-
松材线虫,原产于北美,是国际性的检疫有害生物。由该线虫引起的松材线虫病,是目前全世界最严重的林业病害之一。该病主要靠媒介昆虫传播,而松墨天牛是其主要的媒介昆虫之一。松材线虫会通过气孔进入松墨天牛体内,松墨天牛羽化后携带大量的线虫,在进行补充营养或产卵时将线虫传播到健康的松树上。因此,防治该媒介昆虫具有重大的意义。
白僵菌由于其寄主范围较广、适应性和致病性较强等特点,逐渐成为农林害虫生物防治中应用最多的虫生真菌之一[1-3]。白僵菌可寄生包括鳞翅目、鞘翅目、同翅目等15目的149科521属的700多种昆虫。白僵菌属的球孢白僵菌作为子囊菌中的虫生真菌广泛地存在于环境中。目前已有大量报道证明球孢白僵菌防治松墨天牛是完全可行的。国内也在松墨天牛白僵菌资源方面进行了一些研究,筛选出了许多高毒力菌株[4-6]。然而只有来源于松墨天牛的球孢白僵菌在松墨天牛幼虫上进行继代移植后其毒力会得到增强,而在自然界中存在着许多来源于非松墨天牛的球孢白僵菌。因此探寻一种提高来源于非松墨天牛的球孢白僵菌对松墨天牛毒力的方法在对松墨天牛的生物防治中具有重要意义。
白僵菌对寄主的入侵是酶和机械压力共同作用的结果[2],在孢子萌发和入侵时都会分泌出一系列胞外水解酶来分解昆虫表皮,包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和几丁质酶等[7-9]。张旦妮等[10]将球孢白僵菌孢子悬浮液与其蛋白酶、几丁质酶、脂肪酶液混合后对松墨天牛幼虫进行毒力测定,发现蛋白酶、几丁质酶、脂肪酶无论是对来自松墨天牛还是来自松毛虫的白僵菌的毒力均有极显著的增效作用。因此在球孢白僵菌制剂中加入酶产品作为增效剂以提高其杀虫效果,这可能为提高来源非松墨天牛的白僵菌对松墨天牛的毒力开辟一种新的途径。
-
1×105,1×106,1×107和1×108cfu/mL的孢子悬浮液对松墨天牛4龄幼虫的累计死亡率测定结果见图1。由图可以看出,从第4 d开始,不同浓度孢子悬浮液处理的天牛幼虫开始出现死亡,但累计死亡率差异不大。第5 d时,1×106,1×107和1×108 cfu/mL孢子悬浮液的累计死亡率开始快速增加,而1×105孢子悬浮液的累计死亡率增长速率较小。第10 d时,1×108 cfu/mL孢子悬浮液的累计死亡率达到100%。第13 d时,1×107孢子悬浮液的累计死亡率达到100%。当试验结束时(14 d),1×105,1×106,1×107和1×108 cfu/mL的孢子悬浮液的累计死亡率分别为26.7%、61.7%、100%、100%。所以从天牛幼虫的致死效果来讲,1×107和1×108 cfu/ml浓度要优于1×105和1×106 cfu/mL。
-
由图2可知,僵虫率随着浓度的降低而减小。1×108 cfu/mL浓度的僵虫率最高,为88.3%;其次为1×107 cfu/mL,为83.3%;僵虫率最低的是1×105 cfu/mL,为18.3%。1×108和1×107 cfu/mL浓度的僵虫率差异不显著(P>0.05),1×106和1×105 cfu/mL浓度的僵虫率差异显著(P<0.05),而1×106和1×105 cfu/mL浓度的僵虫率显著低于1×108和1×107 cfu/mL(P<0.05)。
图 2 不同浓度球孢白僵菌对松墨天牛4龄幼虫的僵虫率
Figure 2. Infection rate of B. bassiana at different concentrations on the 4th instar larvae of M. alternatus
经过对4种浓度球孢白僵菌的孢子悬浮液对松墨天牛4龄幼虫的累计死亡率和僵虫率的比较分析,1×108 cfu/ml为最佳浓度。
-
1×108cfu/mL的球孢白僵孢子悬浮液(Ⅰ型)、孢子悬浮液+酶液(Ⅱ型)、孢子悬浮液+灭活的酶液(Ⅲ型)3种液体对松墨天牛4龄幼虫的校正死亡率测定结果见表1。Ⅱ型(几)溶液处理后的幼虫第2d便开始出现死亡,而Ⅱ型(蛋),Ⅱ型(脂)分别在第3d,第4d开始死亡。第8d时,Ⅱ型(蛋)的校正死亡率首先达到100%,Ⅱ型(脂)、Ⅱ型(几)第9d校正死亡率达到100%,而Ⅰ型第10d才达到。各溶液的校正死亡率达到100%之前,当处理时间相同时,蛋白酶、脂肪酶和几丁质酶的Ⅱ型溶液的校正死亡率均大于Ⅲ型;蛋白酶和几丁质酶的Ⅱ型和Ⅲ型溶液的校正死亡率均大于Ⅰ型;而脂肪酶的Ⅱ型溶液,除第4d和Ⅰ型的校正死亡率相同均为10.0%外,校正死亡率均大于Ⅰ型。脂肪酶的Ⅲ型溶液,除第5d和Ⅰ型的校正死亡率相同均为15.5%外,校正死亡率均小于Ⅰ型。
表 1 不同酶液对松墨天牛4龄幼虫的校正死亡率
Table 1. Adjusted mortality of 4th instar larvae of M. alternatus at different enzyme solutions
液体类型
Liquid type校正死亡率/%
Adjusted mortality rate1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d 8d 9d 10d 11d 12d Ⅰ型 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 10.0±0.0 15.5±2.4 41.4±2.4 58.6±4.2 69.1±2.6 80.0±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅱ型(蛋) 0.0±0.0 0.0±0.0 8.3±2.4 16.7±2.4 36.2±2.4 56.9±6.4 79.3±4.2 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅲ型(蛋) 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 13.3±2.4 24.1±4.9 43.1±4.2 65.5±4.2 87.3±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅱ型(脂) 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 10.0±0.0 17.2±0.0 62.1±2.4 72.7±0.0 81.8±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅲ型(脂) 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 8.3±2.4 15.5±2.4 34.5±2.4 56.9±2.4 67.3±4.5 78.2±0.0 92.7±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅱ型(几) 0.0±0.0 5.0±4.1 11.7±2.4 21.7±2.4 31.0±2.4 39.7±2.4 65.5±2.4 80.0±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅲ型(几) 0.0±0.0 0.0±0.0 3.3±2.4 16.7±2.4 25.9±2.4 36.2±2.4 63.8±4.2 74.5±2.6 87.3±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 CK 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 3.3±2.4 3.3±2.4 3.3±2.4 8.3±2.4 8.3±2.4 8.3±2.4 8.3±2.4 8.3±2.4 -
由表2可知,Ⅲ型(脂)的LT50最大,为6.97 d;Ⅱ型(蛋)的LT50最小,为5.50 d。蛋白酶和几丁质酶的Ⅱ型和Ⅲ型溶液的LT50均小于Ⅰ型溶液,且差异性显著(P<0.05)。同时,蛋白酶和几丁质酶的Ⅱ型溶液的LT50也都显著地小于Ⅲ型溶液的LT50(P<0.05),表明蛋白酶和几丁质酶对球孢白僵菌的毒力都有显著的增效作用。而脂肪酶的Ⅱ型和Ⅲ型溶液的LT50与Ⅱ型溶液的LT50差异性并不显著(P>0.05),表明脂肪酶对球孢白僵菌毒力增效作用并不显著。蛋白酶的Ⅱ型溶液的LT50显著的小于几丁质酶的Ⅱ型溶液的LT50(P<0.05)。因此,蛋白酶对球孢白僵菌毒力的增效作用强于脂肪酶。
表 2 不同酶液对松墨天牛4龄幼虫的半致死时间
Table 2. LT50 of different enzyme solutions on the 4th instar larvae of M. alternatus
液体类型 毒力回归方程 相关系数r 半致死时间
LT50 ± SD /d*95%置信限度 Ⅰ型 y=-3.671+0.543x 0.972 6.76±0.12ab 6.304~7.207 Ⅱ型(蛋) y=-3.744+0.681x 0.996 5.50±0.17f 5.096~5.910 Ⅲ型(蛋) y=-4.109+0.668x 0.998 6.15±0.12de 5.742~6.561 Ⅱ型(脂) y=-3.661+0.551x 0.981 6.64±0.08bc 6.190~7.088 Ⅲ型(脂) y=-3.592+0.515x 0.998 6.97±0.15a 6.509~7.437 Ⅱ型(几) y=-2.905+0.492x 0.956 5.90±0.18e 5.429~6.381 Ⅲ型(几) y=-3.324+0.518x 0.996 6.41±0.17cd 5.948~6.874 注:表中数值表示平均值±标准差;同列数字后面的不同小写字母表示在0.05水平下差异性显著。
Note: The values in the table indicate the mean ± standard deviation; Different lowercase letters after the numbers in the same column indicate significant differences at the level of 0.05.
Determination of the Toxicity of Beauveria Bassiana and Enzyme Synergists to Monochamus alternatus Larvae
More Information-
摘要: 为了有效阻止松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)病的传播,本文通过对比不同浓度的球孢白僵菌(Beauveria bassiana)孢子悬浮液对松墨天牛(Monochamus alternatus)4龄幼虫的毒力筛选出最佳浓度,在此基础上将球孢白僵菌蛋白酶、几丁质酶、脂肪酶作为增效剂测试其对球孢白僵菌毒力的增效作用,通过对松墨天牛幼虫致死率的比较,筛选出最佳增效酶。结果表明:1×108cfu/ml的孢子悬浮液对松墨天牛4龄幼虫的毒力最高,蛋白酶液为球孢白僵菌毒力的最佳增效剂。本研究证明了在球孢白僵菌制剂中加入酶增效剂可提高杀虫效果,为防治蛀干害虫提供理论依据。Abstract: In order to effectively prevent the spread of Bursaphelenchus xylophilus disease, the toxicity of different concentrations of Beauveria Bassiana spore suspension to the 4th instar larvae of Monochamus alternatus was compared to select the optimal concentration. On this basis, Beauveria bassiana protease, chitinase and lipase were used as synergistic agents to test their synergistic effect on B. bassiana virulence, and the best synergistic enzyme was screened out by comparing the mortality rate of M. alternatus larvae. The results showed that 1×108cfu/ml spore suspension had the highest toxicity to the 4th instar larvae of B. bassiana, and protease solution was the best synergistic agent for B. bassiana toxicity. In this study, it was proved that adding enzyme synergist to B. bassiana preparation could improve the insecticidal effect and provide a theoretical basis for the control of borers.
-
表 1 不同酶液对松墨天牛4龄幼虫的校正死亡率
Tab. 1 Adjusted mortality of 4th instar larvae of M. alternatus at different enzyme solutions
液体类型
Liquid type校正死亡率/%
Adjusted mortality rate1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d 8d 9d 10d 11d 12d Ⅰ型 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 10.0±0.0 15.5±2.4 41.4±2.4 58.6±4.2 69.1±2.6 80.0±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅱ型(蛋) 0.0±0.0 0.0±0.0 8.3±2.4 16.7±2.4 36.2±2.4 56.9±6.4 79.3±4.2 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅲ型(蛋) 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 13.3±2.4 24.1±4.9 43.1±4.2 65.5±4.2 87.3±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅱ型(脂) 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 10.0±0.0 17.2±0.0 62.1±2.4 72.7±0.0 81.8±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅲ型(脂) 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 8.3±2.4 15.5±2.4 34.5±2.4 56.9±2.4 67.3±4.5 78.2±0.0 92.7±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅱ型(几) 0.0±0.0 5.0±4.1 11.7±2.4 21.7±2.4 31.0±2.4 39.7±2.4 65.5±2.4 80.0±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 Ⅲ型(几) 0.0±0.0 0.0±0.0 3.3±2.4 16.7±2.4 25.9±2.4 36.2±2.4 63.8±4.2 74.5±2.6 87.3±2.6 100.0±0.0 100.0±0.0 100.0±0.0 CK 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 3.3±2.4 3.3±2.4 3.3±2.4 8.3±2.4 8.3±2.4 8.3±2.4 8.3±2.4 8.3±2.4 表 2 不同酶液对松墨天牛4龄幼虫的半致死时间
Tab. 2 LT50 of different enzyme solutions on the 4th instar larvae of M. alternatus
液体类型 毒力回归方程 相关系数r 半致死时间
LT50 ± SD /d*95%置信限度 Ⅰ型 y=-3.671+0.543x 0.972 6.76±0.12ab 6.304~7.207 Ⅱ型(蛋) y=-3.744+0.681x 0.996 5.50±0.17f 5.096~5.910 Ⅲ型(蛋) y=-4.109+0.668x 0.998 6.15±0.12de 5.742~6.561 Ⅱ型(脂) y=-3.661+0.551x 0.981 6.64±0.08bc 6.190~7.088 Ⅲ型(脂) y=-3.592+0.515x 0.998 6.97±0.15a 6.509~7.437 Ⅱ型(几) y=-2.905+0.492x 0.956 5.90±0.18e 5.429~6.381 Ⅲ型(几) y=-3.324+0.518x 0.996 6.41±0.17cd 5.948~6.874 注:表中数值表示平均值±标准差;同列数字后面的不同小写字母表示在0.05水平下差异性显著。
Note: The values in the table indicate the mean ± standard deviation; Different lowercase letters after the numbers in the same column indicate significant differences at the level of 0.05. -
[1] 高红,张冉,万永继. 白僵菌的分类研究进展[J]. 蚕业科学,2011,37(04):730−736. [2] 季香云,杨长举. 白僵菌的致病性与应用[J]. 中国生物防治学报,2003,19(02):82−85. [3] 阙生全,喻爱林,刘亚军,等. 白僵菌应用研究进展[J]. 中国森林病虫,2019,38(02):29−35. doi: 10.3969/j.issn.1671-0886.2019.02.007 [4] 张立钦,刘军,吴鸿,等. 松墨天牛优良白僵菌菌株筛选[J]. 南京林业大学学报,2000,24(02):33−37. [5] 詹伟君,罗优波,张力斌. 松墨天牛优良球孢白僵菌菌株生物学及毒力研究[J]. 浙江农林大学学报,2013,30(01):83−89. [6] 马良进,杨毅,张立钦. 松墨天牛寄生白僵菌的优良菌株筛选[J]. 东北林业大学学报,2006,34(05):4−6. [7] 邓彩萍,马荣,闫喜中. 不同培养液和温度诱导球孢白僵菌BF菌株产酶特性的研究[J]. 新疆农业大学学报,2011,34(03):239−243. doi: 10.3969/j.issn.1007-8614.2011.03.012 [8] Hu F L, Schnidt K, Stoyanova S, et al. Radical scavengers from the entomogenous deuteromycete Beauveria amorpha[J]. Planta Med, 2002, 68(06): 64−65. [9] 曹伟平,宋健,甄伟,等. 球孢白僵菌生物学特性与其对不同昆虫侵染差异相关性分析[J]. 中国生物防治,2013,29(04):503−508. [10] 张旦妮,赵学,张媚,等. 球孢白僵菌诱导酶发酵液对其毒力的增效作用[J]. 农药学学报,2014,16(5):541−547. [11] 赵文琴,樊美珍,蔡守平,等. 不同绿僵菌、白僵菌菌株对铜绿丽金龟幼虫的毒力生物测定[J]. 生物学杂志,2005(05):45−47. [12] 陶园媛,向茂榕,刘昊泽,等. 4株天牛致病菌对川硬皮肿腿蜂的毒力测定[J]. 四川林业科技,2017,38(04):30−33. [13] 林海萍,魏锦瑜,毛胜凤,等. 球孢白僵菌蛋白酶、几丁质酶、脂肪酶活性与其毒力相关性[J]. 中国生物防治,2008,24(03):290−292. [14] 郭涵,刘柱东,孙江华. 孢悬液浓度和宿主体型大小对球孢白僵菌对松墨天牛幼虫的致病力的影响[J]. 昆虫学报,2020,63(07):835−842. [15] 林海萍,殷红福,毛胜凤,等. 球孢白僵菌经不同基质继代移殖后对松墨天牛毒力的变化[J]. 中国生物防治,2010,26(02):149−153.