森林与环境学报  2017, Vol. 37 Issue (1): 102-106   PDF    
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2017.01.016
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张炯森
ZHANG Jiongsen
台湾黑僵菌防治海榄雌瘤斑螟的菌株筛选
Selection of high efficient strains of Metarhizium anisopliae to control Acrobasis sp.
森林与环境学报,2017, 37(1): 102-106.
Journal of Forest and Environment,2017, 37(1): 102-106.
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2017.01.016

文章历史

收稿日期: 2016-05-09
修回日期: 2016-09-07
台湾黑僵菌防治海榄雌瘤斑螟的菌株筛选
张炯森     
漳江口红树林国家级自然保护区管理局, 福建 漳州 363000
摘要: 应用9株台湾黑僵菌菌株,筛选出对海榄雌瘤斑螟(Acrobasis sp.)具有高效防治的菌株,并开展林间应用研究。结果表明:在使用浓度为1×108孢子·mL-1的条件下,不同黑僵菌菌株对海榄雌瘤斑螟幼虫具有显著不同的致病力,其中黑僵菌F061菌株的致病力最强,在12 d的累积死亡率达98.75%,校正死亡率达97.56%±1.24%,均极显著的高于其他处理组(P<0.01),且对海榄雌瘤斑螟幼虫的致死中时最短,为7.25 d。在林间应用中,以1×109孢子·mL-1和2×109孢子·mL-1黑僵菌F061菌株处理对海榄雌瘤斑螟的防治效果最好,分别达到90.03%±1.74%和90.55%±1.21%,均极显著的高于其他处理(P<0.01)。从海榄雌瘤斑螟的防治效果结和应用成本考虑,选取1×109孢子·mL-1黑僵菌F061菌株可达到较好的防控效果。
关键词黑僵菌     红树林     海榄雌瘤斑螟     致病性    
Selection of high efficient strains of Metarhizium anisopliae to control Acrobasis sp.
ZHANG Jiongsen     
Zhangjiangkou Mangrove National Nature Reserve, Zhangzhou, Fujian 363000, China
Abstract: From Taiwan, 9 Metarhizium anisopliae strains were introduced to controll mangrove Acrobasis sp. and effects of forest application were compared. The results found that:(1) The pathogenicity of the 9 strains was different to controll Acrobasis sp. larvae, but F061 strains was the strongest as the death rate of Acrobasis sp. was 98.75% and the corrected death rate in laboratory 12 d was 97.56%±1.24%, which were significantly higher than other treatments (P<0.01), and the LT50 was 7.25 d that was the shortest. (2)The best control effect of Acrobasis sp., for the field application, was 1×109 spore·mL-1 and 2×109 spore·mL-1 of Metarhizium anisopliae F061 strains in mangrove, which were 90.03%±1.74% and 90.55%±1.21%, respectively, and were significantly higher than other treatment group (P<0.01). Finally, the 1×109 spore·mL-1 of F061 strains was suggested from the analysis of control effect and application cost.
Key words: Metarhizium anisopliae     mangrove     Acrobasis sp.     pathogenicity    

红树林有着丰富的生物资源,是目前全球为数不多的物种最为多样化的生态系统之一[1-2],对于维护沿海滩涂生态系统的平衡有着重要作用[3-4]。 漳江口红树林保护区位于漳州云霄县东厦镇,是国家重点保护的湿地之一[5],已被列入《中国湿地名录》和《国际重要湿地名录》[6],以桐花树(Aegiceras corniculatum)、 秋茄(Kandelia obovata)、 海榄雌(Avicennia marina)等林分最具代表性,反映了我国北缘区红树林的原貌,因此其生物地理学意义极为重要[7]

近年漳江口红树林受到了害虫的严重威胁,尤其是海榄雌瘤斑螟 (Acrobasis sp.)危害极其严重。 已有研究表明,该虫在漳江口红树林保护区一年发生6~7代,每年7—8月幼虫开始蛀食海榄雌的嫩芽和果实,2龄以后的幼虫食量大,低龄幼虫10月开始越冬,翌年3月越冬幼虫开始活动并蛀食海榄雌嫩叶[8]。 由于海榄雌瘤斑螟专食海榄雌叶子,导致海榄雌无法开花结果和种群繁衍[5]。 通过对漳江口红树林保护区调查发现,红树林保护区内的海榄雌已连续多年停止了正常的自我繁育,若无法有效遏制必将影响海榄雌种群的延续,红树林生态系统将受到严重破坏[9]。 目前,对海榄雌瘤斑螟主要采取化学防治[8],虽然见效快,但易产生农药残留、 害虫抗药性增强、 虫害复发快等问题[10-11]。 采用白僵菌、 绿僵菌、 黑僵菌等生物防治方法具有无毒、 无污染、 无抗性、 高选择性等特点,对害虫有着持续的感染力[12]

所采用的台湾黑僵菌是漳州农业科技园区研发中心于2011年引进,属国内首次引进,目前已在茶叶的病虫害防治上应用,其对害虫的致病效果比白僵菌、 绿僵菌等要高出10%~20%[12],而在国内的其他作物和森林病虫害防治上尚未大量开展。 因此,拟通过对台湾黑僵菌开展防治红树林海榄雌瘤斑螟高效菌株筛选及应用的研究,探索出一种污染低且能够有效控制海榄雌瘤斑螟的方法,为红树林的病虫害防治及可持续发展提供技术支持。

1 材料与方法 1.1 供试菌株

2015年5月,从台湾联发生物科技公司引进黑僵菌HO194菌株、 MA-126菌株、 MA3621菌株、 MAUZ-1菌株、 MA-1菌株、 KCAL菌株、 MA850菌株、 F061菌株、 2575菌株,共9株菌株,并于实验室环境下贮存。

1.2 供试虫源及饲养

漳江口红树林国家级自然保护区位于漳州云霄的漳江入海口(东经117°24′07″,北纬23°53′45″),属亚热带海洋性季风气候,年平均气温21.2 ℃,年平均降雨量1 714.5 mm。 滩涂上主要生长着5科6属6种红树林植物,分别为秋茄、 海榄雌、 桐花树、 木榄(Bruguiera gymnorhiza)、 海漆(Excoecaria agallocha)、 老鼠勒(Acanthus ilicifolius)。

供试幼虫从漳江口红树林海榄雌林中采回,置于养虫箱中,用新鲜的海榄雌叶片室内饲养,每隔2 d更换1次叶片。

1.3 孢悬液制备

把9株供试的台湾黑僵菌菌株分别在PDA固体斜面培养基上培养,充分产孢后,用0.1%的吐温80无菌水润湿水洗,并搅拌均匀制成孢悬液,血球计数板计数后配制成1×108孢子·mL-1的分生孢子液备用。

1.4 高致病力菌株筛选

挑选出健康且大小相近的2龄海榄雌瘤斑螟幼虫,每组各15只,分别喷雾上述1×108孢子·mL-1的分生孢子液2 mL,并以0.1%吐温80水溶液喷雾2 mL为对照。 接种完后进行标签标记,置于实验室内[温度在(25±2) ℃、 相对湿度80%~90%]用新鲜的海榄雌叶片饲养,每隔2 d换1次叶片。

以幼虫死亡,且体面长出孢子或菌丝作为有效致死,每天定时观察并记录各组幼虫的死亡情况,统计出死亡数,并将死亡的幼虫挑出,连续记录观察12 d。 每种菌株处理设置3个重复,每个重复接种30头。

1.5 高致病力菌株林间防治试验

在漳江口红树林纯海榄雌林内,林内茂密、 生长情况良好,选取5个被海榄雌瘤斑螟危害相对较为严重的小区进行高效菌株林间应用试验,每个小区667 m2,相邻小区间间隔50 m,选取高效菌株配置成 1×108、 5×108、 1×109、 2×109孢子·mL-14种浓度悬浮液,并以清水为对照进行喷施。 海榄雌瘤斑螟白天通常蛰伏于叶背,晚上出来觅食,因此防治只需对叶背进行弥雾喷洒。

每年7—8月海榄雌瘤斑螟幼虫开始蛀食海榄雌的嫩芽和果实,进入爆食期。 因此本研究于2015年7月18日对试验区域进行防治,防治前调查海榄雌瘤斑螟幼虫数量,并在防治后第15 d,调查海榄雌瘤斑螟幼虫数量,统计虫口减退率,计算防治效果。 幼虫密度调查采用5点取样法,每点选取1棵,在选取海榄雌的树冠下、 中、 上部各取50 cm枝条1枝进行观察统计,观察统计时间选择在早晨7:00—9:00。

1.6 数据处理与分析

采用Excel 2003和DPS进行数据处理,数据采用平均数±标准差表示,并进行显著性分析、 LT50致死中时和致病力回归方程分析。

${\rm{校正死亡率/\% }} = \frac{处理组死亡率-对照组死亡率}{1-对照组死亡率} \times 100$ (1)
${\rm{虫口减退率/\% }} = \frac{防治前密度-防治后密度}{防治前密度} \times 100$ (2)
${\rm{防治效果/\% }} = \frac{处理区虫口减退率-对照区虫口减退率}{1-对照区虫口减退率} \times 100$ (3)
2 结果与分析 2.1 不同黑僵菌菌株处理后幼虫死亡率及其动态

海榄雌瘤斑螟幼虫接种1×108孢子·mL-1的不同黑僵菌菌株后,在第3天均出现了不同程度的感病反应,幼虫的活动力明显减弱,并开始出现部分死亡,在第12天,死亡幼虫体表布满了菌丝和孢子。 从图 1可以看出,各菌株对幼虫的死亡率在第4至第8天上升最快,之后趋于平稳。 通过12 d的观察发现,黑僵菌2575菌株对幼虫的致死率明显低于其他处理组,黑僵菌MA-126菌株、 MA3621菌株、 MAUZ-1菌株、 MA-1菌株、 KCAL菌株、 MA850菌株对幼虫的累积致死率分布在60%~85%之间,而黑僵菌HO194和F061菌株对幼虫有较高的致死率,其中黑僵菌F061菌株在对幼虫的致死效率和累积致死率上都要优于黑僵菌HO194菌株。

图 1 不同黑僵菌菌株处理后海榄雌瘤斑螟幼虫累计死亡率动态变化 Fig. 1 Cumulative mortality rate dynamic of the M. anisopliae F061 strains against Acrobasis sp.
2.2 不同黑僵菌菌株对海榄雌瘤斑螟幼虫致病力对比

海榄雌瘤斑螟幼虫接种1×108孢子·mL-1的不同黑僵菌菌株后,第12天的数据及分析见表 1。 从表 1可知,不同黑僵菌菌株对海榄雌瘤斑螟幼虫的致病力有着较大差异,其中黑僵菌2575菌株的致病力最差,12 d的累积死亡率为52.33%,校正死亡率为49.46%±1.88%,与其他黑僵菌处理组(MA-126菌株除外)均存在极显著差异(P<0.01) ; 黑僵菌MA850菌株、 MA3621菌株和MA-1菌株对对海榄雌瘤斑螟幼虫12 d的累积致死率在80%~86%之间,三者间的累积校正死亡率差异不显著(P>0.05) ,但均显著的高于MA-126菌株、 KCAL菌株、 2575菌株。 在12 d的累积死亡率统计中,黑僵菌F061菌株对海榄雌瘤斑螟幼虫的致病力最强,累积死亡率达98.75%,校正死亡率为97.56%±1.24%,均极显著的高于其他处理组(P<0.01) 。 通过表 1分析得出的LT50数据可以看出,黑僵菌F061菌株对海榄雌瘤斑螟幼虫的LT50致死中时最短,为7.25 d,其次为黑僵菌HO194菌株,LT50为7.64 d。 LT50致死中时越短说明对海榄雌瘤斑螟幼虫的致病力越强,致死率越高,因此黑僵菌F061菌株在红树林海榄雌瘤斑螟的绿色防控中有较高的应用价值。

表 1 不同黑僵菌菌株对海榄雌瘤斑螟幼虫致病力对比1) Table 1 The pathogenicity of different M. anisopliae in controlling Acrobasis sp. larvae
菌株
Strain
死亡率
Mortality/%
校正死亡率
Correct mortality/%
LT50回归方程
Regressive equation
LT50/d相关系数R
HO19491.5490.12±2.08Bby=-0.316 6+0.102 2x7.640.987 5
MA-12664.1259.33±2.51fgEFy=-0.225 6+0.110 2x10.440.972 1
MA362180.3279.20±1.41cdCy=-0.307 5+0.122 1x8.860.975 3
MAUZ-170.1366.87±2.54efDEy=-0.244 1+0.025 7x9.750.973 3
MA-183.4482.02±3.24cCy=-0.291 2+0.130 1x8.550.977 5
KCAL75.6373.44±1.21deDy=-0.263 1+0.025 7x9.150.968 7
MA85085.3483.14±3.42cCy=-0.322 5+0.121 0x8.140.980 5
F06198.7597.56±1.24aAy=-0.284 9+0.051 8x7.250.972 0
257552.3349.46±1.88gFy=-0.217 4+0.074 5x11.470.981 2
对照 CK9.86
1) 不同小写字母表示各处理间的达显著水平(P<0.05) ,不同大写字母表示各处理间的达极显著水平(P<0.01) ,相同字母则表示为处理组间差异不显著。 Note: different lowercase letters indicate significant between the groups (P< 0.05) ,and different capital letters up to extremely significant level between the groups (P< 0.01) ,with the same was not significant.
2.3 黑僵菌F061菌株林间应用

不同浓度的黑僵菌F061菌株对海榄雌瘤斑螟的林间防治效果见表 2。 从表中可以看出,对海榄雌瘤斑螟的防控效果随着浓度的增大而增强,以浓度为1×108孢子·mL-1黑僵菌F061菌株处理的防治效果最差,以浓度1×109和2×109孢子·mL-1黑僵菌F061菌株处理的防治效果最好,虫口减退率分别达到90.03%±1.74%和90.55%±1.21%,且两处理间的差异不显著(P>0.05) ,但均极显著的高其他处理(P<0.01) ,说明以浓度1×109和2×109孢子·mL-1黑僵菌F061菌株防治海榄雌瘤斑螟有着较大的应用前景。

表 2 不同浓度黑僵菌F061菌株对海榄雌瘤斑螟的防治效果1) Table 2 The control effect of different concentration of M. anisopliae F061 strains against Acrobasis sp.
孢子液浓度 Concentration
/(spore·mL-1)
防治前海榄雌瘤斑螟数
Number of Acrobasis sp. before control
10 d后海榄雌瘤斑螟数
Number of Acrobasis sp. after 10 d
虫口减退率
Decrease rate/%
防治效果
Control effect/%
1×1082337866.52±1.5667.79±0.72cB
5×108176 4574.43±1.2175.40±1.33bB
1×109251 2689.64±1.1590.03±1.74aA
2×109224 2290.18±1.3490.55±1.21aA
对照 CK203211-3.94±0.33
1) 不同小写字母表示各处理间的达显著水平(P<0.05) ,不同大写字母表示各处理间的达极显著水平(P<0.01) ,相同字母则表示为处理组间差异不显著。 Note: different lowercase letters indicate significant between the groups (P< 0.05) ,and different capital letters up to extremely significant level between the groups (P< 0.01) ,with the same was not significant.
3 结论与讨论

海榄雌被称为红树林的“先锋植物”,对于维护湿地的生态系统有着重要作用[9]。 目前,海榄雌瘤斑螟是危害海榄雌种群繁衍最为严重的害虫之一,如深圳福田红树林保护区,正是由于长期受到海榄雌瘤斑螟的侵食,且并未得到有效的控制,现已不能开花结果繁衍下一代[13]。 而化学农药的使用对于红树林中的海洋生物同样具有杀伤作用,不利于整个生态系统的健康发展[14],因此无公害生物防治技术成为研究的重点。 本文中的台湾黑僵菌在侵染寄主害虫后,附着于寄主体表的孢子于初期在寄主体表长出白色棉絮状的菌丝并产生蛋白分解酵素,经由几种蛋白分解酵素作用,分解虫体上表皮细胞而感染虫体,形成侵入菌丝,藉由分泌酵素来分解昆虫体壁并协助菌丝侵入血腔,可分泌黑僵菌素(Dextruxin)使寄主在48~72 h死亡或因菌丝充满虫体在5~7 d后逐渐死亡,最后受黑僵菌感染的幼虫体表会布满墨绿色的分生孢子,形成下一周期的有效感染源,并具有绿色环保、 安全、 无污染、 对害虫不产生抗药性等特点,且扩散和生存能力强[12]。 因此,开展黑僵菌对红树林海榄雌瘤斑螟的生物防治具有重要的意义。

本研究表明,在实验室的12 d累积统计中,不同黑僵菌菌株对海榄雌瘤斑螟幼虫有着不同的致病力,以黑僵菌F061菌株对海榄雌瘤斑螟幼虫的致病力最强,在12 d的统计中累积死亡率达98.75%,校正死亡率为97.56%±1.24%,均极显著的高于其他处理组(P<0.01) ,且对海榄雌瘤斑螟幼虫的致死中时最短,为7.25 d。 在林间应用中,以1×109和2×109孢子·mL-1的黑僵菌F061菌株可有效保护海榄雌叶片免被害虫侵食,且对海榄雌瘤斑螟的防控效果随着黑僵菌F061菌株浓度的增大而增强,以1×109和2×109孢子·mL-1黑僵菌F061菌株处理的防治效果最好,防治效果分别达到90.03%±1.74%和90.55%±1.21%,两处理组间的差异不显著(P>0.05) ,但均极显著的高于A、 B处理组(P<0.01) ,说明以1×109和2×109孢子·mL-1黑僵菌F061菌株处理对海榄雌瘤斑螟有着很好的防治效果。 从对海榄雌瘤斑螟的防治效果结合应用成本分析考虑,选取1×109孢子·mL-1黑僵菌F061菌株即可达到较好的防控效果。

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