寄生紅火蟻蟲生真菌高致病力菌株的篩選

呂利華，劉曉燕，謝梅瓊，何余容

(1 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，廣東廣州 510640;2 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東廣州 510642）

紅火蟻Solenopsis invicta Buren是一種原產(chǎn)于南美洲巴拉那河流域的危險(xiǎn)性害蟲，嚴(yán)重危害經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的穩(wěn)定及人類的健康，是世界上100種危害最嚴(yán)重的入侵有害生物之一，于20世紀(jì)30年代從原分布地南美洲傳入美國，并以平均每年近200 km的速度擴(kuò)散，現(xiàn)已遍布于美國東南部13個(gè)州1.28億hm2的土地上［1］，目前，紅火蟻已在世界范圍內(nèi)呈現(xiàn)出迅速擴(kuò)散趨勢［2］.2001年該蟻在新西蘭和澳大利亞出現(xiàn)［3－5］，2004 年 5 月，臺(tái)灣報(bào)道了紅火蟻已在臺(tái)北、桃園、嘉義等地發(fā)生危害.2005年入侵我國廣東省吳川、香港、澳門等地［6］.據(jù)預(yù)測，紅火蟻可能在歐洲、亞洲、非洲、澳洲的大部分區(qū)域及諸多島嶼發(fā)生［7］，可能在中國大陸的19個(gè)省區(qū)的47個(gè)市縣(地區(qū))生存［8－9］.由于其擴(kuò)散途徑多，具有明顯的種群競爭優(yōu)勢且繁殖力高，在新入侵地沒有天敵抑制，因此防治起來相當(dāng)困難.

目前對紅火蟻的防治主要以化學(xué)防治為主，其不足之處是需要處理整個(gè)紅火蟻危害區(qū)，否則紅火蟻會(huì)再次入侵［10］.由于使用化學(xué)藥劑導(dǎo)致嚴(yán)重的“3R”問題，因此紅火蟻生物防治方法受到了研究者的普遍重視［11］.目前美國研究的用于防治紅火蟻的蟲生真菌主要種類有球孢白僵菌Beauveria bassiana、綠僵菌 Metaehizium anisopliae和黃曲霉 Aspergillus flavus［12-13］，其他能夠侵染紅火蟻的真菌還有多毛菌屬 Hirsutella、擬 青 霉 屬 Paecilomyces［14］及 耳 霉 屬Conidiobolus［15］.

紅火蟻是我國的新入侵物種，目前利用昆蟲病原真菌防治紅火蟻鮮見報(bào)道.本文通過室內(nèi)測定比較了幾種不同來源的昆蟲病原真菌對紅火蟻的致病力，篩選出對其致病能力較高的菌株，為進(jìn)一步研究病原真菌對紅火蟻種群的控制作用奠定基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

供試紅火蟻蟲體是采自廣州市南沙區(qū)，并在室內(nèi)飼養(yǎng)的健康紅火蟻工蟻.紅火蟻蟻群的田間采集、室內(nèi)蟻群的分離及飼養(yǎng)參照呂利華等［16］的方法.

1.2 蟲生真菌菌株的來源

供試的6株蟲生真菌菌株是從不同昆蟲寄主上分離并由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)研究室保存的菌株.其中淡紫擬青霉Paecilomyces lilacinus菌株P(guān)l04分離自紅火蟻，綠僵菌 Metarhizium anisopliae菌株Ma01和球孢白僵菌Beauveria bassiana菌株Bb01分離自家白蟻，球孢白僵菌菌株Bb02和Bb04分別分離自玉米螟Ostrinia furnacalis和桔小實(shí)蠅Bactrocera dorsalis，而菌株Bb03原寄主不祥.用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)培養(yǎng)上述菌株，保存在4℃冰箱中.試驗(yàn)時(shí)轉(zhuǎn)接菌株到新的PDA平板培養(yǎng)基上，然后用培養(yǎng)7 d產(chǎn)孢的菌株作為供試菌株，待用.

1.3 孢子懸浮液的配制

將6株供試菌株分別轉(zhuǎn)接到PDA平板，在25℃、光周期12 h光∶12 h暗的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d，待菌落產(chǎn)孢后，加入20 mL φ=0.03%的吐溫－80無菌水，用接種針輕刮菌絲及孢子制成菌液.將菌液倒入200 mL燒杯中，用磁力攪拌器攪拌30 min.待孢子完全分散后，用雙層醫(yī)用紗布過濾菌液，獲得孢子懸浮液，即供試母液，用血球計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)母液的孢子濃度，生物測定時(shí)再稀釋成1 ×104、1 ×105、1 ×106、1 ×107、1 ×108mL－1孢子懸浮液.

1.4 供試菌株對紅火蟻的致病力測定

采用噴霧法.用小型手動(dòng)噴霧器將配制好的孢子懸浮液噴于100頭紅火蟻工蟻蟲體上，用φ=0.03%的吐溫－80無菌水處理紅火蟻?zhàn)鳛榭瞻讓φ?每個(gè)處理100頭紅火蟻工蟻，重復(fù)3次.

將處理的紅火蟻工蟻放入底部鋪有厚2～3 mm石膏的有蓋塑料杯中(底部直徑7 cm、頂部直徑9 cm、高6.5 cm)，在石膏中加入少許水保濕.用針在杯蓋上扎若干小孔，以便透氣，在塑料杯內(nèi)壁涂少量滑石粉，防紅火蟻逃逸.用棉花球蘸取φ為25%的蜂蜜水飼喂工蟻.將處理的蟲體置25℃、相對濕度85%以上的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)15 d.每天檢查紅火蟻的死亡數(shù)并記錄，將死亡蟲體挑到鋪有濕濾紙的培養(yǎng)皿(直徑9 cm)中，保濕培養(yǎng).根據(jù)蟲尸是否有菌絲生長來確定其死亡原因，然后計(jì)算每個(gè)菌株處理的工蟻累計(jì)死亡率.

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(DPS)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)［17］，計(jì)算致死中濃度(LC50)和致死中時(shí)(LT50).利用多重比較法比較處理間差異的顯著性.

2 結(jié)果與分析

2.1 蟲生真菌菌株處理的紅火蟻工蟻的死亡率

用6株供試菌株處理100頭紅火蟻工蟻，第15天工蟻的累計(jì)死亡率見表1.表1的結(jié)果表明，除Ma01菌株1×104mL－1孢子濃度處理之外，其他處理的紅火蟻死亡率均顯著高于對照.孢子濃度為1×108mL－1的Bb02和Bb04菌株處理的紅火蟻第15天的工蟻累計(jì)死亡率均達(dá)到了100%，而Ma01、Bb03、Bb01和Pl04菌株處理的紅火蟻第15天的工蟻累計(jì)死亡率分別為95.06%、92.16%、87.00%和69.84%.

表1 6株蟲生真菌不同孢子濃度處理紅火蟻工蟻后第15天累計(jì)死亡率1)Tab.1 Accumulative mortality induced by six species/isolates of entomopathogenic fungi at different concentration on RIFA workers on 15 days after inoculation

2.2 感染6株蟲生真菌菌株的紅火蟻工蟻的逐日累計(jì)死亡率

由圖1可知，紅火蟻工蟻在接種不同濃度的6個(gè)菌株后，其死亡率隨著濃度的升高而加快.當(dāng)孢子濃度為1×108mL－1時(shí)，Bb02和Bb04菌株處理的紅火蟻在接種第3天開始出現(xiàn)大量死亡，死亡率均達(dá)60%以上，第4天死亡率高于90%，基本達(dá)最高點(diǎn)，而分離自紅火蟻的淡紫擬青霉Pl04菌株在處理濃度相同時(shí)，紅火蟻工蟻的死亡率增長緩慢，累計(jì)死亡率低于80%.

圖1 6株菌株處理的紅火蟻工蟻逐日累計(jì)死亡率Fig.1 The daily accumulative mortalities of RIFA workers treated with six species/isolates of entomopathogenic fungi at different concentrations

2.3 蟲生真菌菌株對紅火蟻工蟻致病力的回歸分析

通過統(tǒng)計(jì)分析獲得6株蟲生真菌菌株對紅火蟻工蟻致病力的回歸方程及參數(shù)(表2).Pl04、Ma01、Bb01、Bb02、Bb03和 Bb04菌株對紅火蟻工蟻的LC50值分別為 2.23 ×106、4.46 ×105、4.07 ×104、1.77 ×104、4.80×104和3.71 ×104mL－1，其中白僵菌屬的菌株Bb01、Bb02、Bb03和Bb04的LC50值均處在104數(shù)量級，而菌株Ma01和Pl04對紅火蟻工蟻的LC50值分別比4株白僵菌菌株的高10和100倍.試驗(yàn)結(jié)果表明，來自不同昆蟲寄主的白僵菌對紅火蟻均具有較高的致病力.

表2 6株蟲生真菌對紅火蟻工蟻致病力的機(jī)率值分析Tab.2 Probit analyses of mortality data obtained from bioassays using six species/isolate of entomopathogenic fungi against RIFA workers

2.4 蟲生真菌菌株對紅火蟻工蟻的致死中時(shí)

用6株菌株處理紅火蟻工蟻，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析獲得的致死中時(shí)見表3.除 Pl04和 Bb02菌株1×105mL－1處理的LT50值以外，6株蟲生真菌的各孢子濃度處理的LT50值均隨著孢子濃度的增加而縮短.在1 ×108mL－1處理中，Pl04、Ma01、Bb01、Bb02、Bb03和Bb04菌株處理紅火蟻的 LT50值分別為8.75、3.04、4.73、2.84、4.05 和2.55 d，其中 Bb02 和 Bb04的LT50值少于3 d，說明Bb02和Bb04菌株對紅火蟻的致病時(shí)間較短，作用速度較快.

表3 不同孢子濃度的6株蟲生真菌菌株對紅火蟻工蟻致死中時(shí)Tab.3 LT50values of six isolates of entomopathogenic fungi against RIFA workers at different concentrations

3 討論與結(jié)論

有關(guān)蟲生真菌防治紅火蟻的研究已有一些報(bào)道，楊佳后等［18］在室內(nèi)條件下用白僵菌感染紅火蟻后逐日觀察紅火蟻的死亡情況，10 d后在孢子濃度為1×108mL－1下，紅火蟻的累計(jì)較正死亡率均大于70%.在實(shí)驗(yàn)室條件下用綠僵菌感染15頭紅火蟻蟻后，5 d后其死亡率達(dá)100%［15］.田間試驗(yàn)結(jié)果顯示，1株分離自巴西紅火蟻的球孢白僵菌使約80%的紅火蟻因感染球孢白僵菌而死亡［19－20］.本試驗(yàn)結(jié)果表明，分離自玉米螟的Bb02菌株和分離自桔小實(shí)蠅的Bb04菌株對紅火蟻具有較高致病力，在1×108mL－1孢子濃度下，第15天的累計(jì)死亡率除P104和Bb01分別為69.84%和87.00%外，其余菌株的累計(jì)死亡率均大于90%，甚至高達(dá)100%，說明本試驗(yàn)篩選的球孢白僵菌具有較高的殺蟲活力，但由于測定的方法和試驗(yàn)條件的不同，還難以做出菌株的優(yōu)劣比較.例如，溫、濕度等環(huán)境因子對白僵菌的致病力有較大的影響［21］，本試驗(yàn)未進(jìn)行比較研究.

本試驗(yàn)中供試的6株菌株對紅火蟻工蟻的LC50值和LT50值存在一定差異.總體上，球孢白僵菌菌株比綠僵菌菌株和淡紫擬青霉菌株對紅火蟻具有較高致病力和較快的殺蟲速度，另外球孢白僵菌Bb02和Bb04菌株的LT50值均少于3 d，說明這2個(gè)菌株對紅火蟻工蟻具有較快的殺蟲速度，其在紅火蟻的生物防治方面存在較大的應(yīng)用潛力，這與國外Lofgren等［13］總結(jié)的白僵菌屬的真菌是紅火蟻生物防治最有前途的天敵結(jié)論相一致.

本文只是就6株蟲生真菌菌株對紅火蟻工蟻的致病力測定進(jìn)行室內(nèi)研究，由于蟲生真菌在紅火蟻的生物防治方面存在很大的應(yīng)用潛力，尤其是白僵菌屬的真菌是紅火蟻生物防治最有前途的天敵［13］，因此對更多蟲生真菌尤其是白僵菌屬的真菌對紅火蟻致病力測定的研究有待進(jìn)一步的加強(qiáng)，同時(shí)，需進(jìn)一步對紅火蟻的卵、蛹、若蟲、蟻后的致病力進(jìn)行研究，以期篩選出防治紅火蟻更具有潛力的蟲生真菌優(yōu)良菌株，為大田防治紅火蟻提供科學(xué)理論依據(jù).此外，本試驗(yàn)是在室內(nèi)條件下初步篩選到對紅火蟻具有較高毒力的白僵菌菌株，其在田間的應(yīng)用試驗(yàn)有待進(jìn)一步的研究.

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