草地贪夜蛾病原真菌的分离及其致病机理的初探

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草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda),同时被称为秋粘虫(fall armywarm,FAW),是一种危害严重的新入侵害虫。近年来,在国外广泛使用化学农药防治草地贪夜蛾,导致其抗药性增强,因此生物防治显得尤为重要。在新入侵地区,昆虫病原真菌分离物被认为是潜在的生物防制剂。真菌杀虫剂具有寄主专一性并对非靶标生物和环境安全等特点。本试验室分离纯化得到1株草地贪夜蛾优势病原真菌,研究其生防潜力和其侵染草地贪夜蛾的过程,并对其致病机理进行初探,以期为草地贪夜蛾的防治提供了新的理论基础。从贵州丹寨县附近玉米田中采集罹病的草地贪夜蛾,在僵虫体表分离得到8株昆虫病原真菌,分别编号为EFNL-1~EFNL-8。将8株分离株回接到草地贪夜蛾3龄幼虫上进行致病力测试,结果表明,当孢子悬浮液浓度为1×10~7个/m L时,处理后12 d分离株EFNL-8的累计校正死亡率大于85%,显著高于其他分离株;比较不同分离株的LT50发现,分离株EFNL-8的LT50最小,为4.75 d。通过累计校正死亡率和和LT50两个指标,筛选出分离株EFNL-8为草地贪夜蛾的优势病原真菌。根据形态特征和ITS序列分析鉴定为莱氏绿僵菌(Metarhizium rileyi)。实验室内测定了M.rileyi EFNL-8对不同阶段草地贪夜蛾的生物活性。结果表明,M.rileyi EFNL-8对低龄(1-3龄)的草地贪夜蛾幼虫具有毒力,1龄幼虫的校正死亡率为75.54%(15 d),杀虫活性与幼虫虫龄增加呈负相关;M.rileyi EFNL-8对草地贪夜蛾蛹和成虫没有毒性,同时也不影响成虫产卵,但显著抑制卵的孵化。当天产的卵接种M.rileyi EFNL-8后,孵化率比对照低为22.67%,同时导致大部分的出孵幼虫死亡,孵化后3 d的幼虫存活率仅为8.67%。利用扫描电镜来监测莱氏绿僵菌的分生孢子对昆虫的侵染过程。结果表明,接种后6 h,M.rileyi EFNL-8分生孢子附着在草地贪夜蛾体表,12 h后形成附着孢,24 h附着孢侵入寄主体内,48 h虫体表面出现菌丝,60 h出现大量菌丝缠绕现象,72 h观察到形成新的分生孢子。虫菌体微量注射结果表明,当虫菌体被注射到草地贪夜蛾幼虫血腔内时,幼虫的免疫系统不会将其识别为入侵者。在注射处理30 h,处理组幼虫的血细胞数量和酚氧化酶(PO)活性与对照组相比均无显著差异,但在后期虫菌体密度达到一定高度时,PO活性受到明显抑制;在整个观察过程中,血红细胞的数量与对照组一样是自然波动的。初步探究了M.rileyi EFNL-8对草地贪夜蛾的致病机理。在M.rileyi EFNL-8侵染草地贪夜蛾幼虫后,其体内的超氧化物歧化酶(SOD)的活性先出现上升趋势之后快速下降,在之后出现小幅度升高后再次下降;其体内的过氧化物酶(POD)活性先上升直到高于对照组活性后快速下降,之后又再次上升但最终POD活性下降,低于对照组活性;其体内的过氧化氢酶(CAT)活性在整个观察过程中均高于对照组活性,总体呈先上升后下降的趋势。在M.rileyi EFNL-8侵染草地贪夜蛾幼虫后,其体内的解毒酶谷胱甘肽-S-转移酶(GST)呈上升趋势;而乙酰胆碱酯酶(AchE)活性表现为先上升后下降的趋势。
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