西花蓟马高毒力虫生真菌筛选及其生防应用潜力的研究进展

西花蓟马是一种外来入侵的世界性害虫,对农林业危害巨大。查阅国内外相关文献,综述了当前防治西花蓟马的虫生真菌的种类、高毒力菌株的筛选及防治现状。现已知西花蓟马的寄生病原真菌有5种,包括蜡蚧轮枝菌(半知菌:丝孢目)、球孢白僵菌(半知菌:丝孢目)、金龟子绿僵菌(半知菌:丝孢目)、玫烟色棒束孢(半知菌:束梗孢目)和小孢新接霉。其中,球孢白僵菌、金龟子绿僵菌在西花蓟马的生物防治中应用最广,具有良好的开发应用潜力,部分防效好的虫生真菌已申请专利及实现工厂化生产。     

球孢白僵菌不同分离株对西花蓟马的毒力测定

【背景】西花蓟马是我国重要的一种入侵性害虫,已对多种化学农药产生了抗性。【方法】采用孢子悬浮液喷雾处理生测法,研究了8个球孢白僵菌菌株BbKM030716、BbCG051229、BbJS080625、BbQJ031121、BbXW060615、BbSM090521、BbYY090613和BbMZ051230对西花蓟马成虫的毒力,并用＂时间—剂量—死亡率＂模型进行了分析。【结果】供试球孢白僵菌各菌株对西花蓟马成虫侵染致病的剂量效应参数值分别为1.43、0.87、0.93、0.98、1.23、0.92、1.07和0.86。用1.25×104～1.25×108个·mL-1孢子悬浮液接种后,连续10d内西花蓟马的校正死亡率分别为44.13%～98.49%、12.63%～78.90%、30.36%～96.92%、51.36%～98.74%、26.14%～98.59%、7.27%～78.71%、49.06%～98.74%和27.67%～87.36%。球孢白僵菌对西花蓟马成虫的致死剂量是时间的函数,各菌株对西花蓟马成虫的致死中时随孢子浓度的增大而逐渐减小。【结论与意义】球孢白僵菌菌株BbKM030716、BbJS080625、BbQJ031121和BbXW060615对西花蓟马成虫具有较强毒力,可作为西花蓟马生防制剂开发的潜力菌株。     

球孢白僵菌侵染普通齿蛉幼虫的显微观察和感病症状

利用扫描电镜和超清显微系统观察了球孢白僵菌Beauveria bassiana分生孢子对普通齿蛉Neoneuromus ignobilis幼虫体表和伤口的侵染过程以及伤口恢复过程。结果表明,当普通齿蛉幼虫体表被球孢白僵菌侵染后,孢子多散布于节间膜、背部褶皱、体表管状凸起和体表凹陷处及其刚毛窝附近,并在节间膜和背部褶皱、刚毛窝及体表管状凸起部位入侵。分生孢子可能直接经由芽管进入表皮,也可能形成附着胞后再入侵。正常试虫接菌后48 h反应迟钝,72～120 h后开始死亡,96～120 h后死亡率达到83.33%;带有伤口的试虫接菌后症状与正常试虫基本相同,但死亡数量的高峰提前约12 h。研究结果对降低普通齿蛉人工养殖过程中因球孢白僵菌侵染而造成的死亡提供了理论依据。     

球孢白僵菌不同感染方式侵染棉铃虫幼虫的毒性比较及组织病理变化

为明确球孢白僵菌在不同感染方式下对棉铃虫的侵染能力, 采用饲喂法和浸渍法测定了球孢白僵菌HFW-05对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner) 2龄幼虫的致病力, 并通过组织切片显微技术、 扫描电镜技术观察了球孢白僵菌HFW-05对棉铃虫的致病方式。结果表明: 白僵菌HFW-05可通过消化道（饲喂法）成功侵染2龄棉铃虫, 接种感染6 d后的校正死亡率为75.8%。经由体表（浸渍法）接种白僵菌HFW-05的试虫, 试验中体重的变化和取食量与对照相近（6 d校正死亡率仅为17.3%, 不能通过体表达到致病效果）。组织病理学变化表明: 26±1℃条件下, HFW-05菌株对棉铃虫以消化道侵染为主, 侵染后可导致寄主中肠微绒毛脱落严重, 肠壁组织溶解并最终只剩余底膜; 马氏管变形萎缩, 边缘向外突出隆起, 管径变大; 脂肪体萎缩解体, 结构松散; 表皮下的细胞被菌丝侵染破坏。浸渍法接种的试虫, 切片观察处理6 d后试虫, 体内未发现菌丝, 肠壁组织正常完整。扫描电镜观察, 浸渍法接种的分生孢子未能穿透棉铃虫表皮, 而是贴于寄主表皮表面生长, 在湿度合适的条件下, 菌丝生长到一定时间后断裂成为芽生孢子。白僵菌HFW-05可经由消化道对棉铃虫达到较高的致病效果, 在一定程度上弥补外界环境对白僵菌侵染的不利影响, 对今后应用白僵菌进行生物防治具有重要意义。     

球孢白僵菌对黄瓜代谢产物及西花蓟马取食行为的影响

球孢白僵菌Beauveria bassiana灌根处理黄瓜后,发现西花蓟马Frankliniella occidentalis对叶片危害面积显著低于对照组;为探究产生这一现象的原因,测定黄瓜叶片中防御酶系和次生代谢产物等含量变化,采用直流刺吸电位仪(direct current electrical penetration graph,DC-EPG)分析西花蓟马成虫取食黄瓜叶片的行为.球孢白僵菌对黄瓜灌根后叶片中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)含量均呈上升趋势,其中CAT活性增加最高,增加率为37.26％;丙二醛MDA的含量呈下降趋势;可溶性蛋白、类黄酮的含量增加.DC-EPG显示西花蓟马在经球孢白僵菌处理的黄瓜上,取食时间和次数均低于对照组.结果表明,黄瓜植株经球孢白僵菌处理后防御酶物质增加,进而导致西花蓟马对叶片危害下降,利于对西花蓟马的防治.     

球孢白僵菌侵染的柞蚕蛹体壁和脂肪体组织病理观察

【目的】探究球孢白僵菌Beauveria bassiana穿透柞蚕Antheraea pernyi蛹体壁和侵染其脂肪体的过程,进一步明确其对柞蚕蛹的致病机理。【方法】利用扫描电镜技术观察球孢白僵菌穿透柞蚕蛹体壁的病理变化,并运用透射电镜技术观察球孢白僵菌侵染的柞蚕蛹脂肪体的病理变化。【结果】扫描电镜观察结果显示:在球孢白僵菌侵染柞蚕蛹体表过程中,分生孢子主要侵染气门、刚毛根部和头部与胸部的节间膜等部位。分生孢子除了从气门、刺突、头部和胸部的节间膜进入体内以外,也可以直接穿透厚而坚硬的体壁进入体内。透射电镜观察结果显示,脂肪体中,球孢白僵菌首先侵染细胞器(线粒体除外),然后再侵染脂肪滴。被侵染的脂肪滴颜色变浅,表面出现许多孔洞,变形,分裂成小的脂肪滴进而完全被侵蚀。蛹僵硬时,脂肪体细胞完全被破坏,只观察到芽生孢子和菌丝。【结论】柞蚕蛹经体表侵染和注射侵染球孢白僵菌处理后,蛹的体壁和脂肪体两组织都发生了明显的病理变化。     

观察球孢白僵菌侵染烟粉虱若虫过程的新方法——荧光显微法

【目的】介绍一种观察白僵菌Beauveria bassiana侵染烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)若虫的荧光显微方法。【方法】将被白僵菌侵染的烟粉虱若虫用荧光素二乙酸酯(FDA)染色,并于波长为450~490 nm的蓝光下显微观察。【结果】在接种白僵菌12 h和24 h的烟粉虱若虫上分别观察到昆虫表皮上分生孢子的萌发和芽管穿透表皮。结合裸眼和荧光显微观察结果证实了被真菌侵染的烟粉虱若虫体色变红和菌体在虫体内增殖是同时发生的。【结论】应用荧光显微方法能观察到白僵菌在烟粉虱若虫体表和体内的侵染。     

观察球孢白僵菌侵染烟粉虱若虫过程的新方法——荧光显微法

【目的】介绍一种观察白僵菌Beauveria bassiana侵染烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)若虫的荧光显微方法。【方法】将被白僵菌侵染的烟粉虱若虫用荧光素二乙酸酯(FDA)染色,并于波长为450~490 nm的蓝光下显微观察。【结果】在接种白僵菌12 h和24 h的烟粉虱若虫上分别观察到昆虫表皮上分生孢子的萌发和芽管穿透表皮。结合裸眼和荧光显微观察结果证实了被真菌侵染的烟粉虱若虫体色变红和菌体在虫体内增殖是同时发生的。【结论】应用荧光显微方法能观察到白僵菌在烟粉虱若虫体表和体内的侵染。     

利用GFP表达系统检测球孢白僵菌侵染昆虫过程

绿色荧光蛋白(GFP)作为一种重要的报告基因,在病原菌和寄主之间的互作研究中具有良好的应用前景。利用草丁膦抗性基因bar为筛选标记,构建了组成性表达绿色荧光蛋白基因egfp的载体pBG,并转入球孢白僵菌获得成功表达。将转化子接种菜青虫进行生物测定表明,组成性表达egfp不影响球孢白僵菌的毒力。进一步利用冰冻切片和荧光显微观察技术监测球孢白僵菌侵染寄主行为,结果显示,通过荧光观察可清楚的检测到病原菌在昆虫体表的附着、菌丝穿透体壁以及菌丝从寄主体内长出等侵染过程。由此表明,GFP可有效用于球孢白僵菌的遗传标记,进行病原菌的鉴别、侵染致病机理及相关功能基因的表达模式研究。     

不同处理菜豆植株对西花蓟马体内解毒酶活性的影响

为明确植物的诱导抗性对西花蓟马体内酶活性的影响,通过西花蓟马取食、机械损伤、外源茉莉酸和水杨酸甲酯诱导处理菜豆植株,研究西花蓟马2龄若虫取食不同处理菜豆植株后,其体内多功能氧化酶(MFO)、羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、乙酰胆碱酯酶(TChE)的变化。结果表明,西花蓟马2龄若虫取食不同处理的菜豆后,体内多功能氧化酶和乙酰胆碱酯酶活性变化相同,均是在24 h和36 h显著低于取食健康植株的。除取食茉莉酸处理的西花蓟马体内谷胱甘肽S-转移酶活性在24 h受到显著抑制外,西花蓟马若虫取食水杨酸甲酯、蓟马危害后体内的谷胱甘肽S-转移酶活性均高于对照,取食机械损伤处理的西花蓟马体内酶活性在不同取食时间下均与对照差异不显著。取食蓟马危害和茉莉酸处理的西花蓟马虫体羧酸酯酶活性在6 h和36 h均受到显著抑制,而取食机械损伤和水杨酸甲酯诱导的西花蓟马体内酶活性只有在36 h受到明显抑制。以上结果说明外源因子诱导的植物抗性能够干扰西花蓟马体内解毒机制,削弱了其对有毒次生物质的解毒代谢功能。     

玫烟色棒束孢侵染小菜蛾的透射电镜观察

利用透射电镜观察了玫烟色棒束孢Isaria fumosorosea(=Paecilomyces fumosoroseus)对小菜蛾Plutella xylostella(L.)的侵染过程及菌体在虫体内的增殖方式。以浓度为1×107孢子/mL的孢子悬浮液接种小菜蛾4龄幼虫,在透射电镜下对虫体各部位的观察结果表明:接种后1h玫烟色棒束孢菌株EBCL03011的分生孢子开始萌芽,至4h可观察到附着孢的形成和穿透,接种后24h已普遍侵入体腔。玫烟色棒束孢在寄主表皮和体腔内,以菌丝段出芽生殖、菌丝分隔及菌丝段分隔3种方式大量增殖,主要以颗粒状的菌丝段在寄主体腔内扩散,菌丝段在穿透表皮和体腔内增殖过程中伴随着机械压力和酶的活动。     

绿僵菌侵染小菜蛾幼虫过程的透射电镜观察

利用透射电镜观察了绿僵菌Metarhizium anisopliae对小菜蛾Plutella xylostella幼虫的侵染过程。结果表明：接种后22 h最早观察到绿僵菌穿透到寄主表皮层中,在穿透表皮过程中伴随着机械力和酶的活动。菌体进入寄主血腔后,以菌丝出芽生殖、菌丝分隔及菌丝段分隔3种方式大量增殖,主要形成颗粒状的菌丝段在寄主体腔内扩散,也形成少量的丝状菌丝。     

Histopathology of Nomuraea rileyi in Plathypena scabra larvae

Green cloverworm larvae. Plathypena scabra, were inoculated with Nomuraea rileyi by “tumbling” larvae in a vial of conidia. The ontogeny of the pathogen was followed by using standard histological techniques. N. rileyi conidia germinated on green cloverworm integument within 12 hr after inoculation. Germ tubes penetrated larval cuticle 36 hr after inoculation, then grew parallel to endocuticular laminae. After hyphal penetration of the epidermis ca. 4.5 days after inoculation, hyphal bodies were produced and were transported throughout the hemocoel. Hyphal bodies and hemocytes cohabited the hemocoel, but gut epithelial and muscle tissues were not invaded by Day 5. Hemocytes lysed and mycelia completely ramified throughout all larval tissues by 7 days after inoculation. Death of larvae was followed by conidiogenesis ca. 7.5 days after inoculation.     

莱氏绿僵菌对斜纹夜蛾的致病力及生理效应

【目的】测定莱氏绿僵菌Metarhizium rileyi Nr5772菌株对斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫及蛹的致病能力,研究莱氏绿僵菌侵染后在寄主体内的发育及对寄主的生理效应,探讨莱氏绿僵菌的致病机制。【方法】采用浸渍法测定莱氏绿僵菌孢子对斜纹夜蛾3-6龄幼虫及蛹的致死中浓度(LC_(50))和致死中时(LT_(50))。采用微量注射法接种莱氏绿僵菌虫菌体,在不同时间后采集斜纹夜蛾幼虫血淋巴,在显微镜下检查虫菌体的数量、形态及寄主血细胞数量,并用酶标仪测定寄主血淋巴酚氧化酶(Phenoloxidase,PO)的活性。【结果】M.rileyi孢子对3龄斜纹夜蛾幼虫毒力最强,10 d后LC_(50)=3.12×10~6个孢子/mL,龄期越大,致病力越低;孢子浓度为5×10~9个/mL时,对3龄幼虫的致死速度最快,LT_(50)=4.55 d,致死速度随龄期的增大和浓度的降低逐渐减缓;M.rileyi孢子对蛹的致病力远低于对幼虫的致病力。注射接种虫菌体后,64 h内,虫菌体数量在寄主血腔中以幂函数的形式增长,寄主的血细胞数量没有明显的变化;在侵染初期(接种后44 h内),血淋巴PO活性正常;在侵染后期,虫菌体数量不再增加(55-64 h后),逐渐转化为菌丝体,并快速杀死寄主,PO活性受到抑制。【结论】莱氏绿僵菌Nr5772菌株对斜纹夜蛾幼虫有较强的致病力,应在害虫低龄期应用;莱氏绿僵菌在侵染初期对寄主血细胞和血淋巴PO无影响,后期则完全抑制PO活性。     

尖角突脐孢菌在稗草和水稻上的萌发和侵染行为比较研究

本试验结合曲利苯兰和荧光素钠两种染色方法的优点,从显微角度研究了尖角突脐孢菌(Exserohilum monoceras)两个菌株X-27和HN-14在稗草和水稻上萌发和侵染行为的差异。结果表明,在寄主稗草上,接种4h后尖角突脐孢菌孢子开始从一端或两端萌发形成初生芽管;10h后芽管顶端膨大形成附着胞,附着在寄主表面,两端萌发的孢子约90%一端败育,仅一端形成成熟附着胞;在接种后24h内成熟附着胞形成率与接种时间成正相关,24h后趋于稳定;16h后在成熟附着胞下方受侵染的细胞内指状吸器开始形成,随后发育为掌状吸器;接种36h后菌丝在组织表面扩展形成网状,同时稗草叶片上显现叶斑病症状,部分菌丝能在细胞间蔓延扩展。在非寄主植物水稻上,同样观察到孢子萌发产生芽管,但是萌发起始时间滞后大约4h,初生菌丝分枝明显减少,且未能观察到附着胞和吸器的产生。     

柿树炭疽菌侵染寄主的细胞学研究*

超微结构研究表明,柿树炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)侵染后在寄主细胞中形成初生菌丝和次生菌丝,寄主细胞膜外沉积了一层厚的电子不透明物质,初生菌丝与具有沉积物的寄主原生质膜之间有一层界面基质(interfacial matrix)。当初生菌丝扩张并侵染相邻细胞时, 围绕着初生菌丝层的界面基质消失,具有沉积物的原生质膜被逐步降解。初生菌丝在穿透寄主细胞壁过程中形成一个漏斗状的菌丝锥,然后穿透寄主细胞壁并迅速膨大, 然后形成厚壁的初生菌丝。初生菌丝在寄主细胞壁中收缩狭窄处产生一个隔膜,隔膜两边菌丝中细胞质的电子密度明显不同,菌丝锥中有浓密的电子密度。死体营养的次生菌丝在死的细胞中繁殖和扩展,并产生分枝。次生菌丝可直接穿透较薄的寄主细胞壁,无缢缩或任何变形现象,菌丝顶端部分未见隔膜产生;在穿透较厚的细胞壁时,靠近顶端处产生隔膜,顶端细胞膨大,使寄主细胞壁撕裂。接种90h后分生孢子盘在枝条表面形成。柿树炭疽菌其侵染过程有两个阶段,即初生菌丝的活体营养阶段和次生菌丝的死体营养阶段。     

Biochemical characterization and time-course analysis of Lymantria dispar nuclear polyhedrosis virus with monoclonal antibodies.

Hybridoma cell lines secreting monoclonal antibodies (MAbs) specific to a 31,000 molecular weight viral protein or a 31,000 molecular weight polyhedrin protein of Lymantria dispar nuclear polyhedrosis virus (LdNPV) were developed. The two polypeptides were shown to be different by comparing their amino acid compositions. Immuno-electron microscopy was used to verify specific binding of the MAbs to their respective targets. Specific MAbs were used to develop an ELISA procedure to monitor the development of LdNPV virus and polyhedrin in vivo. Results indicated that in hemolymph of larvae fed 10(6) polyhedral inclusion bodies, the concentration of virus began to increase 16 h after inoculation and continued to increase for the next 5 days. By 36 h, the concentration of polyhedrin increased and was maintained at a high level in the later stages of infection. One-third of this group of infected larvae survived the infection. In these individuals, the concentrations of virus and polyhedrin declined to a low level 5 days after infection. This suggests the presence of a host mechanism for clearing the virus from the hemolymph.     

Regulation of hyphal growth and sporulation of the insect pathogenic fungus Entomophthora thripidum in vitro

Entomophthora thripidum is an obligate biotrophic insect pathogenic fungus that grows as protoplasts within the hemocoel of thrips. Prior to penetration through the insect cuticle and spore formation at the insect surface the protoplasts switch to hyphal growth. In vitro, the differentiation to hyphal growth was a prerequisite for the subsequent formation of infectious spores and was detected 10-20 days after inoculation. E. thripidum secreted a factor that autoinduced the differentiation to hyphal growth. The discovery of this activity inducing hyphal growth made possible the reliable production of spores, the infection of host insects and the consecutive re-isolation of the fungus from the infected insects.     

东亚飞蝗感染绿僵菌后的组织病理变化

将人工培养的绿僵菌分生孢子配制成浓度为 1× 1 0 8分生孢子 mL的孢子油剂 ,涂抹在供试东亚飞蝗Locustamigratoriamanilensis(Meyen)幼虫的腹侧部。通过组织切片研究表明 ,绿僵菌主要是从东亚飞蝗体表侵入的 ,72h后可见体腔内有菌丝和组织病变 ,侵入体内的菌丝在血腔中不断增殖 ,使得脂肪体、肌肉组织、马氏管和消化道发生病变解体。 96h后 ,肠壁细胞结构开始疏松、内膜解体。 1 2 0h后 ,多数幼虫死亡 ,消化道内外布满菌丝。     

红火蚁病原真菌AUGM47早期发育超微结构研究

在前期筛选已获得对红火蚁Solenopsis invicta Buren高效致病真菌罗伯茨绿僵菌Metarhizium robertsii AUGM47的基础上,为进一步明确病原真菌对寄主昆虫的侵染机制。本试验在室内条件下,以红火蚁工蚁为侵染对象,利用荧光显微镜和透射电镜观察了罗伯茨绿僵菌AUGM47侵染单元分生孢子在体表附着萌发、穿透和体内增殖的早期发育过程。结果表明,菌株AUGM47分生孢子在红火蚁体表可萌发并形成附着胞侵入,接种后12 h观察到萌发,在36 h内普遍出现穿透结构穿透体壁。接种后48 h为菌体在血腔内的增殖阶段。菌丝体在穿透表皮和体腔内增殖过程中伴随着机械压力和酶的活动。接种后96 h,观察到自噬现象,菌体通过自噬降解并回收细胞器,为从体内穿出的晚期发育过程提供物质基础。本研究对罗伯茨绿僵菌AUGM47分生孢子在红火蚁体外至体内的发育进程研究证实了菌株的高致病性,为红火蚁生防真菌菌种改良和后续开发利用奠定理论基础。