西花蓟马高毒力虫生真菌筛选及其生防应用潜力的研究进展

葛文超， 杜广祖， 赵永鑫， 张凌英， 户艳霞， 孙军伟， 陈 斌*

1云南农业大学植物保护学院，生物多样性研究与应用技术国家工程中心，云南 昆明 650201； 2云南省大理州烟草公司，云南 大理 671000

西花蓟马Frankliniellaoccidentalis(Pergande)属缨翅目Thysanoptera蓟马科Thripidae花蓟马属，是一种外来入侵的世界性农林害虫(吕要斌等，2004)。西花蓟马食性杂，寄主范围广，可为害60多个科 500多种植物，且寄主谱有进一步扩大的趋势(万方浩和郑小波，2005)。西花蓟马在取食和产卵过程中，不仅直接为害寄主植物，还可以传播植物病毒，对农作物的产量和品质造成严重影响(吴青君等，2005)。该虫在我国的适生区广，对农林作物的威胁巨大。

西花蓟马个体小，善于隐藏(若虫常藏匿于芽和花蕾里，蛹多生活在土壤中)，繁殖力强。根据相关报道，西花蓟马对有机磷、有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯和多杀菌素类杀虫剂等都产生了不同程度的抗药性(Bielzaetal.，2007，2008； Espinosaetal.，2002； Fatih & Irfan，2007)，为其防治造成很大困难。由于化学农药毒性高、残留量大、残效期长，污染环境，威胁人类健康(张琦等，2010； Carmelo & Vincenzo，2012)，因此，寻找高效、安全的替代方法是解决西花蓟马防治问题的有效途径。

昆虫病原真菌作为一种重要的生物杀虫剂，由于其对环境无污染，对人和动物无害，杀虫谱广、致病性强，目前在国内外广泛应用(潘志萍等，2007； 翟锦彬等，1995； 钟锋等，2009； Hosseinetal.，2015； Iwonaetal.，2016)。但是，不同病原真菌菌株之间的生物学特性以及对靶标害虫的致病力存在显著差异。本文通过整理国内外相关文献，对球孢白僵菌、金龟子绿僵菌等真菌菌株对西花蓟马成虫、若虫和蛹的致病力进行了总结(Saito & Brownbridge，2016； Seetal.，2016)，选出对西花蓟马具有高毒力的菌株，以期为利用虫生真菌防治西花蓟马提供参考。

1 防治西花蓟马的虫生真菌种类

据报道，侵染西花蓟马的昆虫病原真菌主要有5种，多为半知菌亚门Deutero-mycotina(张琦等，2010)，分别为蜡蚧轮枝菌Lecanicilliumlecanii(Zimmerman) Viegas (Vestergaardetal.，1995)、金龟子绿僵菌Metariziumanisopliae(Metschn.) Sorokīn (Azaizehetal.，2002； Svetlanaetal.，2008)、球孢白僵菌BeauveriabassianaVuill (李娟等，2015； Leeetal.，2017； Wuetal.，2014)、玫烟色拟青霉Paecilomycesfumeroseus(Bain.)(Ansarietal.，2008)和小孢新接霉Neozygitesparvispora(D.M. MacLeod & K.P. Carl) Remaud. & S. Keller (Montserratetal.，1998； Saitoetal.，1989)。近年来，关于西花蓟马虫生真菌毒力及应用研究主要为球孢白僵菌和金龟子绿僵菌。

2 虫生真菌的侵染机制

昆虫病原真菌孢子通过寄主体壁进行主动入侵感染，侵染过程中主要包括寄主识别、附着胞分化、穿透体壁、免疫拮抗及体内定殖等过程(吕丁丁等，2008； Holder & Keyhani，2005)，由多种因素共同作用导致寄主昆虫死亡(李增智，2015； 蒲蛰龙和李增智，1996)。

昆虫病原真菌分生孢子附着到昆虫体表是虫生真菌侵染寄主的重要环节，有些虫生真菌的分生孢子通过分生孢子的细胞壁与昆虫表皮上皮细胞的疏水作用进行被动附着，也有分生孢子是特异性的主动附着，即通过病原真菌诱导分泌的胞外蛋白酶作用，使分生孢子牢固黏附在昆虫体壁上(Holder & Keyhani，2005)。

分生孢子附着在虫体上后，虫生真菌即进行识别寄主，其分生孢子萌发所形成的芽管分化形成附着胞等侵染结构，借助所形成的机械压力、降解酶、代谢物质和毒素的联合作用进而穿透昆虫体壁(Charnley & Leger，1991)。蜡蚧轮枝菌穿透体壁的作用方式与上述不同，该虫生真菌的芽管没有分化形成附着孢，可以通过穿透寄主昆虫的角质层直接侵染，或在寄主表面的角质层大量定殖间接侵染(Schreiteretal.，1994)。

虫生真菌通过芽管顶端的附着胞产生的侵入钉刺破体表进入血腔，在血腔中产生的菌丝段通过芽殖大量繁殖，并伴随着分泌一系列次生代谢物质等毒素，在这些毒素的共同作用下，虫生真菌通过一系列攻击反应击溃寄主的防御系统，进而获取寄主体内的营养物质迅速繁殖，大量摄取寄主体内营养最终导致寄主死亡(Schreiteretal.，1994)。温度和湿度差异会影响菌丝生长，进而影响毒力高低。

3 西花蓟马虫生真菌高毒力菌株

评价虫生真菌菌株毒力通常用活体生测法(黄冬如等，2006)。虫生真菌对昆虫的毒力随菌株、环境条件和寄主昆虫等而不同。目前，常用的生物测定法有浸渍法和喷雾法，喷雾法较传统浸渍法可降低因浸渍接种时间差异带来的误差，对指导田间防治应用更有意义(陈斌等，2012)，一般都是从致死中浓度(LC50)、致死中时间(LT50)和死亡率3个方面来评价其对西花蓟马的致病力。

3.1 球孢白僵菌高毒力菌株

球孢白僵菌寄生范围广、致病性强、适应性强。据报道，球孢白僵菌的寄主包括750多种昆虫和10多种蜱和螨，是目前国内外研究最多、应用最广的昆虫病原真菌(李增智等，2011； 蒲蛰龙和李增智，1996； Buttetal.，2002)。

李娟等(2015)在孢悬液浓度1.0×107个·mL-1条件下测定了191株不同地理来源的球孢白僵菌对西花蓟马初羽成虫的毒力，筛选出61株高毒力的菌株，其LT50均小于4.1 d，10 d后61株球孢白僵菌的累积校正死亡率均在90%以上，而空白对照的试虫在10 d的自然死亡率仅为15%，大多数处理中的试虫均在3～5 d达到死亡高峰。

袁盛勇等(2011a,2011b)测定球孢白僵菌MZ050724菌株和MZ041016菌株对西花蓟马成、若虫毒力，2株菌株孢子浓度均为相同的4个浓度梯度(3.6×105、3.6×106、3.6×107和3.6×108个·mL-1)。结果表明，MZ050724菌株在4个质量浓度下对西花蓟马成、若虫的毒力均在50%以上，最高死亡率分别达87.21%、93.13%，LT50分别为4.84、5.00 d；而MZ041016菌株对成、若虫的最高死亡率分别为82.31%、87.21%，LT50分别为5.39、5.09 d。2株菌株对西花蓟马毒力差异的原因可能与菌株的寄主不同有关(Yvonne & Annette，2016)。

李银平等(2013)在孢悬液浓度2.0×107个·mL-1条件下从33株球孢白僵菌中筛选出了4株对西花蓟马成虫高毒力的菌株——球孢白僵菌 N-5、SZ-26、SZ-22和SZ-15，其LT50分别为3.822、4.171、4.538和4.742 d，累积校正死亡率均在90%以上。

王静等(2011)在5个不同孢子浓度下(1.0×104、1.0×105、1.0×106、1.0×107和1.0×108个·mL-1)开展了白僵菌对西花蓟马若虫的致病力和对巴氏钝绥螨的影响的研究。结果表明，供试菌株对西花蓟马若虫均有致病性，校正死亡率为18.33%～100%，其中菌株TL-7、SZ-15和RSB在1×108个·mL-1孢子浓度下的致死率分别为90.8%、92.5%和100%；LT50分别为3.844、3.342和2.383 d，显示出较高的毒力效果。

王雅卉等(2011)在4个不同孢子浓度下(1.0×106、1.0×107、1.0×108和1.0×109个·mL-1)研究了球孢白僵菌对西花蓟马成虫的毒力及体表侵染特性。发现球孢白僵菌CYT4菌株对西花蓟马成虫的致死率随时间的增加而增加，接菌处理第6天时，试虫的累积校正死亡率分别为83.57%、66.08%、49.78%和20.22%。

球孢白僵菌不同分离株对西花蓟马的毒力也不同，陈斌等(2012)研究发现，球孢白僵菌菌株BbKM030716、BbJS080625、BbQJ031121和BbXW060615这4个菌株的地理来源和寄主来源都不相同，在孢子浓度为1.25×105个·mL-1条件下BbKM030716菌株、BbJS080625菌株的LT50分别为5.64、9.81 d，这2个菌株在相同浓度条件下的LT50相差较大。实验是在室内25 ℃条件下进行的，因此可排除温度这一因素(刘银泉等，2000； 张素华等，2009)，其原因可能是由于菌株的地理来源和寄主来源不同(单乐天和冯明光，2006； Fadietal.，2015； Montserratetal.，1998)。对上述总结的高毒力球孢白僵菌菌株见表1。

3.2 金龟子绿僵菌高毒力菌株

金龟子绿僵菌是常用的广谱性昆虫寄生真菌，普遍存在于世界各地的土壤中。据报道，金龟子绿僵菌的寄主包括200多种昆虫，此外有部分线虫和螨类(何学友等，2011)。目前，正在使用金龟子绿僵菌防治的害虫包括甲虫、白蚁、沫蝉、蝗虫、褐飞虱Nilaparvatalugens(Stal)、小菜蛾Plutellaxylostella(L.)、椰心叶甲Brontispalongissima(Gestro) 、红火蚁SolenopsisinvictaBuren、马铃薯块茎蛾Phthorimaeaoperculella和西花蓟马等(王磊等，2018； 徐超和章应华，2017； 郑亚强等，2016； Ansarietal.，2008； Azaizehetal.，2002； Svetlanaetal.，2008； Vestergaardetal.，1995； Zimmermann，1993)。该菌绿色无污染，对人畜无害，是一种有效的生防真菌(王鹏等，2010)。

目前，金龟子绿僵菌对西花蓟马的生防研究主要集中于国外。Vestergaardetal. (1995)采用浸渍生测法，在1.0×107个·mL-1孢子浓度下，接种后7 d，金龟子绿僵菌275菌株对西花蓟马成虫的致死率可达到94%以上，LT50为3.0 d。

Azaizehetal. (2002)在5.0×107孢子·mL-1浓度下，在温室内连续3个季节对金龟子绿僵菌M.a-7进行了研究。结果表明，喷施M.a-7菌液均可显著降低西花蓟马的种群密度。

Ansarietal. (2008)开展了昆虫病原真菌在植物生长介质中对西花蓟马土壤生活期的影响，结果表明，接种后11 d，2株金龟子绿僵菌菌株V275和ERL700的效果最好，可使西花蓟马若虫和蛹的死亡率达到85%～96%。2株金龟子绿僵菌的毒力均高于化学杀虫剂氟虫腈，造成该结果的原因可能是西花蓟马预蛹或蛹更易受真菌感染。

Svetlanaetal. (2008)研究了接种单一和混合真菌对西花蓟马致病力，在3个不同孢子浓度下(1.25×106、2.5×106和5.0×106个·mL-1)金龟子绿僵菌ERL-49菌株对西花蓟马若虫的致死率随浓度的增加而增加。在孢子浓度为2.5×106个·mL-1时，金龟子绿僵菌ERL-49菌株与拮抗真菌绿色木霉混合使用造成的累积死亡率高于单独使用金龟子绿僵菌ERL-49菌株。而在孢子浓度为5.0×106个·mL-1时，二者混合使用造成的累积死亡率低于单独使用金龟子绿僵菌ERL-49菌株。对上述总结的高毒力金龟子绿僵菌菌株见表2。

表1 对西花蓟马高毒力的球孢白僵菌菌株Table 1 The highly virulent strains of B. bassiana against F. occidentalis

续表1

菌株Strain采集地Site寄主Host虫态Stage生测方法Bioassay method 参考文献ReferenceSDDZ-2山东德州 Dezhou, Shandong亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping 李娟等,2015 SDDZ-8山东德州 Dezhou, Shandong亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping 李娟等,2015SDDZ-13山东德州 Dezhou, Shandong亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping 李娟等,2015 SDDZ-14山东德州 Dezhou, Shandong亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping 李娟等,2015 SDDZ-20山东德州 Dezhou, Shandong亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping 李娟等,2015 SDDZ-21山东德州 Dezhou, Shandong亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping 李娟等,2015 XJWLMQ-32新疆乌鲁木齐 Urumchi, Xinjiang亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping 李娟等,2015 XJWLMQ-36新疆乌鲁木齐 Urumchi, Xinjiang亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping李娟等,2015 XJWLMQ-41新疆乌鲁木齐 Urumchi, Xinjiang亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping 李娟等,2015 XJWLMQ-49新疆乌鲁木齐 Urumchi, Xinjiang亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping 李娟等,2015 MZ050724云南蒙自 Mengzi, Yunnan银纹夜蛾 Argyrogramma agnata成虫、若虫 Adult, larva浸渍法 Dipping袁盛勇等,2011aN-5吉林农安 Nongan, Jilin亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping李银平等,2013SZ-26辽宁绥中 Suizhong, Liaoning亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping李银平等,2013;Wu et al.,2017SZ-22辽宁绥中 Suizhong, Liaoning亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping李银平等,2013SZ-15辽宁绥中 Suizhong, Liaoning亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis成虫 Adult浸渍法 Dipping王静等,2011;李银平等,2013TL-7辽宁铁岭 Tieling, Liaoning亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis若虫 Larva浸渍法 Dipping王静等,2011RSB北京 Beijing二化螟 Chilo suppressalis若虫 Larva浸渍法 Dipping王静等,2011NA-2吉林农安 Nongan, Jilin亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis若虫 Larva浸渍法 Dipping王静等,2011CYT4山东烟台 Yantai, Shandong草履蚧 Drosicha corpulenta成虫 Adult喷雾法 Spraying王雅卉等,2011BbKM030716云南昆明 Kunming, Yunnan桃蚜 Myzus persicae成虫 Adult喷雾法 Spraying陈斌等,2012BbJS080625云南建水 Jianshui, Yunnan甘薯小象甲 Cylas formicarius 成虫 Adult喷雾法 Spraying陈斌等,2012BbQJ031121云南曲靖 Qujing, Yunnan果蝇 Drosophila sp.成虫 Adult喷雾法 Spraying陈斌等,2012BbXW060615云南宣威 Xuanwei, Yunnan马铃薯块茎蛾 Phthorimaea operculella成虫 Adult喷雾法 Spraying袁盛勇等,2010MZ060812云南蒙自 Mengzi, Yunnan银纹夜蛾 Argyorgramma agnata成虫、若虫 Adult, larva浸渍法 Dipping袁盛勇等,2010MZ041016云南蒙自 Mengzi, Yunnan菜青虫 Pieris rapae成虫、若虫 Adult, larva浸渍法 Dipping袁盛勇等,2011b

表2 对西花蓟马高毒力的金龟子绿僵菌菌株Table 2 The highly virulent strains of M. anisopliae against F. occidentalis

3.3 蜡蚧轮枝菌高毒力菌株

蜡蚧轮枝菌属寄主范围广泛，可寄生蚜虫、蚧类、蓟马等多种昆虫(Vestergaardetal.，1995)。

目前，针对蜡蚧轮枝菌对西花蓟马的研究报道国内外均较少。Vestergaardetal.(1995)利用丝孢属真菌蜡蚧轮枝菌和金龟子绿僵菌对西花蓟马的致病性进行了研究，结果显示，在接种后7 d，蜡蚧轮枝菌VL4菌株对西花蓟马若虫的累积死亡率仅为36.8%，LT50为8.8 d(表3)。其毒力相对于其他真菌较低，可能是由于蜡蚧轮枝菌穿透昆虫体壁的作用方式与其他真菌不同(Schreiteretal.，1994)。

3.4 玫烟色棒束孢高毒力菌株

玫烟色棒束孢原名玫烟色拟青霉，具有较强的生态适应能力，寄主范围广，可寄生40多种昆虫，对同翅目蚜虫、粉虱等刺吸式口器害虫具有很强的致病力(黄振等，2006)。

目前，国内还未见有关玫烟色棒束孢对西花蓟马影响的研究。Ansarietal.(2008)研究发现，玫烟色棒束孢菌株CLO 55和P34在接种后11 d，对西花蓟马若虫的累积死亡率为63%～75%(表3)。

表3 对西花蓟马高毒力的蜡蚧轮枝菌菌株和玫烟色棒束孢菌株Table 3 The highly virulent strains of L. lecanii and P. fumeroseus against F. occidentalis

4 昆虫病原真菌的应用及展望

不同虫生真菌菌株对西花蓟马的LC50和LT50造成差异原因可能与菌株的地理来源和寄主来源(Mohsenetal.，2015； Muzammil & Shoaib，2016; Pilzetal.，2007)、温度和湿度(崔璟辉等，2012； 孙鲁娟等，2001； Heetal.，2005)、供试西花蓟马虫源采集地、生物测定方法(雷妍圆等，2010)、侵染机制(Vestergaardetal.，1995)等有关。如Vestergaardetal. (1995)在同一个实验中分别用蜡蚧轮枝菌和金龟子绿僵菌对西花蓟马进行生物测定，处理后7 d，金龟子绿僵菌对西花蓟马的致死率可达94%以上，而蜡蚧轮枝菌只有20%～70%，这种侵染机制的差异可能是其毒力较低的原因之一。

目前，虫生真菌菌株的筛选都是在室内条件下进行，筛选出的高毒力菌株在室内条件下对西花蓟马成虫、若虫及蛹都具有较高的毒力，但在自然条件下感染的西花蓟马罹病虫体很少，只有少数虫生真菌菌株应用于大田试验。关于其他真菌在田间自然条件下的侵染致病情况还有待进一步研究(Mercyetal.，2016)。

近些年来，昆虫病原真菌作为生物杀虫剂被广泛用来防治各种害虫(Sahayaraj & Karthick，2008)，防效较好的真菌菌株已进行工厂化生产及专利申请(Faria & Wraight，2007)，如球孢白僵菌(Botani Gard®，Mycotrol®和Beauverin®)、布氏白僵菌(Betel®)、蜡蚧轮枝菌(Vertalec®)、金龟子绿僵菌(Met52®，Bio-Catch-M®and Green Muscle®)、黄绿绿僵菌(Biogreen®)、玫烟色棒束孢(Preferal®and Priority®)等。

王海鸿等(2014)对球孢白僵菌菌株GZGY-1-3、SCWJ-2已申请专利。在高温42～46 ℃的大棚环境中，这2种菌株侵染率高，致病力强，对西花蓟马2日龄成虫8 d内的累积死亡率达84.3%和89%，LT50分别为4.17、4.14 d；产孢量高，分别为3.87×108、3.82×108个孢子·cm-2；耐热性好，45 ℃处理2 h后，相对萌发率仍然高达60.6%和79.4%。2种菌株的各项综合指标表现良好，可以有效防治蔬菜、花卉大棚中的西花蓟马。

Svetlanaetal.(2008)在研究中发现，金龟子绿僵菌与拮抗真菌绿色木霉Trichodermaviride混合使用可显著提高其对西花蓟马若虫的致死率，二者混合可作为广谱杀虫真菌剂。

此外，虫生真菌对西花蓟马的天敌捕食螨类无毒力，虫生真菌的分生孢子能在其体表附着和萌发，但不能穿透体壁，无法完成侵染(Wuetal.，2016)。王静(2011)开展了球孢白僵菌RSB与巴氏钝绥螨NeoseiulusbarkeriHughes对西花蓟马的联合作用及高效诱虫板的应用研究，结果显示，在日光温室与温室大棚试验中两者联合施用对西花蓟马的防治效果高于单独施用其中一种。吴圣勇(2014)开展了对白僵菌、巴氏新小绥螨和西花蓟马的互作关系研究，结果与王静(2011)的研究结果基本相同，研究进一步表明，在温室中同时联合应用球孢白僵菌SZ-26和捕食螨，对西花蓟马的防治无增效作用，但间隔联合应用具有明显的增效作用。

当前，化学防治仍是害虫防治中的主要方法，这种防治方法造成的环境污染已引起了世人的广泛关注。我国每年因农药残留超标影响出口的损失高达1000亿元以上，农药的大量及其不合理使用严重为害人畜健康并污染水资源体系，且造成害虫的抗药性越来越高(王利军等，2010)。为解决当前农药大量使用带来的各种问题，使用生物农药是一种重要的途径，也为虫生真菌的研究提供了条件。然而，虫生真菌生物多样性丰富，不同种类的虫生真菌对不同种类害虫的毒力不同，因此，加强对西花蓟马虫生真菌种类及高毒力菌株的筛选研究，仍是西花蓟马虫生真菌开发利用的基础。