【摘要】：生物防治策略具有安全、高效、低風險的優(yōu)點,引起了全世界科學家的關注。昆蟲病原菌在自然界中對昆蟲種群調控發(fā)揮著關鍵作用,其被認為是最早的害蟲生物防治藥劑。前人研究已經證明了綠僵菌屬(Metarhizium spp)、白僵菌屬(Beauveria spp)和棒束孢(Isaria spp)都是是很有前景的潛在微生物殺蟲劑。在所有的昆蟲病原微生物中,相比于病毒和細菌,大多數(shù)真菌不需要通過消化道而直接由昆蟲表皮進入昆蟲體內。眾所周知,昆蟲病原真菌與它們的宿主昆蟲之間發(fā)生復雜的相互作用,其中病原真菌通過感染過程中蟲菌之間的連續(xù)相互作用來殺死昆蟲。盡管已經有很多研究報道昆蟲受真菌感染的生理和分子機制,但很多細節(jié)問題依然并不清楚。本研究以粘蟲和黃粉蟲作為供試昆蟲,測定了三種不同昆蟲病原真菌Beuveria spp、Isaria spp和Metarhizium spp對二者的毒力,并探討了真菌感染過程中宿主昆蟲體內的相關酶活性變化。以期為新的微生物殺蟲劑的研發(fā)和深入理解昆蟲真菌與宿主的互作提供基礎數(shù)據(jù)。生物測定結果表明,所有菌株對兩種測試昆蟲都具有致病性和不同程度的毒力,并且沒有宿主特異性。以黃粉蟲作為供試昆蟲的實驗中,Qin-21(B.Bassiana)和YYC-091(M.robertsii)是最具毒力的分離株,其LD50分別為9.12×10~4和3.4×10~5分生孢子/g,平均存活時間(MST)分別為3.44±0.04和4.33±0.07天,而BSH-03(B.asiatica)毒性最低,LD50為4.1×10~7分生孢子/g。掃描電鏡結果顯示,Qin-21和YYC-091在12 h內萌發(fā)率相對較快,隨后萌發(fā)率在24 h內迅速擴大。此外,在最強毒力的分離株秦-21感染期間,過氧化物酶(POD)和羧酸酯酶(CarE)酶活性受到抑制(POD,P0.01),表明了選擇性抑制免疫相關酶與病原真菌對宿主昆蟲的致病性相關。比較奇特的是棒束孢屬的真菌,研究發(fā)現(xiàn)了其對粘蟲的毒力遠高于白僵菌和綠僵菌。Isaria cateniannulata的ILDS-03和ILDS-01分離株是毒力最強的分離株,其LD50分別為1.24×10~(06)和1.71×10~(06)分生孢子/ml,平均生存時間分別為4.73±0.16和3.64±0.12天,08分生孢子/ml感染劑量。通過對感染過程中宿主昆蟲過氧化物酶(PODs)、過氧化氫酶(CATs)、超氧化物歧化酶(SODs)、谷胱甘肽S-轉移酶(GSTs)、羧酸酯酶(CarE)和堿性磷酸酶活性的分析,發(fā)現(xiàn)Isaria屬的ILDS-03的高毒力株從6 h.p.i.時到感染后期對SOD、CAT、CarE的酶活性產生抑制作用,但對于POD、AKP的活性抑制卻是從6和12 hpi開始。而ILDS-1株卻持續(xù)抑制了GST和CarE的活性。與之相反的,毒力較弱的綠僵菌分離株感染后的昆蟲GST和CarE酶活性持續(xù)升高,推測其與宿主免疫應答相關。感染后24小時掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),Qin-21和YYC-091菌株的孢子萌發(fā)速度和芽管生長速度相對其它菌株快。通過電鏡觀察感染后不同時間點ILDS-03分離株的感染過程。研究結果表明,不同的昆蟲病原真菌對宿主昆蟲的毒力存在差異,而毒力強弱與真菌對宿主昆蟲相關酶活性的調控相關,這為深入理解昆蟲病原真菌與宿主之間的互作和尋求高毒力的菌株提供了重要的參考依據(jù)。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S476.12

【參考文獻】

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1 彭世獎;我國古代農業(yè)技術的優(yōu)良傳統(tǒng)之一——生物防治[J];中國農業(yè)科學;1983年01期

本文編號：2718081