中国媒介生物学及控制杂志  2018, Vol. 29 Issue (3): 250-253, 258

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黄振东, 万晴, 庄桂芬, 薛志静, 张瑞玲, 张忠
HUANG Zhen-dong, WAN Qing, ZHUANG Gui-fen, XUE Zhi-jing, ZHANG Rui-ling, ZHANG Zhong
球孢白僵菌CF08株对丽蝇蛹集金小蜂的安全性评价
Safety evaluation of Beauveria bassiana CF08 strain on Nasonia vitripennis
中国媒介生物学及控制杂志, 2018, 29(3): 250-253, 258
Chin J Vector Biol & Control, 2018, 29(3): 250-253, 258
10.11853/j.issn.1003.8280.2018.03.008

文章历史

收稿日期: 2017-12-21
网络出版时间: 2018-04-11 14:12
球孢白僵菌CF08株对丽蝇蛹集金小蜂的安全性评价
黄振东, 万晴, 庄桂芬, 薛志静, 张瑞玲, 张忠     
泰山医学院基础医学院, 山东省新发传染病溯源与防控协同创新中心, 山东 泰安 271016
摘要: 目的 研究球孢白僵菌CF08株对丽蝇蛹集金小蜂的安全性。方法 采用浸虫法和饲喂法研究球孢白僵菌CF08株对丽蝇蛹集金小蜂成虫的安全性;采用浸渍法研究球孢白僵菌CF08株对丽蝇蛹集金小蜂幼期的安全性。利用SPSS 20.0软件进行统计学分析,组间比较采用单因素方差分析,多重比较采用Duncan法。结果 浸虫法和饲喂法处理后丽蝇蛹集金小蜂雌蜂寿命分别为(11.09±0.15)和(10.92±0.15)d,对照组雌蜂寿命为(10.99±0.19)d,三者间差异无统计学意义(F=0.893,P=0.446);浸虫法和饲喂法雄蜂寿命分别为(5.83±0.09)和(5.88±0.03)d,对照组雄蜂寿命为(5.75±0.09)d,三者间差异亦无统计学意义(F=2.614,P=0.152)。被寄生不同时间的棕尾别麻蝇蛹浸渍球孢白僵菌孢子液后,蝇蛹中丽蝇蛹集金小蜂的出蜂率>80%,平均出蜂数为43只/蛹,雌蜂比>90%,羽化出的丽蝇蛹集金小蜂雌雄蜂体长平均为2.0和1.4 mm,与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。羽化出的雌蜂对棕尾别麻蝇蛹的寄生率均>90%,出蜂率>80%,平均出蜂数约为43只/蛹,后代的雌蜂比> 90%,与对照组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 幼期暴露球孢白僵菌CF08株对丽蝇蛹集金小蜂的生长、发育、繁殖和后代品质均无显著影响,两者可联合应用于蝇类的生物防治。
关键词: 球孢白僵菌     丽蝇蛹集金小蜂     安全性     生物防治    
Safety evaluation of Beauveria bassiana CF08 strain on Nasonia vitripennis
HUANG Zhen-dong, WAN Qing, ZHUANG Gui-fen, XUE Zhi-jing, ZHANG Rui-ling, ZHANG Zhong     
Shandong Collaborative Innovation Center for the Origin and Control of Emerging Infectious Diseases, School of Basic Medical Sciences of Taishan Medical University, Tai′an 271016, Shandong Province, China
Supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 81401693, 81572028, 81271874) and the Science and Technology Development Projects of Shandong Province (No. 2014GSF121007)
Corresponding author: ZHANG Zhong, Email: nasonia@163.com.
Abstract: Objective To evaluate the safety of Beauveria bassiana CF08 strain on the fly pupal parasitoid, Nasonia vitripennis. Methods Insect-dipping test and spore-feeding method were used to evaluate the safety of B. bassiana CF08 strain on N. vitripennis larvae and adults. Results After spore-dipping or spore-feeding, the longevities of N. vitripennis female adults were (11.09±0.15)and (10.92±0.15)d, the control group was about (10.99±0.19)d, there was no significant difference among them (F=0.893, P=0.446). The longevity of spore-dipped, spore-fed and control male parasitoids were (5.83±0.09), (5.88±0.03), and (5.75±0.09)d, respectively. There was also no significant difference among the three groups (F=2.614, P=0.152). When the parasitized fly pupae dipped in the spore suspensions of B. bassiana CF08 strain, the parasitoid emergence rate, number of parasitoids emerged per fly pupa and sex ratio were more than 80%, 43 and 90%, respectively. The three indicators of spore-dripping groups and control group had no significant difference. Nasonia vitripennis emerged from spore-dripping fly pupae and control pupae had the same parasitic capacity to B. peregrine pupae. The parasitic rate, parasitoid emergence rate, number of parasitoids emerged from per fly pupa and sex ratio were more than 90%, 80%, 43 and 90%, respectively. There was also no significant difference among the spore-dripping groups and control group. Conclusion Beauveria bassiana CF08 strain had no negative effects on the development of immature stage and longevity of N. vitripennis adults. Exposure to B. bassiana spores at immature stage had no significant effects on the offspring quality of N. vitripennis. The parasitoid and entomogenous fungus could be used in combination for biological control of flies.
Key words: Beauveria bassiana     Nasonia vitripennis     Safety     Biological control    

人类居住区及周边的蝇类,如家蝇(Musca domestica)、丽蝇、麻蝇等多为重要的医学媒介生物,可机械性传播多种病原体,包括细菌、原生动物、病毒、寄生虫卵囊和卵等[1-5]。特别是在养殖场、垃圾场、农贸市场等蝇类孳生严重区域,其传播病原体的风险更高,因此需加强对蝇类的防控。目前,蝇类防制以环境防治为主,也常使用化学防治,大量应用化学防治法可能造成环境污染并导致蝇类产生抗药性,可能形成农药越用越多、蝇类防制越来越难的恶性循环[6],故蝇类的生物防治受到重视。

蝇类的生物防治中,可利用寄生蜂[7]、虫生真菌[8]、细菌[9]、植物精油[10]等。白僵菌(Beauveria spp.)致病力强、杀虫谱广,可寄生15目149科的700多种昆虫及蜱螨类,成为目前世界上研究和应用最多的一类虫生真菌,虽已应用于蝇类生物防治,但对自然孳生蝇类的现场防治仍难达到理想效果[8, 11-12]。因此,需研究球孢白僵菌(B. bassiana)与其他生物防治因子协同应用方法。丽蝇蛹集金小蜂(Nasonia vitripennis)是一种双翅目蝇类的蛹期特异性寄生蜂,对蝇蛹有良好的控制效果,可用于针对蝇类蛹期进行生物防治[13-17]。如将球孢白僵菌和丽蝇蛹集金小蜂联合,分别针对蝇类的蛹期和成虫期进行生物防治,可提高防控效果,但两者联合应用需评估球孢白僵菌对丽蝇蛹集金小蜂的安全性,为蝇类进行综合生物防治提供理论指导。

1 材料与方法 1.1 试虫来源

丽蝇蛹集金小蜂及其繁育寄主棕尾别麻蝇(Boettcherisca peregrina)均系泰山医学院病媒生物与虫媒病实验室种群,自2005年饲养至今。

1.2 球孢白僵菌来源

球孢白僵菌由自然感染的家蝇分离,经形态学和分子鉴定后命名为球孢白僵菌CF08株[18]

1.3 丽蝇蛹集金小蜂繁育方法

丽蝇蛹集金小蜂以棕尾别麻蝇的室内种群供其寄生繁育。化蛹2 d内的棕尾别麻蝇蛹收集于500 ml玻璃罐头瓶中,每瓶约100只,移入集中交配过的丽蝇蛹集金小蜂20只,寄生4 h后,去除寄生蜂,将寄生蝇蛹置温度(25±1) ℃、湿度(70±5)%、光照强度(L:D)=14 h:10 h的人工气候室内保育,待子蜂羽化。羽化后的子蜂饲于含20%蜂蜜水棉球的“子弹形”大玻管中,用于实验研究或繁衍种群。

1.4 球孢白僵菌对丽蝇蛹集金小蜂的安全性评价 1.4.1 球孢白僵菌对丽蝇雌蜂和雄蜂成虫生存率的影响 1.4.1.1 浸虫法

首先配制108个/ml的球孢白僵菌孢子悬浮液。将刚羽化的丽蝇蛹集金小蜂雌蜂和雄蜂分开,提供20%的蜂蜜水供其取食,1 d后用于实验。成虫采用浸虫法进行毒力测定。首先以吸虫管将丽蝇蛹集金小蜂雌蜂或雄蜂移入细纱网袋内,将纱网整体浸入菌液中,5 s后取出,置于滤纸上吸去多余水分,然后分别移入不同的“子弹形”大玻管中,饲以20%的蜂蜜水,每天观察雌蜂和雄蜂的死亡数。雌、雄寄生蜂各分为3组,每组50只。以无菌水浸渍的丽蝇蛹集金小蜂雌、雄蜂为对照,分别计算雌、雄蜂的寿命。寄生蜂寿命=∑〔雌蜂(或雄蜂)存活数×存活天数〕/100。

1.4.1.2 饲喂法

将108个/ml的球孢白僵菌孢子悬浮液与蜂蜜混合,配制浓度为20%的含孢子蜂蜜水。刚羽化的丽蝇蛹集金小蜂雌蜂和雄蜂分开,置于刚羽化的丽蝇蛹集金小蜂雌蜂和雄蜂的大玻管中,将含球孢白僵菌孢子的蜂蜜水作为食物,每天观察雌蜂和雄蜂的死亡数。雌、雄寄生蜂各分为3组,每组50只。以无菌水配制蜂蜜水饲喂的丽蝇蛹集金小蜂雌、雄蜂为对照,分别计算雌、雄蜂的寿命。寄生蜂寿命=∑〔雌蜂(或雄蜂)存活数×存活天数〕/100。

1.4.2 球孢白僵菌对丽蝇蛹集金小蜂幼期发育的影响

配制108个/ml的球孢白僵菌孢子悬浮液,将丽蝇蛹集金小蜂寄生后不同时间的棕尾别麻蝇蛹在悬浮液中浸泡约5 s,取出,自然风干后,单只置于离心管内,在温度(25±1)℃、湿度(70±5)%、光照强度(L:D)=14 h:10 h的人工气候箱内保育,每天记录各蝇蛹中羽化出的丽蝇蛹集金小蜂雌雄蜂的数量,计算出蜂率、出蜂数、雌蜂比,并测量雌蜂和雄蜂的体长。以无菌水浸渍的棕尾别麻蝇蛹为对照。

1.4.3 球孢白僵菌对蝇蛹内丽蝇蛹集金小蜂寄生能力的影响

配制108个/ml的球孢白僵菌孢子悬浮液,将丽蝇蛹集金小蜂寄生后不同时间的棕尾别麻蝇蛹在悬浮液中浸泡约5 s,取出,自然风干后,单头置于离心管内,在温度为(25±1)℃、湿度(70±5)%、光照强度(L:D)=14 h:10 h的人工气候箱内保育,羽化出的雌蜂交配后,按1:5比例与棕尾别麻蝇蛹混合,12 h后去除寄生蜂,将蝇蛹置于温度25 ℃和湿度75%的人工气候箱内进行单只孵育,统计蝇蛹的被寄生率、出蜂率、平均每只蛹出蜂数和雌蜂比。以无菌水浸渍的棕尾别麻蝇蛹羽化出的丽蝇蛹集金小蜂为对照。

1.4.4 球孢白僵菌在丽蝇蛹集金小蜂雌雄成虫体表的存留规律

取丽蝇蛹集金小蜂寄生后不同时间的棕尾别麻蝇蛹,浸渍于108个/ml的球孢白僵菌孢子悬浮液中约5 s,取出,自然风干后,单只置于离心管内,在温度(25±1)℃、湿度(70±5)%、光照强度(L:D)=14 h:10 h的人工气候室内保育,于丽蝇蛹集金小蜂羽化后0、2、4、6、8和10 d,分雌雄取样,通过洗脱法测定其体表黏附的真菌孢子。洗脱时,先将10只寄生蜂置于0.5 ml离心管中,加0.2 ml无菌水,充分振荡后,取出寄生蜂,取洗脱液10 μl,涂片后在显微镜下观察、记录所有孢子数量,计算每只寄生蜂体表携带孢子数量。

1.5 统计学处理

利用SPSS 20.0软件进行统计学分析,组间比较采用单因素方差分析(One-way ANOVA),多重比较采用Duncan法,定量资料采用均数±标准差(x±s)描述。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 球孢白僵菌对丽蝇蛹集金小蜂雌蜂和雄蜂成虫生存率的影响

通过浸虫法和饲喂法研究球孢白僵菌孢子对丽蝇蛹集金小蜂成虫的影响,结果表明,球孢白僵菌孢子对刚羽化的丽蝇蛹集金小蜂雌、雄蜂的存活影响差异均无统计学意义。其中浸虫法和饲喂法处理后丽蝇蛹集金小蜂雌蜂寿命分别为(11.09±0.15)和(10.92±0.15)d,对照组雌蜂寿命为(10.99±0.19)d,三者间差异无统计学意义(F=0.893,P=0.446),见图 1A;浸虫法和饲喂法处理后的丽蝇蛹集金小蜂雄蜂寿命分别为(5.83±0.09)和(5.88±0.03)d,对照组雄蜂寿命为(5.75±0.09)d,三者间差异无统计学意义(F=2.614,P=0.152),见图 1B

图 1 球孢白僵菌CF08株对丽蝇蛹集金小蜂成虫存活率的影响 Figure 1 Effects of Beauveria bassiana CF08 strain on the survival rate of Nasonia vitripennis adults
2.2 幼期球孢白僵菌对丽蝇蛹集金小蜂品质的影响

寄生后不同时间的棕尾别麻蝇蛹浸渍球孢白僵菌孢子液后,蝇蛹中丽蝇蛹集金小蜂的出蜂率均>80%,平均出蜂数约为43只/蛹,雌蜂比均>90%,与对照组比较差异均无统计学意义(P>0.05),见表 1。羽化出的丽蝇蛹集金小蜂雌、雄蜂体长平均为2.0和1.4 mm,与对照组比较差异亦均无统计学意义(P>0.05),见表 2

表 1 幼期球孢白僵菌暴露对丽蝇蛹集金小蜂羽化和性别比的影响 Table 1 Effects of spore exposure in immature stage on the emergence rate and sex ratio of Nasonia vitripennis
表 2 幼期球孢白僵菌暴露对丽蝇蛹集金小蜂成虫体长的影响 Table 2 Effects of spore exposure in immature stage on the body length of Nasonia vitripennis adults

寄生不同时间的棕尾别麻蝇蛹浸渍于球孢白僵菌孢子后,蝇蛹中羽化出的丽蝇蛹集金小蜂雌蜂对棕尾别麻蝇蛹的寄生率均>90%,出蜂率>80%,平均出蜂数约43只/蛹,后代雌蜂比>90%,与对照组比较差异均无统计学意义(P>0.05),见表 3

表 3 幼期球孢白僵菌暴露对丽蝇蛹集金小蜂后代寄生能力的影响 Table 3 Effects of spore exposure in immature stage on the parasitic capability of Nasonia vitripennis offspring
2.3 球孢白僵菌孢子在丽蝇蛹集金小蜂雌雄成虫体表的黏附情况

寄生后的棕尾别麻蝇蛹浸渍球孢白僵菌孢子后,部分孢子黏附其上,而丽蝇蛹集金小蜂羽化时,通过在蝇蛹壳上爬行,体表会黏附部分孢子,通过洗脱法研究表明,蝇蛹越是在寄生后期浸渍孢子液,丽蝇蛹集金小蜂体表黏附的孢子数量越多,其中雌蜂体表黏附的孢子达到60个/只,雄蜂体表携带的孢子约为50个/只(图 2),低剂量的孢子数量对丽蝇蛹集金小蜂无任何影响。

图 2 球孢白僵菌孢子在丽蝇蛹集金小蜂雌雄成虫体表的存留情况 Figure 2 Spore carrying capacity of female and male Nasonia vitripennis adults emerged from spore?dripped fly pupae
3 讨论

寄生蜂、虫生真菌均为害虫的重要生物防治因子,两者联合应用有时会产生负作用,如球孢白僵菌可影响烟蚜茧蜂(Aphidius gifuensis)的寄生行为与生命表参数[19-20];有时会产生较好的协同作用,如球孢白僵菌和赤眼蜂(Trichogarmma dendrolimi)联合防治松毛虫(Dendrolimus)[21];有时也会产生双向调节,如球孢白僵菌与管氏肿腿蜂(Sxleroderma guani)联合防治松墨天牛(Monochamus alternatus),管氏肿腿蜂携带球孢白僵菌时,可提高对松墨天牛幼虫的致死率,但可降低管氏肿腿蜂后代的数量[22],而选择合适的虫生真菌和剂量与寄生蜂配套使用,则可提高“蜂—菌”协同防治害虫的效果[23]

本研究丽蝇蛹集金小蜂和球孢白僵菌CF08株均为本实验室用于蝇类生物防治的材料,丽蝇蛹集金小蜂特异性寄生蝇蛹,球孢白僵菌CF08株仅侵染蝇类的成虫期,将两者协同应用于蝇类的生物防治,需要解决两者的融合问题,特别是球孢白僵菌对丽蝇蛹集金小蜂的发育、寿命及后代品质的影响。本研究表明,球孢白僵菌CF08株不感染丽蝇蛹集金小蜂,也不影响丽蝇蛹集金小蜂成虫的寿命;在丽蝇蛹集金小蜂寄生后,蝇蛹暴露于球孢白僵菌CF08株孢子,对丽蝇蛹集金小蜂的幼虫发育及后代品质也无显著影响,说明球孢白僵菌CF08株对丽蝇蛹集金小蜂比较安全,两者可联合应用于蝇类生物防治。

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