三种松树内生真菌的分离鉴定及其对红脂大小蠹伴生真菌的拮抗作用

【背景】松树的内生真菌会影响红脂大小蠹及其伴生真菌的生长及扩散,从而影响红脂大小蠹的入侵。【目的】掌握赤峰地区红脂大小蠹寄主树种内生真菌的物种多样性,筛选对其伴生菌有拮抗作用的菌株,为红脂大小蠹的生物防治提供资源。【方法】采用组织分离法、形态学鉴定和internal transcribed spacer (ITS)序列分析相结合的方法对红脂大小蠹寄主树种油松、樟子松和潜在寄主落叶松进行内生真菌多样性研究,并用两点对峙法进行拮抗菌株筛选。【结果】松树内生真菌鉴定为2门6纲10目18科19属,其中落叶松韧皮部分离到的内生真菌数量最多,为39株,隶属于9属12种,真菌检出率为43.33%;油松次之,为30株,隶属于7属8种,真菌检出率为33.33%;樟子松最少,为29株,隶属于10属13种,真菌检出率为32.22%。3个树种的内生真菌相似性较低,无共有的菌种,青霉属(Penicillium)和篮状菌属(Talaromyces)是唯二的共有菌属,且青霉属在3个树种中均为优势菌属。平板对峙结果表明90%以上的树木内生真菌均能够与伴生真菌形成稳定的对峙,抑制率在50%-86%之间,且Phialocephala sp.和Pochonia bulbillosa对伴生菌的抑制率能高达93.7%。【结论】松树韧皮部的内生真菌具有较高的生防潜力,Phialocephala sp.和P. bulbillosa对红脂大小蠹伴生菌有较好的抑制效果,可作为红脂大小蠹的生防资源。     

红脂大小蠹种群空间格局地统计学分析及抽样技术

红脂大小蠹是我国一重要林业外来入侵害虫,主要危害油松、白皮松和华山松,目前已扩散到山西、陕西、河北、河南、北京等地。为了研究其种群空间格局,用地统计学方法分析了受害程度不同的油松纯林和混交林林分内红脂大小蠹种群空间分布特性。结果表明:两种受害程度不同的油松纯林内红脂大小蠹的危害具有显著差异,轻度受害林分内有虫株率为4.9%,而重度受害林分则达到23.6%。全方向的变异函数曲线图分析得知:轻度受害纯林、重度受害纯林、混交林林分内红脂大小蠹种群的空间依赖范围分别为49.400、47.400\,73.820m,而局部空间连续性强度分别为0.824、0.582\,0.762。轻度受害纯林与重度受害纯林林分内红脂大小蠹种群均表现为较强的空间聚集性,而混交林受害林分内其种群则表现为随机分布。受害程度不同的纯林林分内红脂大小蠹种群空间格局具有一定的差异,而且纯林与混交林林分内其种群空间格局也有较大的差别。本文根据红脂大小蠹种群空间分布特性,对其种群空间抽样技术与传统抽样技术做了相应的比较与探讨。     

红脂大小蠹入侵机制与化学生态学研究

红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte是近来入侵我国的重大林业害虫,入侵山西后迅速在相邻省份扩展蔓延。文章围绕作者对红脂大小蠹入侵来源地、暴发机制以及红脂大小蠹化学生态学等领域开展的研究工作进展进行了总结。历史资料记载和分子证据均支持红脂大小蠹由北美(美国西海岸)地区传入。松树萜烯类化合物是红脂大小蠹寻找适合寄主的重要信号物质,近期在北美和中国几个地区同时开展的研究,确认了3-蒈烯对红脂大小蠹具有最强引诱作用,该研究结果简化和修正了先前北美一直使用的3组分植物源引诱剂配方;在筛选有效引诱成分的基础上,开展了引诱剂定量缓释载体的研究,该释放载体已经被授权专利,并得到广泛推广应用。红脂大小蠹信息素一直没有得到鉴定,近来通过对红脂大小蠹后肠提取物的分析,分离鉴定了5种电生理和行为上有生物活性的萜烯类氧化物,其中有3个组分对红脂大小蠹植物源引诱剂具有增效作用。在驱避剂方面,研究证实了马鞭草烯酮以及非寄主挥发物对红脂大小蠹具有驱避作用。同时,研究证明,马鞭草烯酮对红脂大小蠹的作用存在剂量效应。目前,作者正开展红脂大小蠹-共生菌-寄主松树三者相互关系以及红脂大小蠹与土著种之间化学通讯等方面的研究,以期阐明红脂大小蠹的入侵性及暴发机制,寻求更有效的控制途径。     

大小蠹来源地的COⅠ基因标记

【背景】大小蠹属昆虫是重要的林木害虫,我国口岸有多次截获记录,确定大小蠹的来源地可以有针对性地加强对大小蠹的检验检疫工作。【方法】测定了5种高风险大小蠹(红脂大小蠹、红翅大小蠹、中欧山松大小蠹、落叶松大小蠹和间大小蠹)共12个样本的线粒体DNA细胞色素氧化酶C亚基Ⅰ基因(COⅠ)的部分序列。【结果】利用巢式PCR技术,在不同种类的大小蠹样本中均获得了530bp的靶标片段,比对分析显示,不同种大小蠹之间的COⅠ序列差异显著,同种大小蠹不同个体之间的COⅠ序列存在一定的差异,但差异不显著。系统进化树分析结果显示,大小蠹可以明显分为2支,其中,间大小蠹单独为一分支,另一分支由红脂大小蠹、红翅大小蠹、中欧山松大小蠹和落叶松大小蠹组成;同时,同种大小蠹不同个体的来源情况在进化树中有一定体现。【结论与意义】COⅠ基因可以较好地反映样本的来源地,对今后制定大小蠹的具体检验检疫措施有实际指导意义。     

盐源县小高山林业有害昆虫红脂大小蠹风险性评估

[目的] 针对盐源小高山林业有害昆虫红脂大小蠹进行风险性评估，为该地区开展红脂大小蠹的防控、监测预警和风险管理提供依据。[方法] 采用多指标综合评价法、风险分析方法，对影响红脂大小蠹的分布、传入定殖扩散、潜在危害、受害寄主经济重要性、危险性管理难度这5个因素进行分析，经查阅文献，并综合考虑红脂大小蠹在"国外、国内和盐源小高山"的分布对综合评价值R的影响，通过调整地理分布在评估系统的权重，进而优化评估体系，提出风险评估量化指标体系，计算红脂大小蠹的风险性分值。[结果] 盐源县小高山红脂大小蠹的风险性分值为2.05，为高度危险发生害虫。[结论] 红脂大小蠹已对盐源县小高山地区的云南松林造成一定的危害，应加强监测预警，防控其危害进一步扩大，为林业生态安全提供保障。     

红脂大小蠹的发生和危害规律

采用标准地调查和单株调查的方法,研究了红脂大小蠹的发生和危害规律。结果表明：红脂大小蠹主要为害油松的基部和根部,多为胸径7．5cm以上、树龄30年生以上的树木,幼龄树受害很少;海拔850m以上的树木受害重,且随海拔的增高危害加重;路边树木受害最为严重,其次是山顶,林缘树木受害较轻,林内树木受害最轻;在不同坡向分布的树木,阴坡受害大于半阴坡,半阴坡大于阳坡;此外,该害虫一般侵害树势衰弱的林木,随着树势衰弱程度的增加,其危害程度加重,树体内害虫数量与树木的衰弱程度呈线性相关,其方程为Y=13．32X-16．25,此方程可以用来推断红脂大小蠹可能发生的程度。     

油松萜烯成分变化与红脂大小蠹的反应特性

采用顶空采样方法,比较健康油松、人工损伤油松以及抗性油松在单萜烯成分组成上的差异。GC-MS分析表明,在自然状况下,油松树干释放的萜烯类成分很少,以α-蒎烯占绝对优势(>97%);人工损伤后,油松萜烯类成分明显增多,除α-蒎烯为主要成分外,还包括β-蒎烯、月桂烯、柠檬烯、萜品油烯、β-水芹烯、长叶烯等;而抗性油松萜烯类成分更为复杂。对3类油松主要单萜类成分的相对含量方差分析表明,α-蒎烯的相对含量呈显著降低;3-蒈烯在损伤寄主中相对含量最高,在抗性寄主中相对含量与自然状态下没有差异。柠檬烯、莰烯、萜品油烯在抗性寄主中相对比率显著增加。而β-蒎烯、月桂烯、β-水芹烯相对含量在3个处理中变化不大。在此基础上,比较红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte对油松主要单萜类成分的触角电位及嗅觉行为反应。结果表明,室内触角电位、嗅觉试验与先前林间试验结果相一致,即红脂大小蠹对(+)-3-蒈烯表现出最强的电生理和行为反应。对R-(+)-α-蒎烯和S-(-)-α-蒎烯研究发现,红脂大小蠹对α-蒎烯2个对映体的触角电位、嗅觉行为无显著不同。结合油松单萜类含量变化特点与红脂大小蠹行为反应,认为3-蒈烯相对含量上升可能作为易感寄主特点;而柠檬烯、莰烯、萜品油烯相对比率增加则代表了抗性或者非适合寄主的特征。     

外来入侵害虫红脂大小蠹对寄主挥发物的反应

2002年,利用寄主挥发性物质(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、3-蒈烯和(-)柠檬烯按不同配比制成诱芯,采用自行研制的挥发物释放装置,在山西省关帝山森林经营局西葫芦林场对危害油松Pinus tabulaeformis Carr.的重大外来入侵林业害虫红脂大小蠹Dendroctomus valens LeConte进行了引诱试验。结果表明,3蒈烯对红脂大小蠹的引诱作用最强,明显优于单独使用(+)-α-蒎烯和(-)-β-蒎烯的诱虫效果,也比北美应用的标准诱芯［(+)- α蒎烯(-)-β-蒎烯与3-蒈烯的比例为1∶1∶1］效果好;在标准诱芯中加入油松另一主要成分-(-)柠檬烯会明显降低诱虫效果。红脂大小蠹引诱剂最佳释放量为150 mg/d。该研究不仅对我国红脂大小蠹的监控具有实际应用意义,也从理论上探讨了红脂大小蠹与寄主油松协同进化的化学生态学过程。     

红脂大小蠹后肠挥发性物质的鉴定、触角电位和室内趋向实验

对外来松树害虫红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte的信息化学物质进行了研究。通过GC-MS测定,鉴定出红脂大小蠹后肠挥发性物质中除了含有松树挥发性物质α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、月桂烯和柠檬烯外,还含有马鞭草烯醇和马鞭草烯酮;利用触角电位技术,对马鞭草烯醇、马鞭草烯酮以及在林间引诱效果最好的3-(+)-蒈烯进行了触角电生理测试;利用Y-型双向选择嗅觉仪对这些物质进行了室内趋向实验。实验结果表明: 1 μg的马鞭草烯醇、马鞭草烯酮和3-(+）-蒈烯引起雌雄触角的电位反应分别达416 μV/470 μV、597 μV/630 μV和926 μV/1 099 μV。浓度为1 μL/mL的马鞭草烯酮引起红脂大小蠹的正趋向反应,而在100 μL/mL浓度下引起红脂大小蠹的负趋向反应;在1 μL/mL的浓度下,3-(+ )-蒈烯引起了红脂大小蠹正趋向反应,而马鞭草烯醇则对红脂大小蠹具有驱避作用,说明这些物质在红脂大小蠹搜寻寄主和调节虫口密度方面起着重要作用。     

云南松林两种切梢小蠹成虫蛀梢期的空间分布格局

【目的】云南松Pinus yunnanensis Faranch是我国西南地区的重要造林绿化树种。近年来,云南省祥云县云南松林受到云南切梢小蠹Tomicus yunnanensis KirkendallFaccoli和横坑切梢小蠹Tomicus minor Hartig的共同危害。本文对两种害虫在蛀梢期的危害特性和空间分布进行了研究,以期为切梢小蠹的发生监测及防治提供依据。【方法】利用地统计学方法分析不同受害程度云南松林内两种切梢小蠹成虫蛀梢期的空间分布特性。【结果】受害程度不同的云南松林内两种切梢小蠹的危害差异显著,轻度受害林分内受害梢率为11.38%,中度受害林分内受害梢率为36.56%,而重度受害林分则达到59.7%。分析全方向的变异函数曲线图得知,蛀梢期两种切梢小蠹在不同受害云南松林中均呈聚集分布。其中,两种切梢小蠹在不同受害林分中空间依赖范围依次是:轻度受害林分中度受害林分重度受害林分,而局部空间连续性依次是:轻度受害林分中度受害林分重度受害林分。【结论】云南松林两种切梢小蠹成虫在蛀梢期的空间分布格局为聚集分布,明确两者在该时期存在聚集危害的特性,导致云南松因树梢受到聚集危害变为衰落木,从而有利于成虫蛀干危害和繁殖。本文为探究两种切梢小蠹在云南松林中的危害机制提供理论基础,也为虫害监测及防治提供参考与技术支持。