【摘要】：生物防治策略具有安全、高效、低風(fēng)險(xiǎn)的優(yōu)點(diǎn),引起了全世界科學(xué)家的關(guān)注。昆蟲(chóng)病原菌在自然界中對(duì)昆蟲(chóng)種群調(diào)控發(fā)揮著關(guān)鍵作用,其被認(rèn)為是最早的害蟲(chóng)生物防治藥劑。前人研究已經(jīng)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(chóng)劑。在所有的昆蟲(chóng)病原微生物中,相比于病毒和細(xì)菌,大多數(shù)真菌不需要通過(guò)消化道而直接由昆蟲(chóng)表皮進(jìn)入昆蟲(chóng)體內(nèi)。眾所周知,昆蟲(chóng)病原真菌與它們的宿主昆蟲(chóng)之間發(fā)生復(fù)雜的相互作用,其中病原真菌通過(guò)感染過(guò)程中蟲(chóng)菌之間的連續(xù)相互作用來(lái)殺死昆蟲(chóng)。盡管已經(jīng)有很多研究報(bào)道昆蟲(chóng)受真菌感染的生理和分子機(jī)制,但很多細(xì)節(jié)問(wèn)題依然并不清楚。本研究以粘蟲(chóng)和黃粉蟲(chóng)作為供試?yán)ハx(chóng),測(cè)定了三種不同昆蟲(chóng)病原真菌Beuveria spp、Isaria spp和Metarhizium spp對(duì)二者的毒力,并探討了真菌感染過(guò)程中宿主昆蟲(chóng)體內(nèi)的相關(guān)酶活性變化。以期為新的微生物殺蟲(chóng)劑的研發(fā)和深入理解昆蟲(chóng)真菌與宿主的互作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。生物測(cè)定結(jié)果表明,所有菌株對(duì)兩種測(cè)試?yán)ハx(chóng)都具有致病性和不同程度的毒力,并且沒(méi)有宿主特異性。以黃粉蟲(chóng)作為供試?yán)ハx(chóng)的實(shí)驗(yàn)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(shí)間(MST)分別為3.44±0.04和4.33±0.07天,而B(niǎo)SH-03(B.asiatica)毒性最低,LD50為4.1×10~7分生孢子/g。掃描電鏡結(jié)果顯示,Qin-21和YYC-091在12 h內(nèi)萌發(fā)率相對(duì)較快,隨后萌發(fā)率在24 h內(nèi)迅速擴(kuò)大。此外,在最強(qiáng)毒力的分離株秦-21感染期間,過(guò)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(guān)酶與病原真菌對(duì)宿主昆蟲(chóng)的致病性相關(guān)。比較奇特的是棒束孢屬的真菌,研究發(fā)現(xiàn)了其對(duì)粘蟲(chóng)的毒力遠(yuǎn)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(qiáng)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(shí)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(guò)對(duì)感染過(guò)程中宿主昆蟲(chóng)過(guò)氧化物酶(PODs)、過(guò)氧化氫酶(CATs)、超氧化物歧化酶(SODs)、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)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(shí)到感染后期對(duì)SOD、CAT、CarE的酶活性產(chǎn)生抑制作用,但對(duì)于POD、AKP的活性抑制卻是從6和12 hpi開(kāi)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(chóng)GST和CarE酶活性持續(xù)升高,推測(cè)其與宿主免疫應(yīng)答相關(guān)。感染后24小時(shí)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(zhǎng)速度相對(duì)其它菌株快。通過(guò)電鏡觀察感染后不同時(shí)間點(diǎn)ILDS-03分離株的感染過(guò)程。研究結(jié)果表明,不同的昆蟲(chóng)病原真菌對(duì)宿主昆蟲(chóng)的毒力存在差異,而毒力強(qiáng)弱與真菌對(duì)宿主昆蟲(chóng)相關(guān)酶活性的調(diào)控相關(guān),這為深入理解昆蟲(chóng)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(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S476.12

【參考文獻(xiàn)】

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1 彭世獎(jiǎng);我國(guó)古代農(nóng)業(yè)技術(shù)的優(yōu)良傳統(tǒng)之一——生物防治[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);1983年01期

本文編號(hào)：2718081