感染油桐鹰尺蠖幼虫的优良白僵菌菌株筛选
2020-03-31郑惠成
郑惠成
(福建省林业调查规划院,福建 福州 350003)
油桐鹰尺蠖(Bistonsuppressaria(Guen.))[1]通常被称为油桐尺蠖、油桐尺蛾,是一种广食性的林木害虫,可危害油桐、茶叶、油茶、桉树等几十种木本植物[2],该虫曾是茶园的重要害虫之一,但近年来,油桐鹰尺蠖在速生桉树上严重发生,福建省桉树种植区大多有该虫的危害,局部呈爆发趋势,严重时每株虫口密度可达数百至数千头,可将整片林分的树叶取食殆尽,人走在林下,尺蠖的幼虫如“下雨”般往下坠,极大影响桉树的生长,造成直接的经济损失[3-5]。由于该虫前期危害不易发现,待其幼虫4~5龄时开始防治,往往已经造成严重的危害;生产上一般采用应急性的化学防治手段,如采用一些菊酯类、有机磷类的药剂,虽可一定程度压制虫口密度,但是由于防治时机不对,造成了“年年防治,年年发生”的局面[3-4,6],且化学药剂可能造成的环境污染等问题也备受人们关注。因此,探寻高效、环保的防治手段是众多学者研究的重要内容,如利用尺蠖的病毒进行防治可取得良好的效果[7],但是由于病毒的繁殖需要依赖于活虫体进行扩增,这在一定程度上限制了其广泛应用。白僵菌是一种寄主广泛、应用普遍的杀虫真菌,在我国森林害虫防治应用历史悠久,效果显著,应用不同剂型防治一些大面积发生的森林害虫,如马尾松毛虫的防治实践中发挥了重要的作用,然而,在利用白僵菌防治尺蠖幼虫方面的研究还较少。本文在测定比较不同球孢白僵菌菌株的菌落生长速度、产孢量的基础上,比较6个来源不同的球孢白僵菌菌株对油桐鹰尺蠖幼虫的致病力,旨在筛选出对该虫的致病力高、生产性能良好的菌株,为生产上防治提供优良的生物防治资源。
1 材料与方法
1.1 供试菌株
供试6个菌株均为球孢白僵菌(Beauveriabassiana,以下简称白僵菌),由福建省林科院森保所提供,各菌株的信息见表1。将各菌株斜面上孢子在无菌条件下转接到SDAY平板培养基上,置于(25±1) ℃的恒温培养箱中培养10~15 d,待菌落长满白色或乳黄色的孢子后,收集孢子用于致病力测定。
表1 供试球孢白僵菌菌株寄主与地理来源
1.2 菌株生长速度及产孢量测定
菌株菌落生长速度和产孢量测定参考蔡守平方法[8],菌落直径测定采用十字交叉法,产孢量测定采用打孔器取菌碟法。每个菌株至少做3个重复,每个重复产孢量测定时均至少取3个菌碟,计数方法采用血球计数板法。
1.3 白僵菌对油桐鹰尺蠖幼虫的致病力测定
1.3.1 试虫饲养 用于致病力测定的油桐鹰尺蠖幼虫于2019年5月12日在漳浦县长桥镇桉树林中采集,采集时虫龄以3龄幼虫为主。幼虫采集后即带回实验室,置于养虫笼中饲养,以新鲜桉树叶作为饲料,饲养1~2 d后,挑选健康、虫龄一致的幼虫放置于昆虫饲养盒中,每饲养盒放置20头,用于致病力测定试验。
1.3.2 致病力测定 致病力测定方法参考何学友等[9]方法,将各白僵菌菌株配制成浓度为107孢子·mL-1的孢子悬浮液,使用浸渍法进行接种,即将尺蠖幼虫在孢子悬浮液中浸渍5 s,对照浸渍无菌水。每个菌株处理20头为1个重复,共接种3个重复,即每菌株处理60头试虫。处理完毕置于灭菌滤纸上,待虫体稍干后,以新鲜桉树叶进行饲养。接种后每天观察试虫的死亡情况,每2 d更换一次桉树叶,死亡后的试虫及时移出养虫盒,置于培养皿中(内放置湿润的棉球)进行保湿培养,观察虫体是否有菌丝长出及产孢,确定是否被白僵菌感染。分别统计接种后15 d的试虫死亡率和感染率。
1.4 数据处理
数据统计分析使用DPS数据处理系统软件处理。致病力分析采用DPS自带的死亡率-时间机率值法进行数据分析,即以时间(d)的对数值为x,将死亡率转换为机率值,并以机率值为y,模拟出致病力回归方程,计算致死中时(LT50),不同菌株之间的致死中时差异采用致死中时比例测定方法来检验[10]。
2 结果与分析
2.1 不同菌株的菌落生长速度及产孢量比较
供试球孢白僵菌的菌落生长速度及产孢量见表2。不同菌株的菌落生长速度和产孢量间存在显著差异,通过回归分析,菌落大小与产孢量呈正相关(y=0.3087x-0.5296,R2=0.9634)。其中菌落直径最大的为BbFZ-58、BbAX-07菌株,分别为6.0、6.3 cm;其次为BbFZ-51菌株;而BbMQ-02、BbMQ-08菌株的菌落直径较小,15 d时不足5 cm。从产孢量来看,产孢量最大的依然是BbFZ-58、BbAX-07菌株,分别为1.41×108孢子·cm-2、1.35×108孢子·cm-2;最低的也依然是BbMQ-02、BbMQ-08菌株,均不足1×108孢子·cm-2。
*:表中数据为平均值±标准差;数据后不同字母为P=0.05时Duncan′s新复极差显著性检验,同列中有相同字母为差异不显著。下同。
2.2 油桐鹰尺蠖接种白僵菌后的死亡情况
接种不同球孢白僵菌菌株后油桐鹰尺蠖幼虫累计死亡率曲线见图1。从图1可以看出,所有菌株对油桐鹰尺蠖均有一定的致病力,累计死亡率均呈现出随时间的增加而逐渐提高;但致死速度上,不同菌株间的差异显著。接种后1~2 d,大部分幼虫并没有明显感病症状,少数菌株如BbFZ-58、BbAX-07菌株在这个阶段出现少量幼虫死亡。3~4 d后,部分幼虫因受到白僵菌感染而出现活动能力减弱、取食减少的情况,死亡速度加快,出现死亡高峰,超过60%的幼虫在这个阶段死亡。接种BbFZ-58和BbAX-07菌株的幼虫死亡速度较快,死亡高峰在4~8 d,而接种其他菌株的死亡高峰出现在5~11 d。死亡高峰期后,幼虫死亡速度明显趋缓。部分幼虫死亡后虫体逐渐变僵硬,在保湿培养1~2 d后体表长出白色菌丝,慢慢布满虫体,最终整个虫体均布满粉末状、白色至乳黄色孢子(图2),但也有部分试虫死亡后出现虫体变软、液化,逐渐发臭、腐烂。从累计死亡率上来看,接种BbFZ-58和BbAX-07菌株幼虫累计死亡率较高,接种这2个菌株8 d后,幼虫死亡率就达到或超过80%;10 d后,累计死亡率超过90%,远比其他菌株高。对照组15 d时幼虫累计死亡率为8.3%。
2.3 不同菌株对油桐鹰尺蠖幼虫的致病力比较
不同菌株对油桐鹰尺蠖幼虫的致病力分析结果见表3。通过接种后的死亡机率值-时间回归分析,建立各菌株的致病力回归方程,经检验,各回归方程的拟合度均达到了显著水平,表明时间与累计死亡率显著相关。不同菌株对油桐鹰尺蠖幼虫的致病力差异显著,接种BbFZ-58、BbAX-07菌株15 d后,尺蠖幼虫校正死亡率分别达到96.4%、90.9%,僵虫率分别为73.3%、71.7%,均显著比其它菌株高,同时,通过所建立的致病力回归方程,可以计算出不同菌株对油桐鹰尺蠖幼虫的致死中时(LT50),BbFZ-58、BbAX-07菌株的LT50显著比其它菌株短,分别为4.45、4.72 d,这2个菌株之间差异不显著;其它菌株的致死中时(LT50)均超过6 d,最长的是BbMQ-08,为7.53 d。
表3 不同球孢白僵菌菌株对油桐鹰尺蠖幼虫的致病力比较
*:不同字母为P=0.05时,不同处理的差异性,不同行中含有相同字母的为差异不显著,反之则差异显著。
3 结论与讨论
国内外学者在利用真菌杀虫剂防治害虫中十分重视高致病力菌株筛选,因为这是防治害虫的基础,也是至关重要的一项前期工作[11-13]。本研究表明不同来源球孢白僵菌菌株对害虫的致病力存在显著差异,白僵菌以其寄主谱广、易于培养、可形成流行病等众多优点,在害虫生物防治中发挥了重要的作用。在对尺蠖的防治方面,相关研究并不多,Sibani Sankar等[14]在研究球孢白僵菌对茶园中油桐尺蛾的生物效力发现球孢白僵菌的杀虫活性与高剂量的灭多虫和氯氰菊酯相当,喷施白僵菌3 d后,Kamalpur和Hunterpara茶园中油桐尺蛾种群个体数分别降低了88.0%和84.0%。白僵菌对春尺蠖(ApocheimacinerariusErsochoff)幼虫也具有显著的致病力,但是不同菌株之间的致病力差异也十分显著[15]。白僵菌原粉对春尺蠖田间药效试验中,施菌9 d后校正死亡率可达93.3%[16]。本研究中筛选出的BbFZ-58和BbAX-07两个优良菌株对油桐鹰尺蠖幼虫的致病力强,校正死亡率超过90%,LT50不到5 d,且具备良好的生产性状,所以这2个菌株可以作为优良菌株来生产相关制剂,并用于防治油桐鹰尺蠖幼虫。但是,林间环境复杂,且白僵菌等生物制剂发挥作用对环境湿度要求较高,所以有关林间应用技术还有待进一步的深入研究。
白僵菌可以在土壤中宿存并对土壤害虫有较好的控制作用,油桐鹰尺蠖有在地表浅层土壤化蛹的习性,若在此阶段使用白僵菌相关制剂进行防治,可起到降低下一代害虫的发生量的作用,从而达到持续控制的目标。姚红青等[17]研究发现白僵菌对杨尺蠖(又名春尺蠖)初期蛹和中期蛹具有较强的致病力,可达70%以上,LT50低于5 d,说明其在杨尺蠖蛹期控制中具有巨大的潜力。白僵菌对油桐鹰尺蠖幼虫的致病力较强,对其蛹也有较好的感染效果,因此,白僵菌在油桐鹰尺蠖的持续控制中具有明显的潜力,应进一步深入研究。