生物防治-04昆虫病原真菌

第五章昆虫病原真菌及其应用近代利用病原微生物防治害虫的趋向是细菌和病毒的研究快于真菌，直至近十多年来才发现到因真菌引起害虫种群的抑制作用而引起重视。

早在公元前5世纪，我国就有利用虫生真菌的白僵蚕入药的记载。

冬虫夏草、僵蚕作为药物的记载都是虫生真菌的结果。

能侵染昆虫并使昆虫死亡的真菌的种类很多，目前已知约有530余种真菌，分属于藻状菌纲、子囊菌纲、担子菌纲和半知菌纲，有可能作为微生物杀虫剂的真菌主要是藻状菌和半知菌。

最常用于微生物防治的虫生真菌有白僵菌、绿僵菌、拟青菌、多毛菌、虫霉等。

其中绿僵菌和白僵菌多。

第一节昆虫病原真菌的利用（白僵菌）本节内容包括白僵菌（半知菌）的生活史与侵染循环、培养与培养物、大规模生产和制剂种类及其稳定性与应用。

通常所说的白僵菌，指的是白僵菌属的真菌。

生活史中有分生孢子。

一、白僵菌概述白僵菌属半知菌纲丛梗孢目，丛梗孢科，白僵菌属。

被白僵菌侵染的昆虫可从外形加以识别，多数情况下，虫体上长出白色菌丝体并变硬，在表面长出孢子层，普遍称为白僵病或硬化病1.形态：白僵菌菌丝体具隔膜、分枝，表面色泽白色至不同程度的乳色，或略带橙黄或红色，偶有绿色。

分生孢子梗单生或分枝，最后形成产孢细胞，产孢细胞多为球形，有时呈瓶状的圆柱形，弯曲或正直，孢子生于产孢细胞的呈线形的顶端，产孢细胞生于小枝梗上。

白僵菌在虫体上蔓延为白色菌丝，至后期呈淡黄色，有的很快形成粉层状孢子，有的继续保持絮状。

2.种类：分生孢子和分生孢子梗的形态是区别种的主要特征，特别是孢子的大小和形状。

经研究，白僵菌属可作为独立种的只有2个种，即白僵菌和卵孢白僵菌。

这两个种的区别是：白僵菌的分生孢子约有50%为球形，而卵孢白僵菌的分生孢子约有98%为卵形。

之前曾有19个种被描述，后经研究将其归并。

白僵菌的寄主范围很广，有200多种昆虫和螨类，包括鳞翅目、鞘翅目、半翅目、同翅目、双翅目、膜翅目、直翅目等，白僵菌常常侵染的是幼虫。

二、白僵菌的感染途径及杀虫机理1.感染途径及侵染过程：白僵菌在虫体上及在培养基上均以无性繁殖完成世代交替。

绝大多数真菌是通过体壁侵染寄主的，但有证据表明，白僵菌也可通过口被寄主摄入后，经肠壁感染寄主，经此途径感染的均为咀嚼式口器昆虫，如家蚕、蚱蜢等。

也有人认为白僵菌从气门等处进入虫体。

对于同翅目、半翅目等刺吸式口器的昆虫，真菌感染的唯一途径是体壁。

侵染始于分生孢子在寄主体壁上的附着。

在湿度较高的环境条件下，孢子萌发长出芽管，穿透体壁，进入寄主的血腔。

在穿透体壁过程中，伴随着一系列酶的活动，使侵入点体壁结构被降解，如蛋白质、几丁质和脂类物质被分解。

分生孢子产生芽管，芽管一旦穿透体壁（或肠壁）进入血腔，白僵菌就利用寄主营养而繁殖。

首先芽管伸长为菌丝，而后在血腔中以芽殖的方式产生大量芽生孢子。

在高湿条件下菌丝自虫体表面长出，产生分生孢子，并借此开始下一轮侵染。

图示侵染过程：分生孢子—芽管—菌丝，菌丝在体内产生芽生孢子，在寄主体表形成分生孢子。

白僵菌的分生孢子在25℃、相对湿度90%以上、pH4.4的条件下萌发率最高。

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%，pH6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，在干燥条件下可存活5年，在虫体上可维持6个月。

白僵菌制剂中分生孢子起主要作用。

2.传播途径：白僵菌分生孢子通过气流或其它机械传播（雨水及虫体的接触）。

白僵菌在虫体上和在培养基上均以无性阶段完成世代交替。

作为昆虫病原菌，它们以分生孢子完成侵染循环的。

3.致死原因及症状：昆虫被白僵菌致死的原因是，或因其血液养分被病菌耗尽，或因病菌有毒代谢产物引起的毒血症。

在高湿条件下，菌丝自虫体表面长出，产生分生孢子，并借此开始新的侵染。

白僵菌的侵染，除了上述对昆虫的直接致死作用，还对寄主具有亚致死作用或影响其卵巢的发育，从而降低死亡前的产卵量。

被卵孢白僵菌感染的症状：白僵菌侵入虫体后，昆虫在发病初期运动呆滞，食欲减退，静止时全身侧倾，或者头兄俯付，呈萎靡无力的状态，身体失去原有的色泽。

有的发病昆虫体上出现黑褐色病斑，大小形状不一。

个别发病昆虫在胸腹足表皮上下出现黑色状环病斑。

随着病情的发展，病虫的体躯侧转，吐出黄水或排出软粪，不久死亡。

死后虫体内部组织一般都分解和液化。

刚死的虫体，体躯都很松弛，过几个小时后开始变硬，常变成粉红色。

这粉红色是卵孢菌的色素。

硬化后的虫尸在1-2天后，在口器、气门和各个节间多长出绵状菌丝体。

3-4天后白色菌丝长满虫体，菌丝上又长出孢子。

三、白僵菌引起的流行病白僵菌的寄主范围虽然较广，但其在自然条件下导致的流行病并不多，下面是有记载的离子。

1954年，白僵病在湖南数万亩松林中流行，造成松毛虫死亡达85-95%。

1958年，附件龙溪县程溪乡境内的几乎所有松毛虫死于白僵病流行。

1973-1976年间安徽泾县2600多公顷松林中，松毛虫由于白僵病的流行，虫口密度很低，死亡率达90%。

湖北、广东、广西等地区，松毛虫白僵病的流行常有报导。

华南林区白僵病的流行，一般发生于松毛虫的越冬代，正值三四月的温暖多小雨季节。

不同程度的白僵病还见于稻叶蝉、榆黄叶甲、桃小食心虫、蛴螬等。

四、白僵菌的培养和培养物白僵均是容易人工分离培养的，固、液体培养基均能使其生长发育良好，如常见的萨氏培养基和马铃薯葡萄糖琼脂。

在固体培养即上，白僵均产生气生分生孢子，它们在形态学和侵染力方面与僵虫体表产生的分生孢子几无差异。

在液体培养条件下，白僵均通过菌丝隔膜间的裂殖或菌细胞酵母式的芽殖母式的芽殖产生芽生孢子。

白僵均芽生孢子以其寄主血腔内的形成物相似。

液体培养产生芽生孢子的研究，报导很多。

根据形成方式，白僵均芽生孢子在功能上相当于短的菌细胞，因而称为菌丝段更恰当。

但是，芽生孢子被广泛应用。

白僵均芽生孢子壁薄，在发酵后的干燥过程中和用于田间后易失去活性。

从害虫微生物防治的实用目的，研究者试图以液体发酵直接生产分生孢子。

因为以双相发酵法即液体发酵产生营养菌丝后转到含养分或惰性固体基质上使菌丝产生分生孢子既易受杂菌污染，又麻烦，不适合于现代的发酵工艺。

研究以液体发酵方式大量生产在环境稳定性和毒力方面与气生分生孢子相似的液生分生孢子，是研究的目标。

但目前还存在技术上的困难。

在液体培养中，分生孢子的形成可概括为五个发育阶段：分生孢子的膨大与萌发；第一、二级菌丝和分生孢子梗的形成；菌丝分枝和分生孢子开始产生；分生孢子的大量形成；分生孢子自梗脱落并分散于培养液中。

并非所有球孢白僵菌株均有在深层液体培养条件下产生分生孢子的能力。

一般而言，前述在固体培养基平板上表现营养生长不足但产孢丰富的第一类菌株，更可能在液体培养中产生分生孢子。

此外培养基的组成也是很重要的。

气生与深层发酵的分生孢子之间是否在侵染力与环境稳定性方面存在差异，是人们关心的一大问题。

Boucias等1988认为，丝状真菌孢子的疏水性，对于它们在寄主体壁上的附着是至关重要的。

关于两类分生孢子的环境稳定性和毒力的比较，仍有待于深入。

环境因子的组合，不仅要考虑温湿度的影响，还要考虑紫外线辐射、植被与土壤特征等的影响。

白僵菌的生产半固体发酵生产：白僵菌的半固体表面培养基本上和苏云金杆菌制剂的生产的常规操作类似。

生产过程中注意防止菌种退化，选择培养基，控制培养条件，防止污染等。

四、白僵菌应用中注意的问题白僵菌用于防治农、林、果等害虫近30种，如马铃薯叶甲、苹果食心虫、玉米螟、松毛虫和水稻黑尾叶蝉、蛴螬等。

随着对病原、寄主、环境的深入研究，对白僵菌的研究和大规模的应用将更加深入，但应同时注意以下问题：1.防治适期的确定2.一年施用，多年有效3.土壤湿度对白僵菌的作用影响大，多种病原真菌要求95-100%的相对湿度。

相对湿度对分生孢子的萌发和生殖菌丝的发育都很重要。

病原真菌防治害虫的失败常由于湿度的不足。

在高湿的地区和季节，使用真菌制剂往往可获得高效。

4.在养蚕区禁止施用白僵菌5.因地制宜：在具体操作中，由于各地栽培条件的不同，农民的习惯也有差异，因此应根据具体情况，确定施用方法。

以前用白僵菌防治蛴螬，有水泼的、有在播种前撒毒土的，尽管在播种前施用效果不好，但在地膜覆盖栽培制度下，只能采用菌与种子一起下的措施。

6.施用时应选择湿度大、地面覆盖物丰富的地方，以利于喷撒后能迅速自然扩散。

7.在阴天、雨后、小雨天湿度较大时为宜，以利于孢子的萌发与侵入。

（略三、影响真菌制剂效果的环境因子真菌制剂效果的发挥受多种因素的影响，如菌剂本身的致病力，寄主昆虫的易感性，特别是受环境条件的制约性很大。

如能掌握环境影响的特点，将有助于防治效果的提高。

（一）（二）温度温度能影响孢子的萌发、菌丝的侵入、病情的发展。

（三）风风能降低湿度不利于病原菌的发育。

但风对真菌孢子的传播有利。

（四）光日光能提高气温、降低湿度，紫外线能杀死真菌孢子。

白僵菌如经3 小时的直接日晒，则孢子的侵染力即被破坏。

（五）土壤及其酸碱度富于腐殖质的土壤，有利于病原真菌的侵染。

用真菌制剂防治害虫是否成功，可遇而不可求。

）第二节绿僵菌研究的新进展摘要：本文从绿僵菌的系统学进展、分离方法、生态学和流行学、遗传与菌株的选育、应用与剂型、展望等六个方面阐述了近年来绿僵菌研究的新进展。

自从1879年Mehhiikob首先大量繁殖绿僵菌防治奥地利丽金龟以来，绿僵菌就成为害虫微生物防治的主角之一。

由于本世纪初人们对绿僵菌防治效果不稳定感到失望，对绿僵菌的研究仅限于分类、培养特性、感染机制及影响因素的研究。

进20年来，随着巴西和澳大利亚使用金龟子绿僵菌防治甘蔗和牧草害虫取得较大进展，以及非洲用黄绿绿僵菌防治蝗虫的试验初步成功，对绿僵菌的研究进入了一个高潮。

一、绿僵菌的系统学进展1.分类现状自1883年Sorokin建立绿僵菌属Metarhizium以来，先后发表了10余个种，分类状况混乱。

目前国际上被广泛接受的分类观点是Tulloch建立的，他将绿僵菌定位为2个种，包括金龟子绿僵菌和黄绿绿僵菌，金龟子绿僵菌包括小孢变种和大孢变种。

樊美珍等（1994）依据瓶梗和分生孢子的形态及排列方式，总结国内发现的新种，将绿僵菌属定为7个种或变种。

白色绿僵菌、金龟子绿僵菌小孢变种、金龟子绿僵菌大孢变种、双型孢绿僵菌、黄绿绿僵菌黄绿变种、黄绿绿僵菌小孢变种、戴氏绿僵菌。

2.系统学研究方法进展2.1酶学方法同功酶是由基因决定的，通过同功酶谱了解菌株特性，对种内分群有一定效果。

Rakotonirainy等（1994）在分析绿僵菌28rRNA部分序列的同时测定了7种酶的同功酶谱，分析酶谱得到了菌株间的系统关系与rRNA序列分析得到的相同。

2.2 分子生物学方法核糖体普遍存在于所有生物中，核糖体RNA分子在结构上具有高度的保守性，所以非常适用于揭示生物进化发育关系。