文章信息
- 段彦丽, 曲良建, 王玉珠, 张永安, 陶万强, 关玲, 杨忠岐.
- Duan Yanli, Qu Liangjian, Wang Yuzhu, Zhang Yongan, Tao Wanqiang, Guan Ling, Yang Zhongqi
- 美国白蛾核型多角体病毒传播途径及对寄主的持续作用
- Sustainable Effects for Hyphantria cunea Nuclear Polyhedrosis Virus on theHost Insects and the Diffusion Approach of the Virus
- 林业科学, 2009, 45(6): 83-86.
- Scientia Silvae Sinicae, 2009, 45(6): 83-86.
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文章历史
- 收稿日期:2008-04-08
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2. 北京市林业保护站 北京 100029
2. Forestry Protection Center in Beijing Beijing 100029
美国白蛾(Hyphantria cunea)又名秋幕毛虫,是一种世界性检疫害虫,对我国林业和园林绿化造成重大危害,严重威胁林业经济及生态环境。利用美国白蛾核型多角体病毒(Hyphantria cunea nuclear polyhedrosis virus,HcNPV)对其进行生物防治,取得了良好的防治效果。
许多研究证实:昆虫核NPV能够通过卵实现病毒的垂直传递,从而影响到子代种群(刘祖强等,2001;曲良建等,2005;祁学忠等,1996;苏志坚等,2001;席景会等,2000;Fuxa et al., 1991;Murray et al., 1989;Smits et al., 1988;Young,1990)。但关于NPV卵表传播和卵内传播的问题,目前争议较大。而且有关HcNPV对寄主持续作用等研究,至今尚未见有报道。本文对HcNPV的传播途径及对寄主的持续影响进行了系统研究,以期为正确评价其在美国白蛾综合治理中的作用及流行病学研究提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 供试病毒与寄主HcNPV由中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所应用微生物研究室保存,美国白蛾采自河北省三河市,在室内用人工饲料饲养多代后作为供试虫源,幼虫人工饲料由本实验室提供。
1.2 HcNPV的室内活化及纯化取冰箱中保存的HcNPV病毒感染美国白蛾4龄幼虫,收集具有典型病毒症状的病死虫尸冰箱中冷冻保存,然后研磨匀浆冷冻虫尸,加水稀释后3层纱布过滤,经差速和蔗糖梯度离心后双蒸水悬浮沉淀,即为纯化的病毒多角体。用血球计数板方法计数后贴上标签置4 ℃冰箱中保存备用。
1.3 带毒虫源的获取及传代取活化后的HcNPV适量并将其稀释成4.50×103 PIB·mL-1和4.50×104 PIB·mL-1 2种含量,分别取300 μL病毒稀释液均匀涂抹于养虫杯(Φ 6.5 cm×5.3 cm)中人工饲料表面,待饲料表面阴干后分别接入美国白蛾4龄和5龄幼虫,每个养虫杯中接入试虫20头,每个处理200头,重复3次,另设无菌蒸馏水为空白对照,共计5个处理。分别统计不同处理的幼虫死亡率、化蛹率、羽化率、成虫寿命和雌虫产卵量等生物学参数,并将不同处理的成虫分别配对产卵进行室内传代饲养,以观察病毒对寄主的持续影响。
1.4 雌雄虫带毒对寄主的影响共设计感病雌虫和健康雄虫交配、健康雌虫和感病雄虫交配、感病雌虫和感病雄虫交配、健康雌虫和健康雄虫交配4个处理,每个处理重复3次,以观察雌雄成虫带毒与否对子代幼虫的影响。感病成虫均为美国白蛾5龄幼虫接毒后存活试虫,健康成虫为同代饲养未接毒试虫。
1.5 健康成虫所产卵的不同处理将健康美国白蛾成虫所产卵分别用无菌水、10%的甲醛溶液、无菌水配制的病毒液(1.80×105 PIB·mL-1)、10%甲醛溶液配置的病毒液(1.80×105 PIB·mL-1)进行处理,重复3次,观察并记录各处理卵孵化率、幼虫死亡率及化蛹率。
1.6 感病成虫所产卵的不同处理将感病美国白蛾成虫所产卵分别在无菌水和10%甲醛溶液中浸泡20 min后用无菌水漂洗3次,重复3次,观察不同处理对卵孵化率及幼虫死亡率的影响。
1.7 数据分析文中所有试验数据均用SPSS软件进行统计分析。
2 结果与分析 2.1 病毒对亲代寄主的影响从表 1可以看出,美国白蛾感染病毒后,对亲代雌虫寿命无明显影响,但在蛹质量和产卵量方面明显弱于健康成虫,而且感病雌虫的产卵期要略长于健康雌虫。
HcNPV经卵传到子代种群中后,除对卵孵化无明显影响外,对子代幼虫、雌虫产卵量和蛹质量等均有显著影响(表 2)。试验结果表明:HcNPV经卵传播到子代种群中后,可导致子一代高达50.79%的死亡率,在子二代中也可达到26.79%,从而有效减少后代种群发生数量,降低其危害。此外,HcNPV可导致后代蛹质量降低,产卵量明显减少。试验中还发现:无论是对寄主的直接致死作用,还是间接影响,对低龄幼虫接毒优于对高龄幼虫接毒,这对于利用HcNPV防治美国白蛾具有一定指导意义,即在幼虫低龄期喷洒HcNPV病毒,不仅能有效控制当代种群的数量,而且对后代种群的持续控制作用可能会更好。
试验结果(表 3)表明:美国白蛾雌雄成虫均带毒对子代影响最大,子一代幼虫死亡率高达52.22%,远高于仅雌虫或雄虫带毒的处理。结果进一步表明,无论雄虫带毒还是雌虫带毒,对后代寄主均可产生显著影响,但带毒寄主性别在幼虫死亡率方面无显著差异。另外,成虫带毒与否均不影响卵的孵化,也就是说,HcNPV对后代寄主卵的孵化无影响。
美国白蛾成虫所产卵经10%甲醛溶液消毒后,可明显提高幼虫存活率及化蛹率,试验中美国白蛾健康成虫产的卵经10%甲醛处理后,幼虫死亡率最低,仅为9.38%,明显低于其他处理,而卵孵化率和幼虫化蛹率均高于其他处理。用10%甲醛配置的病毒液(1.8×105 PIB·mL-1)去感染美国白蛾卵,幼虫死亡率与无菌水对照之间无明显差异(表 4),这说明10%甲醛溶液对HcNPV的多角体具有明显的灭活作用,能够有效消除病毒多角体的活性。试验数据进一步证实了HcNPV不仅能够通过卵表带毒对寄主造成直接致死作用,而且对带毒寄主的化蛹等具有明显的抑制作用。
表 5中数据说明:感病美国白蛾成虫所产的卵经10%甲醛溶液进行卵表消毒后,能够明显减少孵化幼虫的死亡率,这与用无菌水浸泡冲洗和不作任何处理存在显著差异,但是,带毒卵经10%甲醛溶液处理后,孵化幼虫的死亡率仍高达31.88%,这说明美国白蛾核型多角体病毒除进行卵表传播外,可能还存在其他传播途径,如卵内传播和潜伏感染等。同时,试验数据表明不同处理对美国白蛾卵的孵化无明显影响。
HcNPV经卵传到子代种群中后,无论是对寄主的直接致死作用,还是间接影响,本试验结果表明,对低龄幼虫接毒优于对高龄幼虫接毒。一方面可能是低龄幼虫生长发育还不完善,导致病毒易于在试虫的生殖系统侵染;另一方面,可能是虫龄和接毒量有相关阈值存在,在超过或低于一定虫龄和接毒量,病毒就不能有效地在寄主体内生殖系统发育,不能将病毒有效地传到子代。因此在重要食叶害虫的综合治理中,可采用又能有效降低当代虫口密度、又有利于病毒持续传播的适宜虫龄和含量,这样既节约了成本,又有利于保持生态系统的平衡。
无论雄蛾带毒还是雌蛾带毒,与健康白蛾交配后,对后代寄主均可产生幼虫病毒致死率高的显著影响。但成虫带毒与否均不影响卵的孵化率。这点与Khurad等(2004)报道家蚕(Bombyx mori)感染NPV,带毒雌蛾或雄蛾与健康蛾交配后,导致卵的孵化率明显下降不同。这可能与试验方法、条件、试虫等不同有关;也可能与病毒经卵内传染还是交配传染有关,有待于进一步研究。
卵块传毒试验说明,带毒卵卵表消毒后,能够显著降低感染率,但不能消除卵内传播或潜伏感染等传播的病毒,这一点与其他一些研究者的结论一致。如国外许多研究人员对不同夜蛾科幼虫饲喂接毒饲料,羽化成虫产的卵即使经过严格的卵表消毒,仍有极少部分(2%)幼虫发生病毒病死亡(Fuxa et al., 1991;Murray et al., 1989;Smits et al., 1988;Young,1990)。但也有部分学者认为,NPV是以某种未知的形式存在于亲代和子代体内,外界条件可以诱发病毒病的发生和流行。如Hughes等(1993)用异源病毒感染甘蓝夜蛾(Mamestra brassicae)幼虫,结果激活了虫体内甘蓝夜蛾核型多角体病毒(MbNPV)的复制,而Fuxa等(1999)也通过一系列湿度和虫口密度的变化试验,为NPV的卵内传播提供了有力的证据(段立清,2002;Charpentier et al., 2003;Han et al., 1988;Khurad et al., 2004)。
笔者认为:NPV可通过卵表和卵内2种途径进行垂直传递,至于那种传播途径为主要传播方式,因寄主、NPV病毒和环境因素等而稍有差异,病毒、寄主和环境之间的互作关系对NPV的传播可能存在某些影响,卵表传播和病毒的水平扩散是导致当代寄主病毒病死亡的主要原因,卵内带毒可使寄主种群长期处于某种“不稳定”或“亚健康”状态,一旦环境条件成熟,极有可能导致病毒病的发生和流行而使种群数量急剧下降。上述观点还有待获得卵内带毒的直接证据,需用大量试验进一步验证。
段立清. 2002. 昆虫病毒对鳞翅目食叶害虫的亚致死作用. 中国森林病虫, 21(3): 33-35. DOI:10.3969/j.issn.1671-0886.2002.03.014 |
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