草地贪夜蛾高毒力球孢白僵菌筛选及其致病机制研究

来源 :安徽农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hansenhuang1983
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草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)是世界重大植物害虫之一,于2018年末入侵我国境内,对我国农业生产及生态环境造成重大挑战。随着化学农药大量使用,造成草地贪夜蛾对化学药剂的抗性增长迅速,且破坏生态环境,对害虫天敌和人同样具有危害性。球孢白僵菌(Beauveria bassiana)作为一类广谱性昆虫病原真菌,对环境友好,且宿主不易产生抗性,对温血动物无害,是理想的生防药剂。为获得生物学性状良好且对草地贪夜蛾高毒力的球孢白僵菌菌株,本研究以76株球孢白僵菌菌株为材料,依据菌株生物学性状初步筛选出25株优势菌株,测定优势菌株孢子悬浮液对草地贪夜蛾3龄幼虫的致死率,进一步筛选出高毒力菌株Bb455和Bb378。在此基础上,进一步研究了三龄幼虫感染高毒力球孢白僵菌后体内抗氧化酶活变化,分析并筛选了被侵染36h和48h后草地贪夜蛾幼虫差异性表达基因。此外,还研究了施用球孢白僵菌对玉米生长的影响及草地贪夜蛾幼虫对球孢白僵菌施用后玉米取食的选择性。主要结果如下:1.球孢白僵菌高毒力菌株的筛选:对25株球孢白僵菌进行生物学特性及致病力测定,筛选出高毒力菌株Bb455和Bb378,其半致死浓度分别为1.84×106个/m L和1.11×108个/m L,处理14d后最大累计校正死亡率分别为71.74%和48.61%。2.球孢白僵菌侵染对草地贪夜蛾抗氧化酶活力的影响:以浓度为1×108个/m L的球孢白僵菌Bb378和Bb455孢子悬浮液处理草地贪夜蛾幼虫,测定处理6h后虫体内SOD、POD和CAT活力变化趋势。结果表明:两株球孢白僵菌侵染后,虫体三种防御酶活力变化趋势一致,虫体内SOD和CAT活力在侵染初期(12h)显著高于对照,随后逐渐降低;POD活力在Bb378侵染初期(6-12h)高于对照,而毒力较高的Bb455显著低于对照。说明球孢白僵菌可能通过影响虫体抗氧化酶活性,进而影响其代谢,两菌株毒力差异的原因可能与POD活力有关。3.感染球孢白僵菌后草地贪夜蛾转录组免疫应答:利用转录组测序技术分析被球孢白僵菌侵染后草地贪夜蛾基因表达差异。球孢白僵菌Bb378处理后36h得到1629个差异显著基因,其中上调基因有1089个,下调基因有540个,处理后48h得到有45个差异显著基因(上调37个,下调5个);球孢白僵菌Bb455处理后36h组与对照组之间有3505个差异显著基因(上调1902个,下调1603个),处理后48h组与对照组之间有875个差异显著基因(上调359个,下调516个)。对差异基因进行GO注释,四个比较组都注释到了代谢过程、细胞过程、催化活性、结构分子活性、转运活性、抗氧化活性等功能上,Pathway富集到运输和分解代谢(transport and catabolism)、细胞生长与死亡(cell growth and death)、信号分子与相互作用(signaling molecules and interaction)、细菌染病(infectious diseases:Bacterial)免疫系统(immune system)等。4.球孢白僵菌施用对苗期玉米的影响:以球孢白僵菌Bb378菌株1×108个/m L、1×107个/m L、1×106个/m L三种浓度孢子悬浮液采用浸种法、灌根法和叶面喷湿法三种方式处理苗期玉米,以0.05%吐温-80水溶液为对照,在处理后第14d和21d测定株高、叶面积和鲜重三项生长指标。结果表明:不同处理方式间灌根法和浸种法对玉米株高作用较明显,叶面喷施法对玉米叶面积和鲜重的增长影响较明显,浓度为1×107个/m L和1×108个/m L孢子悬浮液促生作用较为显著。将上述3种方式球孢白僵菌孢子悬浮液处理的的苗期玉米,采用培养皿叶盘法来考察对草地贪夜蛾初孵和三龄幼虫的选择性、非选择性取食的影响。结果表明,对于初孵幼虫,浸种和灌根法浓度为108和107个/m L孢子悬浮液处理,在1-60h具有明显的趋避作用,叶面喷施法处理和对照之间没有体现明显差异性,对于三龄幼虫,浸种法108和107个孢子/m L浓度处理具有趋避作用,但随着时间增加逐渐减弱。
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