11個昆蟲病原線蟲品系對光肩星天牛的致死能力1)

李寧 王志剛 閻愛華 黃大莊 畢擁國

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，保定，071001)

光肩星天牛［Anoplophora glabripennis(Motschulsky)］是我國主要的林木蛀干害蟲之一。其成蟲、幼蟲都可對寄主造成危害，成蟲啃食嫩梢和葉脈，幼蟲蛀食韌皮部和邊材，并在木質(zhì)部內(nèi)蛀成不規(guī)則坑道，嚴(yán)重破壞樹木生理機能，導(dǎo)致樹勢衰弱，受害嚴(yán)重時整株死亡［1］。光肩星天牛的危害降低了木材的利用價值，使我國林業(yè)經(jīng)濟(jì)遭到巨大損失，并給生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞，尤其近年來危害不斷加重［2］。尋求一種安全而有效的防治方法已成為亟待解決的問題。其中生物防治以其特有的優(yōu)勢受到廣泛關(guān)注。

昆蟲病原線蟲(Entomopathogenic nematode)作為害蟲的專性寄生性天敵，因其具有攜帶強致病力共生細(xì)菌、殺蟲速度快、能主動搜索寄主、無公害等優(yōu)點，成為目前最具潛力的生物殺蟲劑之一，已被廣泛應(yīng)用于多種害蟲的生物防治，特別是鉆蛀性害蟲［3］。應(yīng)用小卷蛾線蟲(Steinernema carpocapsae)防治危害楊樹的小木蠹蛾(Holcocerus insularis)，有效率達(dá)80%以上，并且有持續(xù)性效果［4］。在田間用斯氏線蟲(Steinernema)防治桃、杏的桃紅頸天牛(Aromia bungii)的研究已獲成功，并篩選出Beijing、A24、MK等優(yōu)良品系［5－8］。不同線蟲對寄主的侵染力不同，為了在線蟲選擇和有效利用上具備特殊針對性，本研究應(yīng)用11個昆蟲病原線蟲品系對光肩星天牛的成蟲和幼蟲進(jìn)行了室內(nèi)致死試驗，篩選出具有較高致死能力的線蟲品系及最佳施用量，為開發(fā)防治光肩星天牛的新型生防制劑奠定實驗基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試線蟲

昆蟲病原線蟲:斯氏線蟲S.carpocapsae GA、S.carpocapsae NJ、S.longicaudum CB2B、S.longicaudum CW105、S.gla-seri Sgib和異小桿線蟲Heterorhabditis sp.Gy、XH－7、XH－9等品系由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)植保院害蟲生防實驗室提供，異小桿線蟲Heterorhabditis sp.ZH、HD、CZ品系由本實驗室從河北省土壤樣本中篩選得到。所用線蟲品系均用大蠟螟活體繁殖獲得侵染期幼蟲。

1.1.2 供試害蟲

光肩星天牛成蟲:光肩星天牛羽化初期在河北省保定市街區(qū)捕獲，室內(nèi)飼養(yǎng)1～2 d，選取觸角、足、翅完整和成蟲鞘翅上及腹部絨毛沒有受磨損的天牛作為實驗用蟲。

光肩星天牛幼蟲:在河北省保定市采集光肩星天牛成蟲，按3∶1雌雄比人工接蟲到5 a垂柳上，整樹套籠進(jìn)行室外飼養(yǎng)，產(chǎn)卵后見蛀屑和蟲糞排出確認(rèn)幼蟲成活，剖取體長約30 mm的幼蟲用于實驗測定。

1.1.3 供試線蟲的制備與計量

將貯存線蟲的海綿塊取出后放入燒杯中，用蒸餾水反復(fù)沖洗，得到線蟲稀釋液。然后用吸管取線蟲液0.1 mL，滴于載玻片上，鏡檢解剖鏡視野內(nèi)的線蟲數(shù)量，計算線蟲用量。

1.2 不同線蟲品系對光肩星天牛成蟲的致死能力

采用線蟲噴霧法對天牛和樹枝進(jìn)行處理。用配制好的線蟲懸液均勻噴霧于光肩星天牛成蟲易感部位和木段上，以噴濕蟲體和樹枝并剛產(chǎn)生液滴為度，對照組噴等量滅菌水。將處理后的光肩星天牛放入養(yǎng)蟲籠中，定時更換新鮮枝條，枝條上下均用濕紗布保濕。每個線蟲品系處理8頭，每處理重復(fù)5次。放入恒溫黑暗的條件下培養(yǎng)，每天定時觀察、記錄天牛死亡情況。

1.3 不同線蟲品系對光肩星天牛幼蟲的致死能力

本試驗采用直接侵染天牛幼蟲的方法，小心剖開接入光肩星幼蟲的被害枝條蛀道，暴露蟲體，將用量為3 000條/mL的線蟲懸浮液，直接點滴于光肩星天牛幼蟲蟲體，扎好蛀道繼續(xù)飼養(yǎng)，采用插枝水培法，枝條上端覆濕紗布，下端插入水中，放入26℃、相對濕度90%的人工氣候箱中，以滴加等量滅菌水的處理作為對照。每10頭幼蟲為一個處理，重復(fù)5次。定時檢查、記錄發(fā)病及死亡時間，并注意觀察死蟲形態(tài)、色澤或其它變化特征，統(tǒng)計害蟲死亡率。7 d后解剖蟲尸置解剖鏡下檢查線蟲在害蟲體內(nèi)的繁殖情況。

1.4 不同侵染劑量的線蟲對光肩星天牛幼蟲的致病力

根據(jù)上述實驗結(jié)果選用最佳線蟲品系，侵染方法同上，設(shè)5個不同劑量的線蟲處理，即1 500、2 500、3 500、4 500、5 500條/mL，以滴加等量滅菌水的處理作為對照，每處理10頭供試幼蟲，重復(fù)5次。自放入線蟲后每隔24 h檢查、記錄一次線蟲的寄生情況、害蟲的死亡過程及幼蟲的死亡時間等。

2 結(jié)果與分析

2.1 線蟲的侵染過程及天牛的死亡癥狀

由于光肩星天牛成蟲有比較堅固的鞘翅，所以線蟲難以侵入，噴灑線蟲液后，線蟲先成堆集中在天牛成蟲的翅下，然后逐漸鉆入蟲體內(nèi)。解剖死亡的天牛成蟲，可見大量活躍的小線蟲在蟲尸體內(nèi)(圖1)。

圖1 在光肩星成蟲體內(nèi)大量繁殖的侵染期線蟲

天牛幼蟲被侵染后初期異常活潑，侵染中期，活動減少，表現(xiàn)呆滯，后期頭部左右擺動，無力爬行，蟲體逐漸變軟，體色也相繼變化，由乳白色變成黃褐色(圖2)，寄主隨之死亡，蟲體失水后便萎縮干癟。在解剖鏡下觀察死亡的天牛幼蟲，可以看出，蟲體內(nèi)線蟲清晰可見、大小相雜，在寄主口腔、氣門、肛門、節(jié)間膜等部位亦可見大量線蟲團(tuán)聚活動。

圖2 線蟲侵染后光肩星天牛幼蟲死亡癥狀

圖3 在光肩星幼蟲體內(nèi)大量繁殖的侵染期線蟲

2.2 不同線蟲品系對光肩星天牛成蟲的致死能力

11 個不同品系的昆蟲病原線蟲對光肩星天牛成蟲均有不同程度的侵染力，但效果差異顯著，致死速度也不同。其中S.carpocapsae NJ、S.carpocapsae GA、Heterorhabditis sp.ZH品系在施用后第2天天牛成蟲就出現(xiàn)死亡，Heterorhabditis sp.XH－7和CZ品系在施用后第5天才開始出現(xiàn)死亡。表1顯示了不同昆蟲病原線蟲品系10 d后對光肩星天牛成蟲的致死能力，其中以Heterorhabditis sp.ZH品系侵染力最強，致死率達(dá)94.59%，且致死速度最快，LT50為4.10 d，顯著短于其他線蟲品系。Heterorhabditis sp.CZ品系侵染力最差，致死率僅為23.68%，LT50為13.42 d。

表1 不同線蟲品系對光肩星天牛成蟲的致死能力

2.3 不同線蟲品系對光肩星天牛幼蟲的致死能力

除S.longicaudum CW105、Heterorhabditis sp.XH－7、Heterorhabditis sp.XH－9、Heterorhabditis sp.CZ外，其它線蟲品系均在感染24 h后出現(xiàn)死亡。研究結(jié)果表明，11個不同品系的昆蟲病原線蟲對光肩星天牛幼蟲均有不同程度的侵染力，在相同劑量下，Heterorhabditis sp.ZH品系的侵染能力最強，96 h后致死率達(dá)100%，LT50為1.61d。Heterorhabditis sp.XH－7對光肩星天牛幼蟲的侵染能力最差，致死率僅為26.53%(表2)。

表2 不同線蟲品系對光肩星天牛幼蟲的致死能力

2.4 不同侵染劑量線蟲對光肩星天牛幼蟲的致死能力

在恒溫條件下，室內(nèi)測定了Heterorhabditis sp.ZH品系的5個不同劑量對光肩星天牛幼蟲的致病力(見表3)。結(jié)果顯示，隨線蟲用量的升高，致死能力增強，光肩星天牛幼蟲死亡速度越快。用量為3 500條/mL時，感染96 h時，寄主累計死亡率達(dá)到100%，LT50為1.55 d，顯著短于1 500、2 500條/mL，但與4 500條/mL和5 500條/mL用量處理間沒有顯著差異。

3 結(jié)論與討論

光肩星天牛作為鉆蛀性害蟲生活隱蔽，防治困難。作為害蟲的自然天敵，昆蟲病原線蟲生活在黑暗、潮濕的環(huán)境中，并對不良條件有一定抵抗力，能在蛀干害蟲的蟲道中主動尋找寄主，用線蟲來防治鉆蛀性害蟲，有獨特的作用［9－11］。從研究結(jié)果看昆蟲病原線蟲對光肩星天牛成蟲和幼蟲均有不同程度的侵染力，但不同昆蟲病原線蟲間致病力差異顯著，Heterorhabditis sp.ZH和S.carpocapsae GA品系線蟲

侵染光肩星天牛成蟲10 d后致死率均達(dá)到85%以上，而異小桿線蟲Heterorhabditis sp.Gy、XH－9、XH－7、CZ品系和斯氏線蟲S.longicaudum CW105品系對光肩星天牛成蟲的致死率不到50%。Heterorhabditis sp.ZH和S.carpocapsae GA對光肩星天牛幼蟲的致死率均為100%，斯氏線蟲S.longicaudum CB2B和S.carpocapsae NJ品系對光肩星天牛的致死率也達(dá)到80%以上，而Heterorhabditis sp.CZ、XH－7和S.longicaudum CW105對光肩星天牛幼蟲的致死率都低于50%。這可能是由于不同線蟲的生物學(xué)特性不同，其搜索寄主的能力和侵入速度也存在差異。同種寄主對線蟲的敏感性不同。

表3 不同線蟲劑量對光肩星天牛幼蟲的致病力

本試驗采用11個線蟲品系對光肩星天牛成蟲和與幼蟲均進(jìn)行了致病力測定，發(fā)現(xiàn)線蟲對幼蟲的致病效果要優(yōu)于成蟲，且同種線蟲對光肩星天牛成蟲和幼蟲的致病力不同。這可能由于不同的昆蟲組織對線蟲侵入的防御策略及忍耐極限不同，其死亡的速度存在差別。從組織解剖學(xué)看，同種線蟲對不同昆蟲組織的破壞進(jìn)程也存在明顯差異。不同昆蟲組織的被破壞程度及寄主死亡速度的差異，可能是不同昆蟲對線蟲敏感性差異的機制之一［12－13］。因此篩選和利用優(yōu)良的線蟲品系進(jìn)行防治是十分重要的。研究結(jié)果表明，Heterorhabditis sp.ZH和S.carpocapsae GA 2個品系線蟲對光肩星天牛成蟲和幼蟲均有較高致病力，線蟲在天牛幼蟲幼齡體壁越薄時容易侵入，所以在天牛幼蟲幼齡期施放效果會更好。綜合試驗結(jié)果，認(rèn)為Heterorhabditis sp.ZH品系為最優(yōu)線蟲品系可以作為候選昆蟲病原線蟲品系進(jìn)行進(jìn)一步研究，從而為制備線蟲制劑打下基礎(chǔ)。同時本實驗室測定了其不同劑量對光肩星天牛幼蟲致死能力的影響，綜合經(jīng)濟(jì)角度考慮其最佳施用量為3 500條/mL，為其田間利用提供有益的指導(dǎo)。

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