皖南与皖西南蚕区球孢白僵菌种群遗传结构的ISSR分析

由球孢白僵菌引起的家蚕白僵病是影响蚕业生产的重要因素之一.本研究在皖南泾县和皖西南潜山县蚕区的病蚕、蚕室环境、蚕室周边桑园、松林及农田调查取样,共分离出124株球孢白僵菌;通过ISSR分子标记对它们及用于防治松毛虫的菌株进行种群遗传结构分析,追踪家蚕白僵病的来源及传播途径.结果表明： 两个地区的球孢白僵菌种群均为异质性明显的种群.潜山的蚕病亚种群是多源的,而泾县的蚕病亚种群是单源的;泾县蚕病亚种群和潜山的蚕病优势亚种群具有典型的地方性,只在蚕室内循环侵染家蚕,引起低频常在性的地方性白僵病;而潜山的非优势亚种群可以在蚕室外的少数转主寄主中传播.在两地松林的松毛虫种群中流行的类群、真菌杀虫剂生产菌株以及在潜山蚕室附近引起螳螂种群流行病的类群均与蚕病类群无关,表明其对蚕业是安全的.     

两广地区家蚕白僵菌的SSRs遗传多样性

为查明广东和广西地区家蚕Bombyx mori病原白僵菌的来源及其菌株间的相互关系, 本研究利用了微卫星标记（simple sequence repeats, SSRs）技术, 分别对采自广东、 广西蚕区的白僵菌菌株居群之间和居群之内的遗传多态性进行了研究。结果发现, 两广白僵菌居群之间的基因分化系数（Gst）是0.0590, 多态位点百分率（PPL）为97.73%, Nei氏基因多样性指数（H）为0.1896, Shannon氏信息多样性指数（I）为0.3165, 表明两广家蚕来源的白僵菌居群间的遗传分化较小; 两个居群内部的遗传多态性研究结果分别是广东白僵菌居群的PPL=68.18%, H=0.1910, I=0.3044, 而广西白僵菌居群的PPL=65.91%, H=0.1713, I=0.1791, 表明广东白僵菌居群的遗传多样性水平较高, 广西白僵菌居群遗传多样性水平相对较低。最后, 利用Nei氏遗传距离进行了两广地区白僵菌菌株间地理来源关系的聚类分析, 结果表明实验室保存菌株单独聚为类群Ⅰ, 而不同采集地的菌株聚为类群Ⅱ。结果反映了生产来源的白僵菌菌株存在遗传多态性和基因分化现象, 暗示了家蚕白僵病病原来源的复杂性, 还说明应用SSRs技术进行家蚕白僵病病原的溯源是一条可行的途径。     

球孢白僵菌种群在松林中的寄主转移及遗传多样性对松毛虫持续控制的影响

通过林间接种式放菌及其后一周年的野外调查,从林间采集到30种寄主昆虫及从土壤、落叶和气流中分离到119株球孢白僵菌.酯酶同工酶分析表明,它们属于32个不同酯酶型,呈现出丰富的遗传多样性.释放菌株所属的酯酶型02包括从11种昆虫上分离出的18个菌株,表明林间释放的菌株已成功地在不同寄主昆虫种群中宿存下来,并以常发的地方病状态存在于松毛虫及松灰象甲等12种昆虫种群之中;当林间目标寄主缺乏时,其它寄主可将食物链维系下去.其它酯酶型分别包括1～23个菌株.一周年内的寄主转移动态结果表明,球孢白僵菌在松林生态系统中不同寄主间可转移寄生.每个酯酶型中的菌株对松毛虫的毒力相差很大.表明球孢白僵菌在松林中的延续和扩散流行不是1条路线,每个酯酶型至少代表食物网上的1条支链.有些环节的寄主连接了不同的酯酶型,使松林中食物网变得十分复杂.另外,从土壤、枯枝落叶层、林冠层和空气中分离到的球孢白僵菌分属于不同的酯酶型,表明松林中还存在着复杂的腐生食物链,有利于松毛虫及其它害虫的持续控制.     

球孢白僵菌种群在松林中的寄主转移及遗传多样性对松毛虫持续控制的影响

通过林间接种式放菌及其后一周年的野外调查,从林间采集到30种寄主昆虫及从土壤、落叶和气流中分离到119株球孢白僵菌．酯酶同工酶分析表明,它们属于32个不同酯酶型,呈现出丰富的遗传多样性．释放菌株所属的酯酶型02包括从11种昆虫上分离出的18个菌株,表明林间释放的菌株已成功地在不同寄主昆虫种群中宿存下来,并以常发的地方病状态存在于松毛虫及松灰象甲等12种昆虫种群之中;当林间目标寄主缺乏时,其它寄主可将食物链维系下去．其它酯酶型分别包括1～23个菌株．一周年内的寄主转移动态结果表明,球孢白僵菌在松林生态系统中不同寄主间可转移寄生．每个酯酶型中的菌株对松毛虫的毒力相差很大,表明球孢白僵菌在松林中的延续和扩散流行不是1条路线,每个酯酶型至少代表食物网上的1条支链．有些环节的寄主连接了不同的酯酶型,使松林中食物网变得十分复杂,另外。从土壤、枯枝落叶层、林冠层和空气中分离到的球孢白僵菌分属于不同的酯酶型,表明松林中还存在着复杂的腐生食物链,有利于松毛虫及其它害虫的持续控制。     

球孢白僵菌释放后在森林系统中定殖及持续控虫作用的证据

在皖南马尾松林中使用球孢白僵菌无纺布菌条接种式放菌防治松褐天牛。在放菌前进行球孢白僵菌本底调查,在放菌后半年内采集该菌感染的各种僵虫,得到87株分离物。利用28SrDNA-PCRⅠ型内含子标记技术,测定放菌后释放菌株的回收率。结果表明,在87株球孢白僵菌中有66株与释放菌株的核型相同,占75.86%。半年中平均回收率为81.7%(75%-90.9%之间),这表明释放菌株已在该生态系中定殖,对松褐天牛种群发挥持续控制作用。在放菌前后球孢白僵菌种群结构有所变化,释放菌株有取代土著菌株优势地位的趋向。     

球孢白僵菌释放后在森林系统中定殖及持续控虫作用的证据

在皖南马尾松林中使用球孢白僵菌无纺布菌条接种式放菌防治松褐天牛。在放菌前进行球孢白僵菌本底调查,在放菌后半年内采集该菌感染的各种僵虫,得到87株分离物。利用28SrDNA-PCRⅠ型内含子标记技术,测定放菌后释放菌株的回收率。结果表明,在87株球孢白僵菌中有66株与释放菌株的核型相同,占75.86%。半年中平均回收率为81.7%(75%-90.9%之间),这表明释放菌株已在该生态系中定殖,对松褐天牛种群发挥持续控制作用。在放菌前后球孢白僵菌种群结构有所变化,释放菌株有取代土著菌株优势地位的趋向。     

中国北方球孢白僵菌的遗传多样性和种群遗传结构

将在中国北方13省采集分离的622株球孢白僵菌按省份划分成13个亚种群,其中寄主可以鉴定到目的8目昆虫和蜘蛛目的568株按目划分成9个亚种群,用ISSR(简单重复序列区间)分子标记技术进行遗传多样性和种群遗传结构分析.结果表明:各多样性指数皆显示我国北方地区球孢白僵菌的遗传多样性水平较高,种群的异质性较强.其中内蒙古亚种群的遗传多样性和种群异质性最高,河南亚种群最低;鳞翅目亚种群的遗传多样性和种群异质性最高,蜘蛛目亚种群最低.河南与辽宁亚种群间以及蜘蛛目与螳螂目亚种群间的遗传分化系数以及遗传距离最大,宁夏与陕西亚种群间以及鞘翅目与膜翅目亚种群间最小.按寄主目划分的亚种群间的平均遗传分化系数和平均遗传距离均低于按省份划分的亚种群.这些结果以及基于遗传距离的亚种群聚类分析都证明我国北方球孢白僵菌的遗传谱系与寄主来源和地理来源均无关系.我国北方球孢白僵菌的变异主要是由各不同寄主目内科间及属间的变异造成的,也是由各省不同采集地以及采集地内部不同微生境间的差异造成的.     

马尾松纯林中球孢白僵菌种群的遗传异质性

应用ISSR分子标记对安徽省麻姑山马尾松人工纯林的111株球孢白僵菌进行遗传异质性分析,7个引物共得到58个位点,其中多态位点比率为93.10%.不同调查时间亚种群的Nei基因多样性(He)为0.2552,Shannon信息指数(I)为0.3825,亚种群间的基因分化系数(Gst)为0.2269,基因流(Nm)为0.8518,其中5月和7月间的遗传距离最小,为0.0408;不同寄主亚种群的He为0.2623、I为0.3884,亚种群间的Gst为0.1964、Nm为1.0223,其中鞘翅目和鳞翅目间亚种群的遗传距离最小,为0.0163.表明麻姑山球孢白僵菌存在较高的遗传异质性,亚种群间的遗传变异较小,亚种群内表现出相对较大的遗传变异,未见ISSR图谱相同或高度相似的菌株.     

不同受害类型松林中马尾松毛虫自然种群生命表研究

通过组建自然种群生命表来研究比较受害松林与未受害松林间马尾松毛虫Dendrolimus punctatus Walker的种群动态.结果表明,在未受害松林中马尾松毛虫的存活率达15.33%,种群趋势指数为24.0489;在受害松林中马尾松毛虫的存活率为0.61%,种群趋势指数为0.4864.在受害松林中的总K值(3.2183)也要远远大于未受害松林中的总K值(0.8146).在未受害松林中易引起马尾松毛虫种群数量的剧增,而在受害的松林中马尾松毛虫的种群呈下降趋势.这一结果表明受害的松林本身对马尾松毛虫种群具有一定的自然调控作用.     

白僵菌生物防治林中虫生真菌群落结构分析

对白僵菌生物防治林中虫生真菌群落的结构研究表明,长期接种式释放白僵菌的马尾松林中虫生真菌共有属7种.球孢白僵菌的数量占绝对优势,为总数的63.22%;拟青霉次之,占25.86%;绿僵菌占9.20%;轮枝孢仅占1.72%.从寄主昆虫的多样性来看,球孢白僵菌和环链拟青霉的Brillouin多样性指数分别为3.56和2.315,均匀度分别为0.81和0.865;粉拟青霉和蜡蚧轮枝孢的多样性指数分别为1.71和0.862,均匀度为0.963和1.000而黄绿绿僵菌、金龟子绿僵菌和玫烟色拟青霉多样性和均匀度指标均较低.不同季节中被白僵菌侵染的寄主昆虫多样性指数呈现出春秋高、夏季低的趋势,反映了白僵菌种群的季节性变化.