论文部分内容阅读
蚧虫属于昆虫纲(1nsecta),半翅目(Hemiptera),蚧总科(Coccoidea),全世界已记录49科7500余种,我国有16科830余种,是许多农林、果树和花卉的重要害虫。目前化学杀虫剂是防治蚧虫的主要手段,但蚧虫体表的保护性蜡壳给化学防治带来极大困难,应用昆虫病原真菌进行生物防治是一个重要的发展方向。近年来已有对蚧虫病原真菌和病理学的相关报道,但病原真菌和蚧虫相互作用以及蚧虫对病原真菌的免疫研究还很少。 本研究分为三部分: 1.选择4株昆虫病原真菌——蜡蚧霉Lecanicillium lecanii菌株V3.4505和菌株V3.4504,噬菌蚧霉 Lecanicillium fungicola菌株 HEB02和镰刀菌 Fusarium incarnatum-equiseti菌株HEB01侵染两种蚧虫——日本龟蜡蚧Ceroplastes japonicus Green和苹果球蚧Rhodococcus sariuoni Borchsenius。以这两种蚧虫的表皮为唯一碳源培养真菌,测定了入侵体壁过程中菌株的脂肪酶、类枯草杆菌蛋白酶(Pr1酶)、几丁质酶和N-乙酰-氨基葡萄糖酶(NAG酶)的活性变化,分析了四种酶在降解蚧虫体壁过程中的作用;并结合4个株菌感染两种蚧虫8d后的累积死亡率,评价菌株对蚧虫的毒力。 2.采用相差、荧光及透射电镜显微技术,研究了日本龟蜡蚧雌成虫血细胞的种类及其比例,以及蜡蚧霉Lecanicillium lecanii菌株V3.4505感染蚧虫后的细胞免疫反应。 3.采用细胞化学标记技术,应用透射电镜对蚧虫血淋巴中的过氧化物酶(POD)和酚氧化酶(PO)进行了化学定位,比较了染菌前后两种保护酶在血淋巴中的含量和分布变化情况。 结果如下: 1.四株真菌降解蚧虫体壁过程中四种胞外酶的作用 将上述四个菌株制备成浓度为1×108孢子/mL的孢子悬浮液,以两种蚧虫的表皮为底物培养上述四种真菌,培养过程中1-8d的脂肪酶、Pr1酶、几丁质酶和NAG酶的活性变化测定结果显示: 4株病原菌在降解两种蚧虫的体壁过程中,4种胞外酶的活性都发生了明显的变化,呈现为先升高后降低趋势。脂肪酶的活性高峰出现得最早,在培养2d后就达到最大值,这是由于蜡层位于体壁最上层。各菌株脂肪酶的活性在日本龟蜡蚧上明显高于苹果球蚧,这是由于日本龟蜡蚧体表的蜡壳明显厚于苹果球蚧。菌株的Pr1酶活性高峰出现在3-4d,而几丁质酶和NAG酶的活性高峰分别出现在6 d和4-5d,酶活高峰与它们在蚧虫体壁中蛋白质和几丁质的排列层次相一致。4个菌株相比较, V3.4505菌株对日本龟蜡蚧和苹果球蚧的致死率均为最高,分别是73%和81%,且与HEB02菌株和HEB01菌株的差异显著。4个菌株的Pr1酶活性平均值与它们对日本龟蜡蚧和苹果球蚧感染8d后的累计死亡率之间呈显著的线性相关,线性方程分别为:y=0.082x+5.822(R2=0.823)和y=0.119x+14.75(R2=0.764);4个菌株的几丁质酶活性平均值与两种蚧虫累计死亡率之间的线性方程分别为:y=0.148x+15.89(R2=0.645)和y=0.095x+10.46(R2=0.762)。说明病原真菌的Pr1酶和几丁质酶在降解蚧虫的体壁过程中发挥了重要作用,可作为病原真菌的毒力指标。 2.日本龟蜡蚧的血细胞及受蜡蚧霉感染的细胞免疫 为研究日本龟蜡蚧雌成虫血淋巴的免疫,在光学显微镜和电子显微镜下对日本龟蜡蚧的血细胞进行了形态观察和数量统计,发现血淋巴中有4种类型的血细胞,包括原血细胞占24.6%,浆细胞占36.6%,粒细胞占13.2%,类绛色细胞占25.6%。 将Lecanicillium lecanii菌株V3.4505制备成浓度为1×108孢子/mL的孢子悬浮液,喷洒到日本龟蜡蚧表面。染菌后第2天观察到日本龟蜡蚧表面开始出现稀薄菌丝,到5d时虫体发黑死亡。取感染2-5d后的蚧虫血淋巴在相差和荧光显微镜下观察,发现3d时血细胞与真菌间的相互作用最强,在相差显微镜和荧光显微镜下可明显观察到浆细胞对孢子的粘连和吞噬作用,并且在荧光显微镜下看到类绛色细胞吞噬孢子的行为;取感染3d后的日本龟蜡蚧血细胞进行透射电镜观察,可看到血细胞内部的超微结构的变化,包括细胞内部空泡化,双层核膜分离,细胞器结构变形等现象。感染真菌前后,日本龟蜡蚧血淋巴中的血细胞类型没有发生变化,但感染后各血细胞比例发生了变化,其中原血细胞的数量下降了13.7%,但浆细胞、粒细胞和类绛色细胞数量分别上升了6.3%,1.8%和5.6%,说明浆细胞和类绛色细胞可能在蚧虫的免疫中发挥了重要作用。 3.日本龟蜡蚧血淋巴中酚氧化酶(PO)和过氧化物酶(POD)的细胞化学定位 经过多巴与血淋巴中酚氧化酶的特异性反应,在透射电镜下观察到真菌感染的日本龟蜡蚧血细胞内部有很多强阳性的酚氧化酶颗粒,而在真菌内部并未发现。经过二氨基联苯胺(DAB)作用标记,在透射电镜下观察到受损血细胞内部和真菌孢子内部都有强阳性的过氧化物酶颗粒。与未染菌的相比,染菌后的血细胞中酚氧化酶和过氧化物酶颗粒在数量及强度上均较高,说明日本龟蜡蚧血淋巴中的 PO和POD可帮助机体抵抗外来病原菌的入侵。