白僵菌 ( Beauveria bassiana) ,属于半知菌亚门(Deutero-mycontina)丝孢纲( Hyphomycetales)丛梗孢目(Moniliales) 丛梗孢科(Moniliaceae)白僵菌属(Beauveria),是当前世界上研究和应用最广泛的一种虫生真菌,对温血动物和植物无害、易培养、致病性足以使害虫数量减少至许可水平之下[1]。19世纪以来,许多国家对白僵菌的生产、应用和安全性等方面都做了大量细致的研究。本文就国内外对白僵菌的生物学特性、致病性和应用研究情况进行概述。
1、白僵菌的生物、生态学习性
1.1生物学特性
分生孢子在适宜的条件下,萌发侵入虫体,伸长为营养菌丝,隔膜不易看见,菌丝可分枝,分枝上又生小分枝,在虫体内的体生菌丝一面分枝,一面在一端或二端生出圆柱形或卵形的筒形孢子(或简称短菌丝细胞),长6μm~10μm,此种筒形孢子有时又可在一端或二端再生出较小的次生筒形孢子。筒形孢子能在活虫体中***或发芽繁殖,终致使虫体血液充满筒形孢子而死亡。以后筒形孢子形成分隔的菌丝体,从气门和节间膜伸出体表,呈多枝状的气生菌丝,并产生单胞的分生孢子梗和成堆的分生孢子。分生孢子成熟以后,脱离小枝梗而散布。体生菌丝发育时,常分泌一种红色素和大量的草酸盐类结晶。由于红色素分泌量的不同,死虫体上可呈现不同程度的红色[2]。
1.2 生态学习性
白僵菌的分生孢子在25℃、相对湿度90%以上、pH4.4的情况下萌发率最高。菌丝在13℃~36℃间均能生长。生育适温为21℃~30℃,相对湿度为98 %以上,pH4~5。在30℃、相对湿度为70 %以下pH为6的情况下,最适于分生孢子的产生。白僵菌在培养基上可保持1~2年,在干燥条件下甚至可存活5年,在虫体上可维持6个月[4]。除了在寄主体内可能以菌丝形式存在外,白僵菌主要还是以分生孢子一定的形态宿存于一定的场所中。在土壤上、树上、僵虫上的分生孢子仍以原来的形态宿存,但在活虫体上宿存的孢子,其形态、大小会发生一些变化,主要是吸水膨胀或产生一些不规则形状,也有一部分孢子变成长椭圆形,并可出现孢子壁加厚,即厚壁孢子。这可看作是对低温、低湿环境的适应[3]。
2、 侵染途径和致病机制
2.1侵染途径
白僵菌感染的途径因昆虫的种类、虫态、环境条件等不同而有差别,主要通过将孢子传染给未感染者,表皮、消化管、气孔、伤口等侵入昆虫[8,9],也可通过雌雄之间相互传染孢子的途径侵入虫体[4]。
2.2致病机理
原因是分生孢子和昆虫表皮都具有很强的疏水性。它们在相互接触时,由于其间疏水性的相互作用而介导附着的发生。在高湿和适宜温度的条件下,孢子即吸水膨胀,约经过8~12小时便萌发。从孢子的端部或侧面生出1~2条芽管。在芽管伸出时便分泌多种水解酶,其中蛋白酶、几丁质酶和脂酶是使其穿过体壁所必需的,它们常整体系统地起作用。芽管借助自己分泌的水解酶、代谢酶和菌丝的机械压力等因素的联合协调作用,得以穿透寄主体壁,进入血腔中。一旦入侵成功便争夺虫体内的营养。另外,菌丝体在体内大量繁殖,这不但阻碍了体液的循环造成生理饥饿,而且使细胞受到机械破坏。被侵染的细胞便失去生命活力。脂肪体被侵染以后呈萎缩解体,使体液浑浊。生理上的一些变化,如血腔pH的改变、昆虫脱水等也能导致虫体死亡。菌丝在生长过程中还能分泌对昆虫有毒害作用的毒素和代替产物(如草酸盐)。
3 、应用
3.1 在农业生产上的应用
(1)地下害虫用卵孢白僵菌或球孢白僵菌可防治大黑鳃金龟、暗黑鳃金龟、铜绿金龟和四纹丽金龟等金龟子成虫和幼虫。可单用菌剂,也可和其他农药混用。单用菌剂时(含17~19亿孢子/克)每亩用量是3千克。
(2)豆科植物害虫防治大豆食心虫、豆荚斑螟、豌豆造桥虫等豆科植物害虫可喷雾喷粉。将菌粉掺入一定比例的白陶土,粉碎稀释成20亿孢子/克的粉剂喷粉。或用 100~150 亿孢子/克的原菌粉,加水稀释至 0.5~2亿孢子/毫升的菌液,再加0.01%的洗衣粉,用喷雾器喷雾。
(3)玉米螟每亩玉米田每次用0.5千克70亿活孢子/克白僵菌粉剂与5千克砂子拌和成颗粒剂,在玉米心叶期撒于喇叭口内,每株2克左右[5]。
3.2 白僵菌在林业上的应用
在林业害虫中,防治效果较好的当属松毛虫。杀虫率可达90%~98%。生产中菌液以40倍浓度最为适宜。
3.3 白僵菌与其他防治手段的协同效应
西力东[20]在日本研究了白僵菌同12种杀虫剂和11种杀菌剂的相容性。国内见有应用飞机超低量喷白僵菌纯孢子粉菌液与溴氰菊酯***油混合防治松毛虫的报道[21,22]但蔡国贵等研究表明白僵菌与低浓度溴氰菊酯粉可以相容,在同一混配比例下,随着药粉浓度的提高,对白僵菌孢子发芽力抑制作用增强, 孢子萌发率降低,这与李增智等研究的各种杀虫剂对孢子发芽有不同程度的抑制,且浓度越高,影响越大的结果相吻合[6]。
4、 评价
4.1优点
(1)高选择性不同寄主分离出的白僵菌对此类寄主具有较强的专化性,能主动回避对瓢虫、草蛉和食蚜虻等天敌益虫的侵染攻击,使整体的防治效果更好。
(2)安全无残留白僵菌对人和其它生物没有危险,一般也不伤害昆虫的天敌复合体。在对残留量要求严格的场合,例如果树、茶叶、蔬菜等,白僵菌更加具有应用优势。即使施用白僵菌后立刻收获产品也不会造成任何农药残留。同时,可以杜绝使用传统农药导致的田间中毒现象。
(3)无抗药性与化学防治相比,害虫对白僵菌产生抗性的可能性很小。害虫对化学农药的抗性使得其杀虫效果逐年减退。白僵菌通过在自然条件下与害虫的体壁接触、侵入、感染致死害虫,害虫不会对其产生任何抗性。连年使用效果反而越来越高。
(4)再生性白僵菌寄主致死后一般能在体外大量产孢,引起扩散,在适宜条件下能形成流行病。同时可以借助适宜的温度、湿度,更可以在施用地定殖下来,继续繁殖生长,长期持续控制害虫。
(5)兼容性白僵菌同各种天敌及很多杀虫剂是相容的, 在某些情况下还有增效作用,从而各尽所长,增加对害虫的控制力度。
4.2局限
(1)白僵菌要依赖一定的自然环境条件才能充分发挥其杀虫潜力。不利的环境条件如干旱、高温不利于白僵菌的生长、侵染及杀虫效果,从而造成白僵菌应用的效果不稳定,起效慢,对爆发性害虫控制力不足。
(2)剂型研究不够深入,缺乏高技术含量的适用剂型,且生产工艺粗放,制剂档次较低,产品质量不稳定。
(3)针对的目标害虫主要为咀嚼式口器害虫,对于刺吸式口器害虫的白僵菌防治技术积累匮乏。
(4)放菌方式及放菌技术不成熟,林间防治投入较高,效率相对较低。
(5)不易长时间贮存,白僵菌等真菌杀虫剂,配制菌液后不能长期存放,否则会使孢子萌发,降低侵染力[26]。
参考文献:
[1]Dunn P.H, Mechalas B.J. J Invertebr Pathol. 1963,5(3):451-455.
[2]于有志,孙洪儒.白僵菌(Beauveria bassiana)的致病性及其在地下害虫防治中的应用[J].宁夏农学院学报,2003,24(1):58-61.
[3]林华峰,胡萃,李增智.白僵菌的生物学特征及其林间应用研究[J].安徽农业大学学报, 1999, 26(1):54-58.
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