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球孢白僵菌致病东亚飞蝗作用机理研究

                       
【摘要】:东亚飞蝗[Locusta migratoria manilensis(Meyen)]作为重要草坪害虫之一,取食多种禾本科植物。飞蝗蚕食草坪叶片对草坪为害极大,导致草坪生态环境恶化,影响人们的观赏和娱乐。因此,防治蝗虫对草坪生态保护至关重要。传统的化学农药防治对环境污染大,采用生物防治可以在防虫的同时最大限度的降低对周边环境的污染,满足人们亲近绿色的需求。球孢白僵菌(Beauveria bassiana)是一种应用非常广泛的微生物真菌,对人畜无伤害、维持生态平衡、防治效果好等诸多优点,目前在草坪中应用白僵菌防治蝗虫的研究报道较少。本研究利用吉林省农业科学院植物保护研究所保存的球孢白僵菌菌种,通过室内生物测定筛选出高毒力的菌株;通过酚氧化酶活性变化研究球孢白僵菌对东亚飞蝗的致病力;通过菌株的生物学特性和pr1蛋白酶活性变化研究菌株不同传代方式对东亚飞蝗毒力的影响;通过检测球孢白僵菌对东亚飞蝗的电镜致病过程明确球孢白僵菌对东亚飞蝗的致病途径;通过测定东亚飞蝗体重、饮食的变化研究球孢白僵菌对东亚飞蝗的营养生理毒性;通过测定东亚飞蝗生理生化酶的变化研究球孢白僵菌对东亚飞蝗的酶学毒性;通过检测东亚飞蝗消化道器官的细胞病理变化研究球孢白僵菌对东亚飞蝗的细胞病理毒性。具体结果如下。(1)5株供试优势菌对东亚飞蝗均有一定的致病作用,僵虫死亡率在50%~80%,其中,D4-2-1菌株对蝗虫僵死率最高,因此,D4-2-1为高毒力菌株。(2)通过浸渍法和饲喂法两种生测方法检测了D4-2-1菌株对3龄东亚飞蝗幼虫的毒力,在球孢白僵菌孢子浓度为1×10~8个/mL时对东亚飞蝗毒力效果最好,但由于1×10~7个/mL的死亡率与1×10~8个/mL死亡率差异不大,因此,1×10~7个/mL浓度是最佳浓度,浸渍法菌液LT_(50)为7.4天,饲喂法菌液LT_(50)为8.9天。(3)通过蝗虫酚氧化酶活性变化,不同处理方式酶活性变化均是先上升后下降,浸渍法在32h达到最高峰,饲喂法在48h达到最高峰。(4)通过虫体传代的球孢白僵菌,菌落生长速度加快,产孢量增加,pr1蛋白酶活性增强,孢子萌发率无明显差异;而通过培养基传代的菌种,生长速度减慢,产孢量降低,pr1蛋白酶活性减弱。(5)球孢白僵菌致病东亚飞蝗,48h附着在体表的孢子大量萌发,体表血腔下有大量孢子和菌丝,4天致死,僵虫体表腹部节间、体壁缝隙、体毛基部、气孔等高湿度或软组织部位具有大量的菌丝和孢子;48h消化道内壁有少量孢子附着和萌发,消化道外壁无孢子和菌丝。球孢白僵菌致病东亚飞蝗主要通过体表进行。(6)东亚飞蝗感染球孢白僵菌后,其营养生理会受到影响。取食量在第3天开始显著降低,平均体重增加量在第4天开始显著降低,食物利用率在第6天开始显著降低。(7)东亚飞蝗感染球孢白僵菌后,其体内的各种代谢酶的代谢会受到影响,其3种保护酶及谷胱甘肽-s-转移酶活性变换趋势为先上升后下降,都为48h后达到最高值,其羧酸酯酶活性变化趋势为先上升后下降,再上升,48h形成一个波峰;乙酰胆碱酯酶活性的趋势为先抑制再激活,48h达到峰谷。(8)球孢白僵菌进入东亚飞蝗消化道后,随着作用时间的延长,对试虫消化道各组织细胞的破坏性越严重,且处理相同时间时,嗉囊、胃盲囊、中肠3个结构的破坏性依次为中肠胃盲囊嗉囊。综上所述,球孢白僵菌D4-2-1菌株是园林草坪蝗虫的有效生防真菌,可通过东亚飞蝗传代活化菌株,体表侵染为主要致病途径,致病过程中东亚飞蝗的营养生理、生理生化和细胞器均会发生不同程度的病理改变,是东亚飞蝗重要的潜力生防菌种。
【作者单位】:
【基金】:
【分类号】:S476.12

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