金龟子绿僵菌与4种植物源农药的相容性研究

王定锋，李良德，李慧玲，张 辉，吴光远

(福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福安 355015)



金龟子绿僵菌与4种植物源农药的相容性研究

王定锋，李良德，李慧玲，张 辉，吴光远*

(福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福安 355015)

为了明确杀虫真菌绿僵菌与常用的植物源农药之间的相容性，本研究测定了4种植物源农药(苦参碱、鱼藤酮、印楝素和除虫菊素)对绿僵菌Ma41孢子萌发、菌丝生长及产孢量的影响。试验结果表明：除虫菊素与绿僵菌的相容性最好，虽然在常用浓度下，对孢子萌发抑制率和产孢量抑制率分别为51.95%和44.50%，但在亚致死浓度和次亚致死浓度下，对孢子萌发、菌丝生长和产孢的抑制作用都较弱。苦参碱与绿僵菌也有较好的相容性，虽然在常用浓度和亚致死浓度下，对绿僵菌产孢的抑制率达66.08%和55.84%，但在3种试验浓度下，其对孢子萌发和菌丝生长的抑制作用都较小。此外，鱼藤酮和印楝素与绿僵菌的相容性差。

金龟子绿僵菌；植物源农药；除虫菊素；苦参碱；相容性

绿僵菌Metarhizium spp.是丝孢类生防真菌的典型代表，能寄生200多种昆虫、螨类及线虫，且具有分布广、易于人工培养等优点，已被用于防治多种农林害虫[1-2]。据农向群等[3]报道，近40年来已有包括粉剂、可湿性粉剂、乳油、油悬浮剂和超低容量剂等不同剂型在内的83个绿僵菌产品在13个国家或地区获得注册，在多种农林害虫的生物防治上发挥了积极的作用。尽管如此，与其它昆虫病原真菌一样，绿僵菌也存在杀虫速度较慢、易受环境影响和田间防效不稳定等缺点[4]，限制了其在生产上大规模推广应用。为了解决这难题，许多研究者开展了绿僵菌与化学杀虫剂[5-10]和植物源农药(印楝素和苦参碱)[11]的相容性研究，并明确了绿僵菌与化学农药或植物源农药混用，对靶标害虫具有协同作用[10-13]。尽管如此，当前对其它植物源农药与绿僵菌相容性的研究还未见报道，且不同绿僵菌菌株与植物源农药的相容性可能存在差异。为明确本实验室保存的一株对鞘翅目昆虫高毒力的金龟子绿僵菌Ma41菌株和植物源农药的混用可能性，我们开展了金龟子绿僵菌与4种植物源农药(苦参碱、鱼藤酮、印楝素和除虫菊素)的相容性研究，旨在为将来协同利用金龟子绿僵菌与这4种植物源农药防治农林害虫提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae Ma41菌株，分离至鞘翅目昆虫，对茶丽纹象甲具有较强的杀虫活性。该菌株用萨氏培养基试管斜面保存于实验室4℃冰箱中。

1.2 培养基及孢子萌发液

萨氏培养基(SDAY)：4%葡萄糖、1%酵母、1%蛋白胨、2%琼脂，pH 7.0。高压灭菌锅121℃灭菌20 min。

孢子萌发液：2%蔗糖、0.5%蛋白胨，0.05%吐温-80。灭菌条件同SDAY培养基。

1.3 供试农药

供试的4种植物源农药相关信息见表1。

农药浓度配制的方法如下：以产品说明书推荐的浓度为常规浓度、0.2倍推荐浓度为亚致死浓度、0.1倍推荐浓度为次亚致死浓度。在超净工作台中，按以上浓度相应配制。

表1 4种供试植物源农药的相关信息

1.4 4种植物源农药对绿僵菌Ma41孢子萌发的影响

绿僵菌接入萨氏培养基上培养14 d，然后刮取绿僵菌的孢子于孢子萌发液(含0.05%吐温-80)中，磁力搅拌器搅拌混匀，并将孢子悬液浓度调至2.4×107孢子·mL-1。孢子悬浮液中定量加入不同种类和浓度的供试农药，形成相应的含药孢子悬液，并置于25℃，130 r·min-1振荡培养14 h，然后显微镜镜检孢子萌发情况。用以下公式算出孢子萌发抑制率[7,14]，每处理3次重复，以未加农药的孢悬液做对照(CK)。孢子萌发抑制率(%)=(对照组孢子萌发数-处理组孢子萌发数)/对照组孢子萌发数×100。

1.5 4种植物源农药对绿僵菌Ma41菌丝生长的影响

高温灭菌好的SDAY培养基冷却到50℃左右，往培养基中定量加入相应的农药、摇匀，然后倒入直径为9 cm的平板中，制成不同浓度的含药培养基平板。参照王定锋等[15]滤纸圆片接菌法和培养方法，先用0.05%Tween-80溶液将绿僵菌孢子粉配成 1×107孢子·mL-1的孢子悬液，并用直径6 mm的滤纸圆片接种于含药的SDAY平板中，25℃，12 h光照/12 h黑暗下培养。培养至第10 d，利用十字交叉法测定菌落直径。每处理3次重复，以未加农药的SDAY培养基上菌落直径作为对照。采用下面公式计算菌丝生长抑制率： 菌丝生长抑制率(%)=(对照组菌落直径-处理组菌落直径)/对照组菌落直径×100。

1.6 4种植物源农药对绿僵菌Ma41产孢的影响

用步骤1.5中各平板培养基的培养绿僵菌菌株，用6 mm打孔器于培养15 d的绿僵菌菌落中心至边缘1/2处随机打取3个菌块，置于装有30 mL 0.05%吐温-80溶液的三角瓶(50 mL)中，磁力搅拌器搅拌充分后，通过血球计数板检测孢子浓度，算出相应的产孢量。产孢抑制率计算公式如下：产孢抑制率(%)=(对照组产孢量-处理组产孢量)/对照组产孢量×100。

1.7 统计分析

试验数据利用SPSS17.0软件进行分析，用邓肯氏新复极差法检验不同农药间以及同种农药的不同浓度处理下的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 4种植物源农药对绿僵菌Ma41孢子萌发的影响

绿僵菌Ma41孢子萌发受4种植物源农药及不同浓度处理的结果见表2。在不同处理浓度下，4种植物源农药对绿僵菌孢子萌发都具有不同程度的抑制作用。在常用浓度下，4种植物源农药对绿僵菌孢子的萌发都具有较强的抑制效果，抑制率35.77%～52.27%。在亚致死剂量浓度下，4种植物源农药对绿僵菌孢子萌发的抑制作用较常用浓度减轻，抑制率10.66%～25.63%。在次亚致死剂量浓度下，4种植物源农药对绿僵菌孢子萌发的抑制作用都较小，其中除虫菊素对绿僵菌孢子萌发作用最小，抑制率为3.75%。同一种农药对绿僵菌孢子萌发的抑制作用，随着农药浓度的下降呈下降趋势。

表2 4种植物源农药及不同处理浓度对绿僵菌Ma41孢子萌发的影响

注：表中数据为平均值±标准差。表中大写字母表示在同一浓度下几种农药间的差异显著性(P<0.05)，小写字母表示同一种农药不同浓度间的差异显著性(P<0.05)。下同。

Note: Data are mean±SD, and those followed by different capital letters are significantly different at 0.05 level among tested pesticides at same concentration, while different lowercase letters indicate significantly differences at 0.05 level. Same for following tables.

2.2 4种植物源农药对绿僵菌Ma41菌丝生长的影响

从表3可以看出，在常用浓度下，4种植物源农药对绿僵菌Ma41菌丝生长都有较强的抑制作用，抑制率为18.18%～52.07%，抑制率效果为印楝素>鱼藤酮>除虫菊素>苦参碱。在亚致死浓度下，除了苦参碱对绿僵菌菌丝的生长存在轻微抑制作用外，其它3种植物源农药都对绿僵菌菌丝生长存在较强的抑制作用。在次亚致死浓度下，苦参碱和除虫菊素对绿僵菌菌丝生长的抑制作用都轻微，但鱼藤酮和印楝素对绿僵菌菌丝生长都具有较强的抑制作用。同一种农药对绿僵菌菌丝生长的抑制作用，随着农药浓度的下降呈下降趋势。

表3 4种植物源农药及不同浓度对绿僵菌Ma41菌丝生长的影响

2.3 4种植物源农药对绿僵菌Ma41产孢量的影响

由表4可以看出，4种植物源农药对绿僵菌Ma41产孢量的影响因供试农药种类和处理浓度的不同而不同。根据产孢抑制率，在常用浓度下，4种植物源农药(苦参碱、鱼藤酮、印楝素和除虫菊素)对绿僵菌产孢量都具有较明显的抑制作用，抑制率44.50%～85.99%。在亚致死剂量和次亚致死剂量下，除了除虫菊素对绿僵菌产孢抑制作用相对较小外，其余3个植物源农药对绿僵菌产孢都还存在较强的抑制作用。同一种农药对绿僵菌产孢抑制作用，随着农药浓度的下降呈下降趋势。

表4 4种植物源农药及不同浓度对绿僵菌Ma41产孢量的影响

3 讨论

绿僵菌是一种研究和应用最多的昆虫病原真菌之一，从1880年首次利用绿僵菌大面积防治奥地利塞丽金龟子Anisoplia austriaca取得成功以来[16]，其已在多种农林害虫防治中发挥重要作用[1,16]。但与其它昆虫病原真菌一样，绿僵菌也存在杀虫速度较慢，容易受环境因子影响的弊端，限制了其田间的使用效果。前期研究发现昆虫病原真菌与相容性良好的农药搭配使用既可以提高防治效果，又可在一定程度上降低农药用量[9-13]。但菌药混用的前提是备选的农药与昆虫病原真菌必须有较好的相容性。许多研究表明，农药与昆虫病原真菌相容性尚无简单的规律可循[16-17]，且不断有大量的新农药被推向市场。因此在开展昆虫病原真菌与农药混用前，有必要开展菌-药相容性试验，这样才能做到不盲目混用，有的放矢。

植物源农药具有高效、低毒、低残留等特点，对环境友好、害虫不易产生抗药性且对非靶标生物安全，是当前农林害虫综合防治(IPM)体系中不可或缺的重要组成部分。如何充分利用植物源农药和绿僵菌这2种优良生防制剂来协调防治害虫，具有重要的生产实践意义。我们的研究结果表明绿僵菌与除虫菊素和苦参碱的相容性较好，但与鱼藤酮和印楝素的相容性却很差。高书晶等[11]研究表明杀蝗绿僵菌与印楝素和苦参碱混用具有协调致死效果。而王定锋等[15]研究发现球孢白僵菌与苦参碱和苦皮藤素的相容性较好，而与印楝素和藜芦碱相容性差。这些结果也进一步验证了农药与昆虫病原真菌相容性尚无简单的规律可循的观点[17-18]。所以，在开展绿僵菌与植物源农药混用前，非常有必要先对两者的相容性进行初步研究。

孢子萌发、菌丝生长和产孢是昆虫病原真菌生活史中的3个主要阶段。因此，要较全面地评价某种农药与昆虫病原真菌的相容性需综合考察农药对昆虫病原真菌孢子萌发、菌丝生长和产孢的影响，而该方法也被越来越多的研究者所采用[7,14,16]。本研究开展4种植物源农药与绿僵菌相容性试验时，也综合考虑了植物源农药对绿僵菌孢子萌发、菌丝生长和产孢量3个方面的影响，以便全面地阐明绿僵菌与4种植物源农药的相容性。此外，本研究表明植物源农药对绿僵菌孢子萌发、菌丝生长和产孢量三者之间的抑制作用，不存在明显的规律。这与张英财等[7]对绿僵菌与18种化学农药的相容性研究和念晓歌等[14]对玫烟色棒束孢和13种常用农药的相容性研究得到的结果较一致。

[1]蒲蛰龙，李增智．昆虫真菌学[M]．合肥：安徽科学技术出版社，1996：362-434.

[2]Faria M R, Wraight S P. Mycoinsecticides and Mycoacaricides: A comprehensive list with worldwide coverage and international classification of formulation types [J]. Biological Control, 2008,43(3):237-256.

[3]农向群，张英财，王以燕.国内外杀虫绿僵菌制剂的登记现状与剂型技术进展[J].植物保护学报，2015,42(5):702-714.

[4]Bogo M R, Rota C A, Pinto H, et al. A chitinase encoding gene (chit1 gene) from the entomopathogen Metarhizium anisopliae: isolation and characterization of genomic and full-length cDNA [J]. Current Microbiology, 1998,37(4):221-225.

[5]宋漳.化学杀虫剂对绿僵菌的影响及菌药混用研究[J].福建林学院学报,2001,21(4):308-311.

[6]许寿涛, 应盛华，冯明光.十种常用农药与绿僵菌的生物学相容性[J].植物保护学报，2002,29(2):158-162.

[7]张英财，农向群，张泽华，等.18种化学农药与绿僵菌相容性研究[J].中国生物防治学报，2012，28(2)186-191.

[8]熊琦，王旭 ，朱永敏，等. 七种化学杀虫剂与绿僵菌TST05菌株的相容性研究[J]. 植物保护，2012, 38(3)：108-112.

[9]秦长生,徐金柱,谢鹏辉，等.绿僵菌相容性杀虫剂筛选及混用防治椰心叶甲[J].华南农业大学学报，2008,29(2):44-46.

[10]高书晶，刘爱萍，徐林波，等.金龟子绿僵菌与联苯菊酯对亚洲小车蝗协同作用的生物测定[J].农药，2009,48(11):836-837.

[11]高书晶，刘爱萍，徐林波，等.杀蝗绿僵菌与植物源农药混用对亚洲小车蝗的杀虫效果[J].农药，2010,49 (10):757-759.

[12]耿博闻，张润杰.低浓度噻嗪酮与黄绿绿僵菌对褐飞虱协同作用的生物测定[J].植物保护学报，2005，32(1):53-56.

[13]彭国雄，夏玉先.绿僵菌与高效氯氰菊酯复配对东亚飞蝗的增效作用[J].中国生物防治，2010,26(4):442-447.

[14]念晓歌，吕利华，何余容，等.13种常用农药和玫烟色棒束孢SCAU-IFCF01的相容性研究[J].中国生物防治学报，2014,30(2):210-215.

[15]王定锋，李良德，李慧玲，等.5种植物源农药与球孢白僵菌相容性研究[J].茶叶学报，2015，56(4)：244-248.

[16]Metchnikoff E. Zur lehre über Insektenkrankenheiten [J]. Zoologischer Anzeiger,1880,(3):44-47.

[17]蔡悦，张胜利，李增智.球孢白僵菌与几种化学杀虫剂和除草剂的相容性[J].中国生物防治学报，2011,27(3)：316-323.

[18]赵军，杨震元，张胜利，等．几种微胶囊适宜加工材料对球孢白僵菌分生孢子的相容性[J]．中国生物防治，2010，26(1)：40-46．

Compatibilities of Metarhizium anisopliae with Four Botanical Pesticides

WANG Ding-feng, LI Liang-de, LI Hui-ling, ZHANG Hui, WU Guang-yuan*

(Tea Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fu’an, Fujian 355015, China)

The compatibilities of Metarhizium anisopliae with 4 botanical pesticides were investigated. Impacts of matrine, tubatoxin, azadirachtin, and pyrethrin applications on the spore germination, hyphal growth, and conidia production of M. anisopliae Ma 41 were determined. The results indicated pyrethrin to be most compatible with the fungus among these pesticides. At a concentration commonly used, pyrethrin exerted an inhibition rate on the fungal conidial germination at 51.95% and that on sporulation at 44.50%. However, when the applied concentration was at a sub-lethal or low-sub-lethal level, the inhibition effects by pyrethrin on the fungal conidial germination, hyphal growth, and sporulation were not significant. Another pesticide, matrine, demonstrated a moderate compatibility with the fungus. Under a commonly applied concentration or a sub-lethal dosage, the inhibition rates on the fungal conidial germination and the sporulation by the pesticide were 66.08% and 55.84%, respectively. But, there were only slight inhibition effects on the conidial germination and hyphal growth of the fungus under the 3 concentrations tested. In contrast, tubatoxin and azadirachtin were found hardly compatible with M. anisopliae.

Metarhizium anisopliae; botanical pesticides; pyrethrin; matrine; compatibility

2016-06-27 初稿；2016-07-27 修改稿

福建省属公益类科研院所基本科研专项(2014R1012-5)；国家茶叶产业技术体系项目(CARS-23)；福建省自然科学基金项目(2015J01099)；福建省农业科学院茶叶研究所重点项目(2014-cys-02)；中国乌龙茶产业协同创新中心(培育)专项(2013-51)。

王定锋(1981-)，男，硕士，助理研究员，主要从事害虫生物防治研究。

*通讯作者：吴光远(1962-)，男，研究员，主要从事茶树植保与害虫生物防治研究。E-Mail: gywupt@163.com。

S476.12

A

2096-0220(2016)03-0153-04