防治杭白菊蚜虫的丝孢类生防真菌筛选、菌药互作评价及规模化产孢新技术研究

摘要

昆虫病原真菌中很多属于丝孢类生防真菌(Fungalbiocontrolagents)，其中球孢白僵菌Beauveriabassiana(缩写Bb)和玫烟色拟青霉Paecilomycesfumosoroseus(缩写Pfr)在一些国家已被开发成为若干商品制剂，在农林害虫的防治中发挥越来越重要的作用。然而，在此类生防真菌的研究及开发工作中针对不同的靶标害虫筛选高效杀虫菌种(株)始终是一个主题；由于真菌杀虫存在着潜伏期而作用较缓，克服这一缺点的主要途径是与生物学相容的化学杀虫剂适当配伍，使其优势互补，但菌药互作协同效应评价的技术问题至今仍困扰着国内外的同行；作为真菌制剂有效成份的高纯度孢子粉生产工艺虽有多种可选择的方案，但缺乏适用的关键技术装备，延缓了产业化开发进程。针对这些问题，为了探索威胁浙江省重要经济植物杭白菊生产的蚜虫控制新技术对策，本研究测定了玫烟色拟青霉及球孢白僵菌各4个菌株对菊小长管蚜Macrosiphoniellasanborni的毒力，从中筛选出一株高效杀蚜的球孢白僵菌与常规化学杀虫剂吡虫啉亚致死剂量进行协同互作效应测定，确定了菌药互作的剂量范围；同时成功研制了一种适合丝孢类生防真菌高纯度孢子粉生产的新式固体发酵装置——立式多层产孢箱，并用筛选出的高效杀蚜菌株进行了四批次生产试验。通过这些研究，为利用生防真菌开展菊蚜微生物防治提供了科学技术依据，主要结果归纳如下。 玫烟色拟青霉与球孢白僵菌对菊小长管蚜的毒力比较菊小长管蚜是严重威胁我省著名特产杭白菊的主要害虫。从国际著名菌种库选用4株玫烟色拟青霉(Pfr2175、Pfr116、Pff612和Pfr153)和4株球孢白僵菌(Bb2880、Bb2860、Bb2861和Bb2879)对菊小长管蚜进行生物测定。每个菌株的生测设高、中、低3个剂量处理，每处理3次重复，每重复为一片载有30～40头成蚜的菊叶，对照为0.02％Tween80的无菌水。采用国际上通用的标准喷塔法接种，接种后的菊蚜逐日观察8天，所获数据经时间一剂量一死亡率模型模拟分析。结果表明，4株拟青霉在21～902个孢子/mm2的接种剂量下引起的死亡率为17.4％～100.0％，4株白僵菌在10～646个孢子/mm2的接种剂量下引起的死亡率为37.3％～100.0％。根据模型模拟产生的剂量效应和时间效应参数可计算获得各菌株的致死中剂量LC50及其95％置信区间，在接种后第5天分别为，126(107～149)个孢子/mm2(Pfr116)，442(329～596)个孢子/mm2(Pfr612)，213(158～286)个孢子/mm2(Prf153)，234(168～328)个孢子/mm2(Pfr2175)，155(129～186)个孢子/mm2(Bb2880)，86(73～101)个孢子/mm2(Bb2860)，99(73～133)个孢子/mm2(Bb2861)和138(89～214)个孢子/mm2(Bb2879)。而在接种后第8天，4株拟青霉LC50及其95％置信区间分别为59(49～72)、139(110～177)、52(34～81)和79(55～115)个孢子/mm2，4株球孢白僵菌的分别为63(51～78)、25(20～30)、27(18～40)和30(16～57)个孢子/mm2。各菌株对菊蚜的致死中时LT50随接种的孢子剂量增加而下降，LT50从低浓度下的较大差异向高浓度下的较小差异渐近收敛。在150个孢子/mm2的剂量下，玫烟色拟青霉不同菌株的LT50变化范围为4.5～7.7天，球孢白僵菌不同菌株的LT50变化范围为4.5～5.1天；而在500个孢子/mm2的剂量下，拟青霉的LT50收敛至2.8～4.9天，白僵菌的收敛至3.7～4.0天。其中，Bb2860和Pfr2175的LT50值最低。通过LC50和LT50的比较，4株玫烟色拟青霉中以Pfr2175的毒力最强，4株球孢白僵菌中以Bb2860最优，具有杀蚜速度快、致死浓度低等特点，具有较大的开发应用潜力。因此，后续研究中主要采用Bb2860菌株。 球孢白僵菌与亚致死剂量吡虫啉对菊小长管蚜协同作用评价将球孢白僵菌Bb2860未剂型化孢子水悬液、孢子悬乳剂的稀释液及其与吡虫啉亚致死剂量(0.01、0.025及0.05μg/mL)的混合液对菊小长管蚜进行了5个独立生测，每个生测仍设高、中、低三个孢子剂量处理，以评价孢子剂型化和菌药互作对靶标害虫的致病致死效果。各个生测的时间-剂量一死亡率数据采用上述模型模拟方法进行分析。结果显示，孢子悬乳剂的杀蚜效果优于未剂型化的孢子水悬液；孢子悬乳剂与低剂量吡虫啉之间的互作显著，而且这种协同互作取决于菌药互作的剂量及接种后天数。在孢子悬乳剂稀释液中添加0.025～0.05μg/mL吡虫啉，可显著增强或加速菌剂对菊蚜的致死作用。基于模型模拟获得的LC50和LC90的相对效力比较，添加低剂量吡虫啉后的真菌制剂与单用真菌相比可大幅提高对菊蚜的毒力。因此，将球孢白僵菌与低剂量吡虫啉混配混用，对菊蚜的防治不失为一种很有潜力的替代防治措施，既可显著降低靶标害虫对吡虫啉抗药性产生的机会，也可大幅降低田间化学杀虫剂的用量。 适于以低值稻米生产高纯度气生分生孢子粉的立式多层产孢箱为了提升真菌杀虫剂的产业化技术水平，研制了一种专门用于大规模生产丝孢类生防真菌高纯度孢子粉的新式固体发酵装置——立式多层产孢箱，并以低值稻米作为产孢基质，以高效杀蚜的球孢白僵菌Bb2860为生产菌株，进行了50公斤级的四次中试生产。产孢箱占地面积仅0.36m2，工作容积0.72m3，有效固体发酵面积达8.4m2。箱内等距叠置25个金属网底的物料盘，每盘可装2～3kg米料，整个产孢箱能承载50～75kg的发酵米料。在不同季节进行的四批次中试试验中，产孢箱的发酵产孢效果相当稳定和令人满意，满负荷生产Bb2860菌株的孢子粉平均生产周期只需7天，平均含孢量高达1.7(1.4～1.9)×1011个/克粉，平均活孢率为94.0％(92.1％～95.7％)，平均含水量为12.8％(9.9％～18.1％)。生产效率为平均产粉量14.6(13.0～17.1)克/公斤米，绝对产孢量高达2.4(1.8～2.7)×1012个孢子/公斤米，而作为发酵物料的稻米消耗率平均为19.9％(16.2～21.8％)。按此产率和1013个孢子/公顷的国际标准用孢量计算，每公斤大米在7天内可生产喷施3.66亩的孢子粉。通过在产孢箱的上、中、下三个层次分别悬置数显温湿度自动记录仪监控在发酵产孢期间箱体内的温度和湿度变化，显示箱体内平均温度和相对湿度这两个变量被很好地控制在有利于球孢白僵菌生长产孢的适宜范围内。相对而言，由净水雾化装置控制的箱内湿度控制比由室内空调控制的发酵温度更容易保持稳定。 综上所述，本研究应用国际规范的生防真菌生测技术体系于杭白菊蚜虫生防菌株的筛选之中，获得了高效杀蚜的球孢白僵菌和玫烟色拟青霉菌株，深入评价了菌药互作的杀蚜效果，研究开发了具有自主知识产权的新式固体发酵装置——立式多层产孢箱。这些结果为菊蚜微生物防治和我省名优特产杭白菊的无公害生产提供了有价值的技术积累，尤其固体发酵产孢装置的研制成功将成为推动我国真菌杀虫剂产业化的关键技术装备。

目录

论文说明：图示目录、表格目录

致谢

摘要

1生防真菌研究应用现状及文献评述

2玫烟色拟青霉与球孢白僵菌对菊小长管蚜的毒力比较

3球孢白僵菌与亚致死剂量吡虫啉对菊小长管蚜的协同作用评价

4适于以低值稻米生产高纯度气生分生孢子粉的立式多层产孢箱

5问题与讨论

参考文献

附件:与学位论文相关的论文发表与专利申请情况