榆樹臍腹小蠹坑道真菌研究

徐 陽 ，朱曉梅，劉雪峰，2*

(1.東北林業大學林學院，哈爾濱 150040;2.新疆農業大學林業與園藝學院，烏魯木齊 830052)

榆樹(Ulmus spp.)是新疆重要的綠化樹種，發揮著巨大的生態作用。尤其是白榆(Ulmus pumila)材質優良，抗病性強，特別是對全世界毀滅性植物病害——荷蘭榆病(Dutch Elm Disease)具有高度抗病性。但近年來，在我國新疆地區，白榆人工林大面積受小蠹蟲危害，并出現零星或成片死亡，危害造成了極大的經濟損失和生態損失。危害白榆樹的小蠹蟲主要是臍腹小蠹(Scolytus schevyrewi)，它分布在新疆的伊寧、霍城、查布查爾、克拉瑪依、奎屯和阿勒泰地區等地［1］。臍腹小蠹還分布在中國北方各省，是韓國、蒙古、俄羅斯、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦、土庫曼斯坦和塔吉克斯坦的本土害蟲。2003年4月首次在北美地區干旱的白榆上采集到了該害蟲。到2005年春季，在美國的亞利桑那州、加利福尼亞州等22個州都發現了臍腹小蠹。在美國從4種榆樹上采集到臍腹小蠹，分別為:U.americana，U.procera，U.pumila和U.thomasii［2］。臍腹小蠹不斷地重復侵害樹勢衰弱的植株，加快衰弱的速度，導致被害株迅速死亡。死亡不久砍伐的原木，最適于臍腹小蠹定居繁殖，是主要的蟲源地。在新疆臍腹小蠹蟲危害致死率3～5%，嚴重地段達到50%以上。該害蟲1 a發生2～3代，以老熟幼蟲在樹皮內越冬。保證林木健康生長和消除蟲源地是臍腹小蠹綜合防治的基本環節［3］。目前，對該害蟲的生物學習性、發生規律和防治技術等都進行了較全面的研究。

Brasier C M(1987)在我國東北部遼寧省的大連、丹東、沈陽、中部陜西省的西安、新疆省的烏魯木齊、吐魯番、瑪納斯和伊寧采集了受到小蠹蟲危害的榆樹詳細的樣本。從小蠹蟲危害的樣本上分離到了擔子菌和茄腐鐮刀菌［4］。劉慧珍在新疆烏魯木齊、瑪納斯、石河子、伊犁地區、河南武險縣、內蒙鑲黃旗和山西文水縣等地，設置50多塊標準地，對榆樹次生林、人工林、防護林、行道樹和“四旁”樹進行多次死亡情況調查，并以病榆木質部變色部位和危害榆樹的小蠹蟲為材料，進行了真菌分離培養，從小蠹蟲、坑道和病榆樹組織中分離到Graphium putredinis、G.penicillioides及鐮刀菌(Fusarium spp.)、青霉(Penicillium sp.)和茅菌屬(Doratomyces)等多種真菌［5］。

小蠹蟲和真菌的共生是一種廣義上的共生，包括互惠共生、拮抗共生和其他形式的共生［6］。Graham研究認為小蠹蟲與真菌共生是小蠹蟲與真菌充分利用森林生態系統內寄主樹木高纖維素、半纖維素和木質素等營養物質適應性的進化結果［7］。在植物—小蠹蟲—共生真菌系統中，共生真菌在削弱寄主樹木抗性、協助小蠹蟲侵害樹木中起重要作用，對某些小蠹蟲或寄主樹木而言，共生真菌甚至是小蠹蟲成功侵害的必要條件［8－9］。目前為止，對臍腹小蠹蟲坑道真菌研究還不夠深入。為此，本文報道了臍腹小蠹蟲坑道真菌的分離培養結果，確定了小蠹蟲坑道真菌群落組成和優勢種群，為研究新疆榆臍腹小蠹蟲與伴生菌關系提供基礎資料。

1 材料和方法

1.1 標本采集

在每一個調查樣地選取合適的受害榆樹，將有明顯危害痕跡的木段鋸下帶回實驗室備用。2009年7月從庫爾勒市、和靜縣、和碩縣和2010年4月從克拉瑪依市總計采集6段受臍腹小蠹危害的榆木段，見表1。

表1 臍腹小蠹蟲危害木標本采集Tab.1 The bark beetle harmed of wood specimen collection

1.2 培養基

(1)PDA培養基:馬鈴薯20 g，瓊脂17 g，葡萄糖20 g，蒸餾水1 000 mL。

(2)CSMA培養基:麥芽汁20 g，放線菌酮0.05 g，鏈霉素0.04 g，瓊脂17 g，蒸餾水1 000 mL。

(3)MEA培養基:麥芽浸提物20 g，蛋白胨1.0 g，葡萄糖20 g，瓊脂17 g，蒸餾水1 000 mL。

(4)CMA培養基:玉米粉20 g，瓊脂17 g，蒸餾水1 000 mL。

(5)WA培養基:瓊脂17 g，蒸餾水1 000 mL。

1.3 坑道真菌分離培養和鑒定

取臍腹小蠹的幼蟲坑道、成蟲羽化后坑道標本為分離材料，將其切成大約0.5×0.5 cm小塊，用漂白粉(1∶14)進行表面消毒后接種到培養基中，培養基采用PDA、MEA、MA CMA和CSMA 5種培養基，每個培養皿內放5塊分離材料，設3個重復，分離伴生菌，25℃培養箱避光培養。另外做一組，分離材料表面不消毒，直接接種在培養基上。

當接種材料周圍長出菌落時，從中挑取菌絲分離純化菌種。定期觀察菌落生長情況，同時進行菌種統計，并統計分離頻率(檢出率)。

分離頻率=分離到該菌材料數/該處理材料總數×100%

將分離純化已產孢的真菌菌落采用直接挑取標本，制作成水載片;產生子實體的真菌采用徒手切片方法，制成水載片，在顯微鏡下進行形態特征并測量、描述，依據形態特征參考一些相關分類學資料進行分類鑒定［10－13］，確定所分離到的真菌的屬(種)。

1.4菌種保存

接種3～4 d以后，待菌落長出，在解剖鏡下用針尖挑取不同的菌落，接種到PDA培養基中，25℃培養，相對濕度為50%，光照為0級。待菌種長出，保存到試管斜面中。

2 結果分析

2.1 幼蟲坑道木質部真菌分離結果

從庫爾勒、和靜及和碩3個地區采集了4棵樣樹，接種了600塊臍腹小蠹幼蟲木質部坑道的小樣，共120皿，分離結果見表2和表3。從幼蟲坑道木質部共分離到真菌12屬，其中庫爾勒、和靜及和碩3個樣地分離到的真菌共有屬7個:Fusarium、Graphium、Paecilomyces、Phoma、Alternaria、Penicillium和待定種1。其中，Chaetomium和Cladosporium只從和靜標本中分離到的，Candida和Dictyoarthrinium只從和碩標本中分離到的。庫爾勒分離到的真菌種類相對較少，標本B和標本C間真菌種類差異較大，共有種類3屬。

幼蟲木質部坑道真菌優勢種為Fusarium，滅菌和不滅菌條件下，平均分離率分別為98.33%和100%，其次是待定種1，滅菌和不滅菌條件下，平均分離率分別為15%和39.15%，Graphium滅菌和不滅菌條件下，平均分離率分別為17.09%和22.47%。

從滅菌與不滅菌分離材料上分離真菌的結果略有差異，滅菌的分離到10屬，不滅菌的分離到11屬，共有屬9個。其中，Chaetoumium在滅菌的條件下分離出來，Dendrodochium和Dictyoarthrinium在不滅菌條件下分離到的，但是分離率都很低。

應用5種培養基分離幼蟲木質部坑道真菌分離結果:PDA培養基上分離到的種類最少，有6屬;其次是CSMA和WA，分別有8屬;MEA和MA培養基上分離到的種類略多，分別為9屬和10屬。其中Fusarium、Graphium、Paecilomyces、Phoma和待定種1是5種培養基上所共有的。

表2 表面滅菌的幼蟲木質部坑道真菌Tab.2 The larvae gallery fungi surface sterilized in xylem

表3 表面不滅菌木質部坑道真菌Tab.3 The larvae gallery fungi of without surface sterilized in xylem

2.2 幼蟲坑道樹皮真菌分離結果

在庫爾勒、和靜及和碩3個地區采集了4棵樣樹，接種了600塊臍腹小蠹蟲樹皮坑道的小樣，共120皿，分離結果見表4和表5。從和碩、和靜標本中分離到的真菌較庫爾勒的多。3個地區的共有種類有 6屬:Fusarium、Alternaria、Graphium、Phoma、Penicillium和待定種1。只從和靜標本中分離到了Cladosporium和Stilbum，Candida和Dictyoarthrinium只從和碩標本中分離到。

幼蟲木質坑道與樹皮坑道真菌組成基本相似，只從木質坑道分離到Chaetoumium，只從樹皮坑道中分離到Stilbum。說明在小蠹蟲危害的情況下，在小蠹蟲坑道各個部位的真菌組成上沒有顯著差異，優勢種上也基本相同。

表4 表面滅菌的樹皮坑道真菌Tab.4 The larvae gallery fungi surface sterilized in tree bark

表5 不滅菌樹皮坑道真菌Tab.5 The larvae gallery fungi without surface sterilization in tree bark

2.3 成蟲羽化后的坑道真菌分離結果

在克拉瑪依地區采集了2棵樣樹，接種了240塊成蟲羽化后坑道的小樣，共48皿，分離結果見表6。從中分離到真菌10屬，待定種1個。滅菌和不滅菌條件下均為10屬，但略有差異，Chalara只在不滅菌的條件下分離到。Fusarium被普遍分離到，為優勢真菌，滅菌和不滅菌條件下，平均分離率分別為為72.5%和67.5%，其它較占優勢的是Monilia、Peyronellaea和Penicillium。

表6 成蟲羽化后坑道真菌Tab.6 The adults gallery fungi after adult emergence

3 結論與討論

利用5種培養基對臍腹小蠹幼蟲坑道和成蟲羽化后坑道標本進行分離培養，共分離到真菌18屬，待鑒定的種類有2種。幼蟲坑道中分離到12屬真菌，從木質部坑道和樹皮坑道中種類組成較接近。從成蟲羽化后遺留坑道中分離到真菌10屬。

臍腹小蠹幼蟲坑道、成蟲羽化后坑道優勢真菌都為鐮刀菌，經形態學和分子鑒定為茄腐鐮刀菌(Fsarium solani)，在滅菌和不滅菌條件下，從寄主木質坑道和樹皮坑道上以及各種培養基上都能分離到，而且均占優勢。茄腐鐮刀菌在幼蟲坑道、成蟲羽化后坑道中的平均分離率分別是:98.84%、67.50%。與Brasier C M(1987)和劉慧珍(1988)從小蠹蟲危害的榆樹標本的分離結果類似。鐮刀菌屬的真菌代謝產生的對人畜及植物致病的毒素，同時也會對其他真菌產生抑制作用，這也是從臍腹小蠹坑道中所分離到的真菌種類貧乏的原因。鐮刀菌屬的真菌是重要的植物病原真菌，可以引起多種植物產生枯萎病。從小蠹蟲坑道中分離到的茄腐鐮刀菌參與了臍腹小蠹蟲對榆樹的危害過程。

成蟲羽化后的坑道真菌與幼蟲坑道真菌共有的屬為:Chaetomium、Fusarium、Graphium和Penicillium;幼蟲坑道的真菌主要有:Alternaria、Candi-da、Cladosporium、Dendrodochium、Dictyoarthrinium、Paecilomyces、Phoma、Stilbum和1個待定種(NMBA6241);在成蟲道內特有的真菌為:Chalara、Gonatobotrys、Monilia、Peyronellaea、Trichoderma、Ulocladium和1個待定種(YWSB2311)。說明從幼蟲坑道和成蟲坑道所分離到的真菌種類組成有所不同，但是它們的優勢種均為茄腐鐮刀菌。可能是幼蟲坑道內樹皮和木質部被小蠹蟲取食和真菌的分解作用及寄主組織壞死后，坑道內的化學成分和組織結構發生變化而引起了真菌群落的改變。

另外，在分離臍腹小蠹坑道真菌時，建議使用多種培養基，這樣可以增加分離真菌到多更種真菌的機會。對分離材料滅菌和不滅菌對分離結果略有影響，在不滅菌條件下分離到的真菌種類普遍較滅菌條件下分離到的種類要豐富。

】

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