,产生休眠孢子的比例就越大。在被感染蝗虫体内同时检测出休眠孢子和气生孢子的现象很普遍,尤其在染病的5龄蝗蝻或者刚羽化的成虫体内(Carruthers et al., 1988)。如果外界环境条件适宜,虫体中的气生孢子在寄主死亡后数小时内即可在寄主节间膜等薄弱部位形成菌幕层,并又产生大量气生分生孢子,最终扩散到环境中,粘附到寄主体壁上的气生孢子产生牙管,开始新的侵染循环。而落在其他底物上的气生孢子,萌发后产生第二代或第三代气生孢子,待接触到寄主后再次侵染。1头死亡寄主所产生的气生孢子与其自身生物量以及环境条件有关,一般可产生数百万个孢子。若外界环境条件不适宜,气生孢子可通过自身脱水以提高抵御不良环境的能力,待环境条件好转后,脱过水的孢子在数小时内即可萌发。Carruthers等人的研究结果表明,从死亡蝗虫Camnula pellucida扩散出的致病型I蝗噬虫霉的气生孢子在不良环境下最长生存天数为26 d,平均生存天数为6 d,再萌发开始新的侵染的次数最多达13次,平均次数为3.5次(Chapman & Page, 1979; Carruthers et al., 1997)。蝗噬虫霉完成一个生命周期后,若环境条件适宜,并且寄主仍在发生,即可继续流行,且种群密度越高,流行程度越高。可见,蝗噬虫霉病的流行与环境条件以及寄主的发生情况密切相关。由于致病型II蝗噬虫霉在寄主体内只产生休眠孢子,因此该病原在一年当中多数只有一个生命周期,对蝗虫的控制作用较弱,而致病型I循环次数多,对蝗虫控制作用明显,在蝗噬虫霉病流行区检测到的多数也为致病型I蝗噬虫霉(Carruthers & Onsager, 1993)。一种病原在寄主发生区的流行程度主要与病原的特性、寄主的特性以及环境条件有关。病原的特性主要包括病原的毒力、致病力、扩散能力、抗性等。蝗噬虫霉致病力强于绿僵菌、白僵菌、痘病毒等,并且生活周期短(Carruthers et al., 1997)。孢子扩散主要包括在寄主外自身扩散和在寄主体内随寄主扩散,后者主要与寄主的生物学特性有关,比如染病飞蝗可将病原扩散到更远的地方(Carruthers et al., 1997)。蝗噬虫霉孢子自身扩散能力较弱。孢子陷阱实验结果显示,在致病型I蝗噬虫霉流行区的周边地区能捕获到的孢子数量很少,甚至捕获不到,这可能与孢子的体积和密度有关,因为同样的实验,却能捕获到更多直径较小,密度较大的其他虫霉科孢子(Carruthers et al., 1997)。土壤中蝗噬虫霉的休眠孢子扩散能力更弱,只能借助寄主及其他动物被动扩散,该领域的研究至今仍是空白。蝗噬虫霉气生分生孢子的抗逆性很弱。虽然孢子可通过自身脱水抵御不良环境,但平均抵御时间只有6 d,而未脱水的孢子在正常日光下只能存活几个小时,在避光环境下存活时间也不长,高温、低湿及强太阳辐射能很快将其杀死。此外,孢子的萌发以及对寄主的侵染对环境条件要求也很高(Bidochka et al., 1995)。Firstencel等人的研究结果显示,当感染致病型I蝗噬虫霉的蝗虫死亡时间发生在中午时,将会增加次生感染的潜力,因为新生孢子的产生将发生在晚上,避开了不良环境条件而增加了其致病力(Firstencel et al., 1990)。该实验表明致病型I蝗噬虫霉孢子的抗逆性弱。
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外蝗害治理技术现状与展望[J]. 张龙. 应用昆虫学报. 2011(04)
[2]以生物防治为主的蝗灾可持续治理新对策及其配套技术体系[J]. 张龙,严毓骅. 中国农业大学学报. 2008(03)
[3]蝗虫微孢子虫及其在蝗害治理中的作用[J]. 张龙. 生物学通报. 1999(02)
[4]我国草原蝗虫痘病毒资源调查[J]. 王丽英. 中国农业科学. 1994(04)
博士论文
[1]一种新昆虫病原真菌，Aspergillus oryzae XJ-1及其在蝗虫防治中的潜力[D]. 张鹏飞.中国农业大学 2015
本文编号：3124817
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/dzwbhlw/3124817.html
