高黎貢山感染同類害蟲的蟲生真菌物種多樣性

陳自宏 張翼飛

（保山學院 高黎貢山研究院，云南 保山 678000)

近些年，隨著氣候、人類活動、環(huán)境污染等因素影響，農(nóng)林業(yè)害蟲的發(fā)生呈現(xiàn)逐年加重的趨勢。蟲生真菌能感染和毒殺農(nóng)林害蟲，并具有擴散流行的特點，在害蟲綜合治理（IPM）和自然環(huán)境保護中具有重要的作用[1]。作為森林生態(tài)系統(tǒng)中害蟲種群自然調(diào)節(jié)的重要因子，蟲生真菌在維持其昆蟲生態(tài)平衡方面起著重要作用，也組成森林生物多樣性的重要成分[2]。

高黎貢山是全球生物多樣性研究熱點地區(qū)之一，其地形復雜，立體氣候明顯，生態(tài)植被類型多樣，并形成了明顯的垂直帶譜[3-4]。百花嶺地區(qū)位于云南省高黎貢山山脈南段東麓[5]，海拔1 000 m～3 200 m，包括季風常綠闊葉林、中山濕性常綠闊葉林、寒溫性灌叢草甸等多種生境。赧亢森林公園屬于高黎貢山山脈主體的南延部分，植被類型為中山濕性常綠闊葉林[6]。高黎貢山百花嶺和赧亢都具有較復雜多樣的生物資源，也蘊藏著豐富的蟲生真菌資源。

本課題組在對高黎貢山蟲生真菌物種多樣性研究過程中發(fā)現(xiàn)，同一類昆蟲可以被多種蟲生真菌所感染。本研究在百花嶺和赧亢區(qū)域以毒蛾科和蟬次目昆蟲為代表，從感染同科害蟲的蟲生真菌種類的角度來分析蟲生真菌對森林害蟲的調(diào)控作用。

1 材料與方法

1.1 被感染的毒蛾科和蟬次目昆蟲采集

于2018年5月中旬～7月上旬，在高黎貢山百花嶺區(qū)域（海拔1 500 m）和赧亢森林公園（海拔2 100 m），分別選取3個樣方，每個樣方20 m×20 m，采集被蟲生真菌感染的半翅目同翅亞目的蟬次目昆蟲；在高黎貢山百花嶺區(qū)域，采用同樣的采樣方法，采集被蟲生真菌感染的鱗翅目毒蛾科毛蟲。

1.2 寄主昆蟲的鑒定

被蟲生真菌感染的寄主昆蟲，根據(jù)蟬次目昆蟲1和毒蛾科昆蟲的基本形態(tài)特征，鑒定到科。對常見、較熟悉的昆蟲直接進行鑒定，并拍照記錄；對難于鑒別、不熟悉的昆蟲，根據(jù)參考資料[7]進行鑒定。

1.3 蟲生真菌分離鑒定

用孢子分離法或組織分離法分離純化得到的蟲生真菌菌株，首先根據(jù)真菌有性型或無性型的形態(tài)特征進行初步歸類，然后再提取真菌材料的基因組DNA，PCR擴增多基因序列，送諾賽基因進行測序，進行多基因系統(tǒng)發(fā)育分析來確定真菌的分類地位。統(tǒng)計感染蟬次目昆蟲和毒蛾科毛蟲的蟲生真菌種類及數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 感染蟬次目害蟲的蟲生真菌

從高黎貢山蟬次目昆蟲上共分離到168株蟲生真菌，屬于4個物種（表1）：蟬棒束孢(Isariacicadae)、球孢白僵菌(Beauveriabassiana)、沫蟬蟲草菌(Cordycepstricentri)、奇異蟲草菌(Elaphocordycepsparadoxa)，其中球孢白僵菌數(shù)量最多（71株，占總數(shù)的42.3%），其次是沫蟬蟲草菌（51株，占總數(shù)的30.3%）和蟬花(蟬棒束孢)（44株，占總數(shù)的26.2%），奇異蟲草菌最少（2株，占總數(shù)的1.2%）。

在百花嶺和赧亢調(diào)查到被蟲生真菌感染的蟬次目昆蟲包括蟬科（山蟬）、角蟬科（角蟬）、沫蟬科（沫蟬）3個科（表1，圖1），其中沫蟬的數(shù)量最多，從沫蟬中分離到的蟲生真菌數(shù)量也最多（100株，占總數(shù)的59.5%），但種類較少（2種：球孢白僵菌和沫蟬蟲草菌）；從山蟬中分離到的蟲生真菌數(shù)量為其次（53株，占總數(shù)的31.6%），但種類較多（3種：蟬花、球孢白僵菌和奇異蟲草菌）；從角蟬中分離到蟲生真菌數(shù)量最少（15株，占總數(shù)的8.9%），只有1種（球孢白僵菌）。

表1 高黎貢山感染蟬的蟲生真菌種類和數(shù)量

圖1 高黎貢山被蟲生真菌感染的蟬次目昆蟲形態(tài)

2.2 感染毒蛾科毛蟲的蟲生真菌

從高黎貢山毛蟲上共分離到蟲生真菌296株，多數(shù)蟲生真菌感染毛蟲的幼蟲階段，僅有高雄山蟲草(Cordycepstenuipes)和玫煙色蟲草(C.fumosorosea)感染毛蟲蛹階段（表2，圖2）。感染毛蟲的蟲生真菌主要有14種（表2）：球孢白僵菌(B.bassiana)、假球孢白僵菌(B.pseudobassiana)、墨脫白僵菌(Beauveriamedogensis)、環(huán)鏈蟲草(C.cateniannulata)、高雄山蟲草(Cordycepstenuipes)、玫煙色蟲草(C.fumosorosea)、斜鏈蟲草(C.cateniobliqua)、粉棒束孢(Isariafarinosa)、針孢蟲草(Cordycepsacicu-laris)、Ophiocordycepssp1、Ophiocordycepssp2、Metarhiziumsp20、sp22 BUP1696、枝多頭霉(Polycephalomycesramosus)。球孢白僵菌(B.bassiana)數(shù)量最多（73株），為感染毛蟲的最優(yōu)勢物種，玫煙色蟲草(C.fumosorosea)（54株）和粉棒束孢(Isariafarinosa)（42株）、環(huán)鏈蟲草(C.cateniannulata)（33株）和高雄山蟲草(C.tenuipes)（29株）數(shù)量也較多；其它9種蟲生真菌的數(shù)量相對較少（≤20株），其中針孢蟲草(Cordycepsacicularis)、Ophiocordycepssp2和Metarhiziumsp20數(shù)量最少，都只分離到1株菌。

表2 高黎貢山感染毒蛾科昆蟲的蟲生真菌種類和數(shù)量

圖2 高黎貢山感染毒蛾科昆蟲的蟲生真菌形態(tài)

3 討論

對于森林蟲生真菌的研究報道[8-10]很多，但關于高黎貢山蟲生真菌的研究相對較少，亟需加強。蟲生真菌的分布受地理環(huán)境、季節(jié)、植被、氣候等因素的影響[10]，森林生態(tài)系統(tǒng)中蟲生真菌的種類和數(shù)量還與其寄主昆蟲的范圍和多樣性密切相關[11-12]。

蟬次目昆蟲和毒蛾科昆蟲是森林生態(tài)系統(tǒng)中危害較重的害蟲[13-14]。本研究以這2類害蟲為例來分析高黎貢山感染同類昆蟲的蟲生真菌物種多樣性，結(jié)果表明，感染蟬和毒蛾科毛蟲的蟲生真菌都具有較高的物種多樣性，說明森林生態(tài)系統(tǒng)中同一類害蟲是通過多種蟲生真菌進行控制，從而維持生態(tài)平衡的。被感染的蟬次目昆蟲包括3個科（蟬科山蟬、角蟬科角蟬、沫蟬科沫蟬），感染蟬的蟲生真菌包括4個物種；感染毒蛾科毛蟲的蟲生真菌包括14個物種。蟬次目昆蟲的調(diào)查范圍較廣（百花嶺和赧亢），寄主涉及的分類范圍較廣（3科），但感染蟬的蟲生真菌種類相對較少，而毒蛾科毛蟲調(diào)查范圍相對較窄（百花嶺），寄主只涉及1科，但感染的蟲生真菌種類要豐富得多，這可能是因為寄主昆蟲的體壁結(jié)構造成的。蟬具有較堅硬的外殼（外骨骼，生長中形成蟬蛻）[7]，可能起到一定保護作用，給蟲生真菌的侵染造成一定阻礙，而毛蟲體壁比較柔軟，更容易被蟲生真菌所感染。感染毒蛾科昆蟲的蟲生真菌種類豐富，但只有5種占優(yōu)勢，其余9種的菌株數(shù)量都相對較少。

本研究中，感染蟬次目和毒蛾科2類昆蟲最優(yōu)勢的蟲生真菌都是球孢白僵菌。周娜等[13]在瑯琊山、皇浦山和皖南牯牛降自然保護區(qū)調(diào)查引起蟬流行病的三種蟲生真菌，認為柱孢綠僵菌是導致蟬成蟲流行病的主要病原，蟬棒束孢是引起蟬若蟲流行病的主要病原。高黎貢山被蟬棒束孢感染的蟬若蟲和成蟲都很多，但沒有發(fā)現(xiàn)柱孢綠僵菌，可能是由于地理環(huán)境的差異所造成的。朱信華[15]測定了5種綠僵菌和1種白僵菌對剛竹毒蛾的致病力，篩選到毒力較強的2株綠僵菌菌株。本研究在毒蛾科昆蟲中也沒有分離到綠僵菌屬真菌，可能是受地理環(huán)境及采樣方式所影響。如果進一步擴大采樣的地理范圍和提高采樣密度，在同一類寄主昆蟲中應該可以發(fā)現(xiàn)更豐富的蟲生真菌種類。