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白僵菌与绿僵菌对甜菜夜蛾幼虫的致病力

2014-12-24童应华马淑娟李万里

关键词:球孢僵菌株菌

童应华,马淑娟,李万里,童 浩

(1.福建农林大学林学院,福建 福州350002;2.福建省三明市郊国有林场,福建 三明365000)

甜菜夜蛾[Spodoptera exigua(Hübner)]属于鳞翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae),是一种世界性分布、间歇性大发生的多食性害虫,可取食为害35科108属170多种植物[1-3].除为害玉米、大豆等粮食和经济作物外,还危害菊科的花卉.甜菜夜蛾幼虫一般5龄,少数6-7龄,其初孵幼虫群集结网,取食寄主叶肉和花瓣,3龄后分散危害,幼虫多在夜间取食,4龄后食量大增,4-5龄幼虫食量占幼虫全期食量的80%以上;菊花受害后,叶片卷曲,花瓣变色、卷曲,难以开放,后期幼虫钻蛀花蕊,并有大量排泄物,蕊部逐渐腐烂,老熟幼虫钻入4-9 cm的土表或土壤中吐丝筑室化蛹[4-5].在福建省三明市清流县非洲菊(Gerbera jamesonii Bolus)种植基地调查发现,部分幼虫在花蕊中结茧化蛹,对非洲菊造成严重危害.

昆虫病原真菌是昆虫病原微生物中最大的类群之一,全世界已报道约100多个属800多种,可寄生5个目100多个属的215种昆虫[6];在自然条件下,由病原真菌感染致死的昆虫占病死昆虫的近60%[7],是害虫生物控制的潜力资源.白僵菌和绿僵菌是研究和应用最广泛的昆虫病原真菌.其中,已记载白僵菌寄主包括15目149科707种昆虫[8-11];绿僵菌能寄生8个目42个科200多种昆虫,以及螨类和线虫等[12-14].近几年,有关白僵菌对甜菜夜蛾的致病力已有报道,致病效果较好[15-17],而绿僵菌对该虫的致病力尚未见报道.本研究拟通过测定筛选出对甜菜夜蛾幼虫致病力较强的菌株,为该害虫的生物防治提供理论基础.

1 材料与方法

1.1 供试菌株

供试金龟子绿僵菌菌株(Ma1775、Ma1291-2、MaZPTR-02、MaFzzL-01、Ma23-2)系福建省林业科学研究院森林保护研究所提供,球孢白僵菌菌株(B3、B上、SB、B187)均系本教研室保存菌种.

1.2 供试虫源

供试幼虫采自福建省三明市清流县鸿翔农庄农业发展有限公司花卉基地及周边乡镇花卉种植基地.从田间采回甜菜夜蛾幼虫,放入透明塑料盒中,以非洲菊叶片和受害后的花朵饲养,每3 d更换1次食物.

1.3 强致病力菌株的筛选

1.3.1 孢悬液的制备 待各菌株在PPDA斜面培养基上充分产孢后,用含0.01%吐温-80的无菌水冲洗孢子,置于恒温振荡器(国华企业SHA-C恒温振荡器15DR)上充分振荡(150 r·min-1)10 min,血球计数板计数,根据需要配成不同浓度的孢子悬液备用.

1.3.2 菌株筛选 采用点滴法接菌.选择已饲养3 d的2-3龄健康幼虫,用移液枪吸取(1.0±0.5)×108个·mL-1孢子悬液滴于幼虫体表,稍做拖涂,每头虫接菌量为10 μL,然后放入塑料盒,贴上标签,室温饲养,饲养方法同1.2,每盒放20-25头幼虫.从第2天开始,每天定时观察并记录各处理幼虫的死亡情况,并将死虫移出,放入已灭菌的培养皿内,虫体下垫滤纸,并用浸有无菌水的脱脂棉保湿,贴上标签,置于(25±1)℃的恒温培养箱中培养.持续观察至其中一菌株处理的幼虫全部死亡为止,记录各处理每天的死亡虫数和僵虫数,以虫体表面长出菌丝体为僵虫.每种菌株为1个处理,每个处理设5个重复.以滴等量的0.01%吐温-80无菌水为对照.

1.3.3 强致病力菌株对幼虫的致病力测定 接菌方法同1.3.2.选择致病力较强的菌株,分别以1.0×105、1.0 ×106、1.0 ×107、1.0 × 108、5.0 ×108个·mL-1孢子悬液接菌,接菌后幼虫的饲养和观察方法同1.3.2,每个浓度处理测定30-35头健康幼虫.以0.01%吐温-80无菌水为对照.

1.4 数据处理

应用DPS(7.55)数据处理系统对数据进行统计和分析[18].幼虫的死亡率、校正死亡率和僵虫率按公式(1)、(2)、(3)统计,并将各处理的校正死亡率和僵虫率进行反正弦平方根转换后做多重比较.

各菌株的时间—死亡率测定采用机率值分析法,以时间/d的数值为x,死亡率的机率值为y,计算回归方程和致死中时(LT50).用时间—剂量—死亡率模型(TDM模型)模拟致病力测定结果.TDM模型的表述如下:

由于累计死亡概率是时间连续的变量,不满足模型模拟的独立性假设,生物学意义不大,而条件死亡概率的计算依赖于完全相互独立的时间区间,它是区间结束时的实际死亡数与区间起始时的存活数之比,满足时间变量的独立性假设.因此,本文仅考虑不同剂量使试虫在时间区间[ti-1,ti](i=1,2,…,i)内可能发生的条件死亡概率.

式中,qij表示在时间区间[ti-1,ti]内由剂量 dj(j=1,2,…,j)可能引起的条件死亡概率;待估参数 β 表示条件死亡率模型的剂量效应参数(即与剂量效应有关的斜率);γi(i=1,2,…,i)表示条件死亡率模型时间区间[ti-1,ti]内的时间效应参数估计值[19-21].

2 结果与分析

2.1 幼虫累积死亡率动态

接菌后3-7 d死亡率迅速上升,有4株菌在处理6 d后幼虫累积死亡率达50%以上.Ma1291-2菌株处理9 d后和B187、Ma23-2菌株处理10 d后幼虫全部死亡.MaFzzL-01和B上菌株处理的累积死亡率较低,致病力较弱(图1).

图1 不同菌株处理甜菜夜蛾幼虫累积死亡率动态Fig.1 The dynamic of cumulative mortality rate of S.exigua larvae treated with different strains

2.2 各菌株对甜菜夜蛾幼虫致病力的比较

从表1可知,Ma1291-2、Ma23-2和B187菌株处理8 d后,其校正死亡率均极显著高于其他菌株(F=36.291,df=8,36;P=0.0001);而 Ma1291-2 菌株处理的僵虫率显著高于 Ma23-2 菌株(F=64.84,df=8,36;P=0.0001),Ma1291-2与B187菌株处理的僵虫率无显著差异.Ma1291-2菌株处理的致死中时(LT50)最短,仅5.33 d.综合考虑校正死亡率、僵虫率和LT50可知,在9株菌中,Ma1291-2菌株对甜菜夜蛾幼虫的致病力最强,B187菌株次之.

表1 不同菌株对甜菜夜蛾幼虫的致死效果(8 d)1)Table 1 Lethal effects of different strains to S.exigua larvae(8 d)

2.3 强致病力菌株的时间—剂量—死亡率模型

选择致病力较强的绿僵菌Ma1291-2和白僵菌B187菌株,测定其对甜菜夜蛾幼虫的致病力,分析其条件死亡率模型,分别获得条件死亡率模型的剂量效应参数β和时间效应参数γi的估计值(表2).经Hosmer-Lemeshow 拟合度检验,Ma1291-2:x2=26.92898(8)=15.507,P=0.51763 > 0.05;B187:x2=8.35752(9)=16.919,P=0.99368 >0.05,故可认为模型拟合无显著异质性存在,即拟合成功.2株菌的剂量效应参数β分别为0.2409和0.2665,说明2株菌各浓度梯度的孢子悬液对甜菜夜蛾幼虫均有一定的致死效果;2株菌在接菌后4-5 d,γi增加幅度较大,说明该幼虫在接菌后4-5 d死亡数量较多,可见,2株菌对甜菜夜蛾幼虫致死效应较强的时间段在接菌后4-5 d.

表2 时间—剂量—死亡率模型及参数估计(条件死亡率模型)Table 2 Time-dose-mortality model and parameters estimating(conditional mortality model)

2.4 强致病力菌株对幼虫不同时段的致病力

从表3可知,不同剂量的菌株对甜菜夜蛾幼虫产生的致死效应差异明显,随着时间的延续,LC50和LC90逐渐减小,剂量效应逐渐增强.接菌后第6天,2株菌对该虫的LC50分别为8.49×105和6.41×106个·mL-1.

表3 强致病力菌株在不同时段对甜菜夜蛾幼虫的致死剂量Table 3 The lethal dose of higher virulent strains against S.exigua larvae in different period

3 小结与讨论

崔璟辉等[16]研究表明,温度、相对湿度和幼虫龄期对白僵菌的致病力具有显著影响,以2.0×108个·mL-1孢子浸液法处理,在25℃、相对湿度(95±5)%条件下,甜菜夜蛾幼虫10 d后的累计死亡率达(97.77±2.12)%.罗冰等[17]应用球孢白僵菌 MZ041016 菌株,以4.0 ×108个·mL-1孢子喷雾法处理,8 d 后2 龄甜菜夜蛾幼虫的累计校正死亡率为84.82%,LT50为4.186 d;而3龄幼虫的最高累计校正死亡率为81.26%,LT50为4.492 d.本研究表明,白僵菌B187对甜菜夜蛾2-3龄健康幼虫有较强的致病力,以(1.0±0.5)×108个·mL-1孢子悬液点滴法接菌,室温饲养8 d后,其校正死亡率为(93.21±3.20)%,僵虫率为(84.76±1.47)%,LT50为 5.57 d.

经过致病力筛选表明,绿僵菌Ma1291-2菌株对甜菜夜蛾幼虫有较强的致病力,以(1.0±0.5)×108个·mL-1孢子悬液接菌,室温饲养8 d后,其校正死亡率为(94.70±0.68)%,僵虫率为(88.06±1.75)%,LT50为5.33 d.

由此可见,白僵菌B187和绿僵菌Ma1291-2菌株在生产中有较大的开发应用潜力,而有关2种菌株同时应用的联合毒力及安全性等,还有待进一步研究与评价.

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