張 慧,吳圣勇,李 娟,張璐璐,張林雅,雷仲仁
(中國農業科學院植物保護研究所植物病蟲害生物學國家重點實驗室,北京 100193)
不同培養基繼代培養球孢白僵菌對西花薊馬毒力和產孢量的影響
張 慧,吳圣勇,李 娟,張璐璐,張林雅,雷仲仁
(中國農業科學院植物保護研究所植物病蟲害生物學國家重點實驗室,北京 100193)
【目的】通過開展連續繼代培養對高毒菌株產孢和毒力的影響研究,獲得對西花薊馬(Frankliniella occidentalis)毒力和產孢量均高且穩定的球孢白僵菌(Beauveria bassiana)菌株,進一步提出有效防止菌株退化、優良菌株保存和改良的方法與措施,為高效菌株的規模化生產提供參考。【方法】室內條件下,采用浸蟲法,用濃度為1×107個孢子/mL球孢白僵菌懸浮液處理西花薊馬初羽化成蟲,分別測定28株不同來源的菌株對西花薊馬的毒力;并將篩選出的4株高毒力菌株的分生孢子分別涂布于玉米瓊脂(CMA)培養基與SDAY培養基上,比較不同菌株以及不同培養基之間產孢量的差異,篩選出高產孢菌株與產孢培養基,以篩選得到的白僵菌菌株為初始菌株F0,把F0代球孢白僵菌分別接種于CMA培養基、添加蟬蛻的CMA培養基和添加西花薊馬蟲尸粉的CMA培養基,分別測定經過不同培養基連續5代繼代培養得到的球孢白僵菌對西花薊馬成蟲的毒力,并測定產孢量。使用模型模擬分析球孢白僵菌菌株經過不同培養基繼代培養后培養代數與產孢量的關系,并對不同培養基培養得到的不同培養代數的白僵菌菌株的產孢量與其對西花薊馬的致死中時(LT50)進行回歸分析,研究毒力與產孢量的相關關系。【結果】經過室內毒力測定,處理5 d后,菌株DZDC-9、GZGY-5、WLMQ1-8、SZ-26對西花薊馬成蟲的校正累積死亡率均高于90%,LT50均在3 d內,毒力顯著高于其他菌株;比較高毒力菌株在兩種產孢培養基上的產孢量,發現4株球孢白僵菌的產孢量存在顯著差異,菌株DZDC-9的產孢量顯著高于其他3株,4株菌株在CMA培養基中的產孢量均明顯高于SDAY培養基。隨著白僵菌菌株在CMA培養基上連續5代的繼代培養,菌株對西花薊馬成蟲的致病力呈現下降趨勢,從第3代開始致病力顯著降低,而添加蟬蛻的CMA培養基培養得到的不同培養代數的分生孢子對西花薊馬致病力則沒有顯著差異,添加西花薊馬蟲尸粉的CMA 培養基培養得到的不同代數的分生孢子對西花薊馬致病力有一定的增強趨勢;通過模型可以發現單純以CMA培養基繼代培養白僵菌的產孢量隨培養代數呈現指數下降,而在培養基中添加蟬蛻或西花薊馬蟲尸粉白僵菌產孢量則隨培養代數呈現指數上升,蟬蛻或西花薊馬蟲尸粉的添加對產孢量有一定的增強作用。白僵菌菌株產孢量與毒力存在一定正相關關系,產孢量相對較高的菌株對西花薊馬成蟲的致病力相對較高,致死中時短。【結論】篩選得到一株對西花薊馬高效的白僵菌菌株 DZDC-9,產孢培養基中加入蟬蛻和西花薊馬蟲尸可以維持菌株生長特性,延緩毒力退化趨勢;同一菌株的產孢量可以作為菌株毒力評價的一個指標。
西花薊馬;球孢白僵菌;繼代培養;毒力;產孢量
【研究意義】西花薊馬(Frankliniella occidentalis)屬纓翅目(Thysanoptera)薊馬科(Thripidae)花薊馬屬(Frankliniella),是蔬菜、花卉和棉花上的重要害蟲[1-2],其在中國的潛在適生區多達28個省[3-4]。西花薊馬除了直接取食危害寄主植物外,還可以傳播番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)、鳳仙花壞死病毒(Impatiens necrotic spot virus,INSV)和番茄褪綠病毒(Tomato chlorotic spot virus,TCSV)等多種植物病毒[5],嚴重時導致作物絕產。由于西花薊馬蟲體小,善于隱蔽,對多種殺蟲劑易產生抗性[6-7],難以防治[8],有必要開發對西花薊馬高效安全的可持續防治方式。球孢白僵菌(Beauveria bassiana,簡稱白僵菌),是目前應用最廣泛的蟲生真菌,寄主范圍廣,對環境安全,對人畜無害且不殺傷天敵,在田間使用可以循環擴散發揮侵染作用。在防治中應用的白僵菌菌種主要來源于野外采集自然直接分離篩選的特定菌株,在人工培養基上,球孢白僵菌在繼代培養過程中,菌株易發生變異,導致產孢量和對害蟲的致病性等性狀發生改變[9-11]。因此,篩選對西花薊馬高效的球孢白僵菌菌株,并提出一個有效的穩定菌株毒力和產孢能力的方法,對菌株保存、改良和規模化生產具有重要意義。【前人研究進展】JACOBSON等研究發現,球孢白僵菌等昆蟲病原真菌對西花薊馬有較好的防治效果[12-13];SAFAVI等[14]研究認為人工培養的白僵菌菌株的毒力穩定性是白僵菌大規模生產及保證市售商品和田間使用的白僵菌產品質量一致性的重要指標。而異核現象造成的變異和線粒體基因組的異質性或突變會造成白僵菌生產菌株在繼代培養中的退化,溫度、光照及培養基含水量等因素都能誘發或加劇變異的發生[15-17];唐曉慶等研究認為碳源、氮源及少量微量元素是白僵菌正常生長所必需的營養物質。白僵菌在培養過程中,如果營養物質供給不足,容易衰老退化,出現菌落局變、菌苔生長瘠薄或是菌絲徒長的現象,導致分生孢子產率下降,從而影響球孢白僵菌對害蟲的致病力[15,18];樊美珍等[19]研究認為不同營養條件下生長的球孢白僵菌其產孢水平有所不同,適宜的營養條件會促進菌株生長,提高其殺蟲活性;JAMES[20]研究認為氮源是組成細胞蛋白質、氨基酸及核酸的重要成分,豐富的氮源不僅有利于白僵菌孢子的萌發,而且可以促進菌絲的生長并能增加菌苔厚度;SHAH等[21]研究發現不同白僵菌菌株有一定的寄主專化性,毒力也有一定差異,白僵菌菌株如果長期侵染一種昆蟲,便能提高對該昆蟲的毒力,且從人工培養基上獲取的綠僵菌分生孢子的侵染相關基因的表達量顯著低于從蟲尸上獲取的分生孢子的相關基因的表達量;FURLANETO等[22]也認為可以通過定期人工定向分離培養穩定甚至提高綠僵菌菌株的毒力特性;ANSARI等[23]報道培養基會影響昆蟲病原真菌的特性,不同產孢培養基上綠僵菌在分生孢子毒性和產孢量方面有顯著差異;李會平等[24]把白僵菌菌株反復接種于桑天牛(Apriona germari)幼蟲蟲體,提高了白僵菌對桑天牛幼蟲的侵染力,而通過普通沙式培養基培養得到的白僵菌對桑天牛幼蟲的侵染力下降;關兵兵等[25]研究證明白僵菌在蟬蛻誘導培養基上的產孢量顯著高于PDA培養基,且產孢相關蛋白和其他蛋白質的表達上調。【本研究切入點】目前對白僵菌繼代培養影響的研究主要是對產孢量的數據統計,沒有對兩者的相關性進行有效擬合和分析。雖然利用白僵菌防治西花薊馬的研究報道較多,但已報道的對西花薊馬高效菌株的篩選僅局限于對原始菌株分生孢子的室內毒力測定,關于繼代培養過程中菌株產孢量和毒力的變化及對西花薊馬具有高致病力的球孢白僵菌的復壯研究鮮有報道。目前對菌株復壯主要是人工定向培養,但人工定向分離培養耗時較長,且西花薊馬蟲體較小,難以分離,極易污染,難以穩定菌株毒性,影響了菌株的大規模生產和在西花薊馬田間防治中的應用。【擬解決的關鍵問題】通過測定野外采集分離得到的28株球孢白僵菌對西花薊馬的毒力,篩選出高毒力菌株,進一步對高毒力菌株進行產孢培養基的篩選和產孢量的比較,篩選出接種產孢培養基和繼代培養菌株;對該菌株在添加西花薊馬蟲尸粉與蟬蛻的培養基上連續5代繼代培養,測定不同培養基培養得到的白僵菌菌株產孢量與毒力變化,并進行曲線擬合和相關性分析。以期明確連續繼代培養與菌株毒力和產孢的關系,并評估蟬蛻和西花薊馬蟲尸的誘導是否可以穩定高毒菌株的毒力和產孢量。
試驗于 2015年在中國農業科學院植物保護研究所完成。
1.1供試菌株
從被感染白僵菌的溫室白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)和亞洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)上分離得到的 28株球孢白僵菌菌株,斜面保存于4℃,由中國農業科學院植物保護研究所蔬菜害蟲組提供。試驗時,取斜面上保存的菌株,用接種環蘸取適量孢子粉,接種于CMA產孢培養基,于26℃恒溫培養箱(GXZ-9240A)光周期L∶D=12 h∶12 h培養7 d,活化備用。各菌株分離蟲體和地理來源見表1。
1.2供試蟲源
西花薊馬于 2014 年采自北京市門頭溝碧琨蔬菜種植中心,已在實驗室內用蛇豆(Trichosanthes anguina)飼養多代。飼養溫度為(26±1)℃,相對濕度為60%,光周期L∶D=14 h∶10 h。選用生長一致的初羽化成蟲供試驗所用。
1.3供試培養基和試劑
CMA培養基:玉米粉20 g·L-1、麥麩10 g·L-1、蛋白胨 5 g·L-1、KH2PO43 g·L-1、NH4NO31 g·L-1、MgSO4·7H2O 1 g·L-1、瓊脂15 g·L-1;SDAY培養基:葡萄糖40 g·L-1、蛋白胨10 g·L-1、瓊脂15 g·L-1;添加蟬蛻的CMA培養基:在CMA產孢培養基中添加5 g·L-1的蟬蛻粉,配制帶有蟬蛻成分的產孢培養基;添加西花薊馬蟲尸粉的CMA培養基:在CMA產孢培養基中分別添加5 g·L-1的西花薊馬蟲尸粉,配制帶有西花薊馬蟲尸成分的產孢培養基。
試驗所用蛋白胨購自北京奧博星生物技術有限責任公司(凈含量250 g,國產),葡萄糖購自國藥集團化學試劑有限公司(500 g分析純,國產),KH2PO4、NH4NO3和 MgSO4·7H2O購自北京化工廠(凈含量500 g分析純,國產),吐溫-80購自國藥集團化學試劑有限公司(500 g化學純,國產),瓊脂粉為北京中保綠農科技集團有限公司產品,麥麩和玉米粉為市售,蟬蛻粉購自北京同仁堂藥店,西花薊馬蟲尸粉為實驗室飼養的健康西花薊馬成蟲磨碎得到。
1.4高毒力球孢白僵菌的篩選
測定已活化白僵菌菌株的孢子萌發率,萌發率在90%以上的菌株可用于菌株篩選試驗。將各菌株分生孢子分別加入 0.05%的吐溫-80溶液中配制成1×107個孢子/mL的孢子懸浮液,對生長一致的西花薊馬初羽化成蟲采用浸蟲法進行毒力測定。
1.5高產孢菌株和產孢培養基的篩選
把篩選得到的高毒力球孢白僵菌分生孢子分別涂布于SDAY和CMA培養基,比較不同白僵菌以及不同培養基之間產孢量的差異,篩選高產孢菌株與產孢培養基。

表1 不同菌株分離蟲體及地理來源Table 1 The geographical origin and host of different strains
1.6不同培養基的繼代培養
把篩選出的對西花薊馬成蟲有高致病力且產孢量高的白僵菌菌株(DZDC-9)定義為原始菌株F0代,F0代分別接種于CMA培養基獲得F1代,F1代再接種于CMA培養基獲得F2代,以此類推共得到5代(F1—F5)。同樣的方法,把F0代球孢白僵菌分別接種于添加蟬蛻的 CMA培養基和添加西花薊馬蟲尸粉的CMA培養基,獲得C1—C5代和X1—X5代球孢白僵菌,分別對經過繼代培養得到的 F1—F5、C1—C5和 X1—X5代球孢白僵菌對西花薊馬成蟲進行毒力測定,并測定產孢量。
1.7球孢白僵菌對西花薊馬的室內毒力測定
用恒定CO2氣流將西花薊馬麻醉,隨后將其倒入配制好的孢子懸浮液中,浸泡5 s,倒于濾紙上,并吸去多余孢子懸浮液,然后用軟毛刷將試蟲挑入已放入一根蛇豆的養蟲管(高20 cm,直徑3 cm)中,每個養蟲管接蟲20頭,用紗布封口。試驗設置3次重復,以0.05%吐溫-80溶液作為對照。放入溫度為(26±1)℃,相對濕度為60%,光周期L∶D=14 h∶10 h的光照培養箱中培養,每日觀察西花薊馬的死亡情況,記錄死亡數,并將死亡的成蟲挑出,置于底部鋪有保濕濾紙的培養皿中保濕培養,若長出白色菌絲或孢子則為有效侵染致死,連續觀察5 d[26]。
為了確定沉降到西花薊馬體表的分生孢子數,將西花薊馬浸于濃度為1×107個孢子/mL的孢子懸浮液中,5 s后挑取10只西花薊馬放在濾紙上,并吸干多余液體,然后放入含有20 mL滅菌0.05%吐溫-80的50 mL錐形瓶中,并放入搖床中,125 r/min振蕩,使孢子從西花薊馬體表洗脫,2 h后吸取100 μL液體并均勻涂抹于CMA培養基上,于(26±1)℃培養箱中培養,4 d后計數平板上成菌落數(CFU),粗略作為西花薊馬體表的孢子數[27]。
1.8球孢白僵菌產孢量測定
將球孢白僵菌的分生孢子配制成 1×107個孢子/mL的孢子懸浮液,取1 mL涂布于培養基,置于溫度為(26±1)℃,相對濕度為60%,光周期L∶D= 14 h∶10 h的恒溫培養箱培養14 d,待培養基中長出淡黃色孢子粉時,用直徑3.5 mm的打孔器在平板中央到邊緣1/2處打下孢子,將打下的孢子放入內含10 mL 0.05%吐溫-80溶液的15 mL離心管中,渦旋振蕩均勻,吸取適量溶液置于血球計數板上,靜置1 min后計數,換算成每cm2所含分生孢子數量。每板分別取3處打下菌落塊,每個菌株設3個平板作為重復。
1.9數據統計與分析
采用POLO軟件計算白僵菌對西花薊馬的致死中時(LT50),用Abbott公式計算校正累積死亡率,用SPSS 19.0軟件進行Tukey’s(HSD)顯著性差異分析。
2.1對西花薊馬高毒力白僵菌菌株的篩選
通過計數平板上成菌落數可知,試驗用的西花薊馬在濃度為1×107個孢子/mL的孢子懸浮液中浸泡5 s后其體表的孢子數約為(3.76±0.08)×103個孢子/頭,由于分生孢子無法全部洗脫,該測定結果會略小于實際孢子數。經過室內毒力測定,在1×107個孢子/mL的接種濃度下,各白僵菌菌株對西花薊馬成蟲均表現出一定的致病力,以第5天的校正累積死亡率作為菌株毒力比較的指標,可以看出不同菌株校正累積死亡率差異顯著(F=11.290,df=27,83;P<0.01),其中菌株DZDC-9、GZGY-5、WLMQ1-8、SZ-26對西花薊馬第5天的校正累積死亡率均在90%以上。不同菌株對西花薊馬成蟲的致病力差異顯著(F=85.509,df=27,83;P<0.01),LT50在2—6 d(圖1),均明顯低于對照(10.25±1.16)d,其中菌株 DZDC-9、GZGY-5、WLMQ1-8和SZ-26對西花薊馬的LT50在3 d以內。綜合考慮 LT50和校正累積死亡率,菌株DZDC-9、GZGY-5、WLMQ1-8、SZ-26對西花薊馬致病較快、致病力較強,顯著優于其他菌株。

圖1 28株球孢白僵菌對西花薊馬成蟲致死中時和第5天校正累積死亡率Fig. 1 LT50and corrected cumulative mortality of 5 days post treatment of 28 strains against adult F. occidentalis in the laboratory
2.2高毒力球孢白僵菌在不同培養基上的產孢量
在兩種產孢培養基上,4株球孢白僵菌的產孢量均存在顯著差異(CMA培養基:F=334.457,df=2,8;P<0.01;SDAY培養基:F=212.586,df=2,8;P<0.01),但無論采用哪種產孢培養基,菌株 DZDC-9的產孢量均顯著高于其他3株。對于同一菌株,采用不同產孢培養基在相同培養條件下進行產孢量測定,結果顯示4株菌株在CMA培養基中的產孢量均明顯高于SDAY培養基,所以選擇CMA培養基為接種產孢培養基,菌株DZDC-9為繼代培養菌株(圖2)。

表2 不同培養基繼代培養白僵菌菌株對西花薊馬成蟲LT50的影響Table 2 LT50of different generations of continuous subculture of B. bassiana growing on different culture media against adult F. occidentalis

圖 2 4株對西花薊馬高毒力的球孢白僵菌在 CMA和 SDAY產孢培養基上的產孢量Fig. 2 Conidial production of 4 highly virulent strains against adult F. occidentalis growing on SDAY and CMA media
2.3不同培養基繼代培養的白僵菌菌株對西花薊馬的毒力
各不同培養代數白僵菌菌株對西花薊馬均表現出較好的致病效果。經過CMA培養基培養得到的各菌株不同培養代數對西花薊馬的致病力呈現下降趨勢,從第 3代開始致病力顯著降低, LT50由第1代的2.55 d上升至第5代的 3.40 d,延長33.33%;西花薊馬的校正累積死亡率也由第1代的93.62%降至第5代的65.96%;添加蟬蛻的CMA培養基培養得到的各菌株不同培養代數對西花薊馬的致病力則沒有顯著差異;而添加西花薊馬蟲尸粉的 CMA 培養基培養得到的各菌株不同培養代數對西花薊馬的致病力有一定的增強趨勢,LT50由第1代的2.80 d降至第5代的2.36 d,降低15.7%,對西花薊馬的校正累積死亡率沒有變化(表2、表3)。
2.4不同繼代培養的白僵菌菌株產孢量變化
將菌株DZDC-9在3種培養基中連續培養5代,對于每種培養基,產孢量和培養代數擬合曲線 y= a ln(x)+b,y代表產孢量(108個孢子/cm2),x代表培養代數;a與b為建模參數。菌株在不同培養基中產孢量隨培養代數呈現指數增長或下降趨勢(圖 3),在CMA培養基中菌株產孢量與繼代培養代數符合模型y = -1.657ln(x)+8.0222(R2=0.9456)。隨著培養代數的增加呈現一定下降趨勢,而當在CMA培養基中添加0.5%蟬蛻或0.5%西花薊馬蟲尸粉時,菌株產孢量與繼代培養代數符合模型y=1.1574ln(x)+10.58(R2= 0.9972)與y=1.1364ln(x) +10.232(R2=0.9846)。產孢量則隨著培養代數的增加呈現緩慢的上升趨勢,最后趨于穩定。菌株DZDC-9繼代培養之后,產孢量能很好地擬合方程 y=aln(x)+b,其 R2均>0.94。對相同培養代數不同培養基培養的菌株產孢量進行方差分析(表4),可見在CMA培養基中添加0.5%蟬蛻或者 0.5%西花薊馬蟲尸粉對白僵菌產孢量沒有顯著性差異,但明顯高于菌株在 CMA培養基中的產孢量。

表3 不同培養基繼代培養白僵菌對西花薊馬成蟲死亡率的影響Table 3 Corrected cumulative mortality of different generations of continuous subculture of B. bassiana growing on different culture media against adult F. occidentalis

表4 球孢白僵菌菌株在不同培養基上連續繼代培養5代產孢量的變化Table 4 Conidial production of the 1st to 5th generations of continuous subculture of strain DZDC-9 on different media
2.5產孢量與毒力相關性分析
將不同培養基培養得到的不同培養代數白僵菌菌株產孢量與其對西花薊馬的LT50進行回歸分析,擬合曲線如圖4所示,y=-0.831ln(x)+4.6694,y代表LT50,x代表產孢量(1×108個孢子/cm2),相關系數為0.7206;產孢量與毒力存在一定的相關性,產孢量相對較高的菌株對西花薊馬成蟲的致病力相對較高,LT50值相對較小,因此,對于同一菌株可以根據其產孢量的變化判斷其在不同培養條件下相對毒力的變化。

圖3 球孢白僵菌DZDC-9在不同培養基上連續繼代培養與產孢量的關系Fig. 3 Relationship between subcultures and conidial production of B. bassiana strain DZDC-9 obtained from different media

圖4 球孢白僵菌DZDC-9產孢量與致病性的相關性Fig. 4 Relationship between virulence against adult F. occidentalis and conidial production of B. bassiana strain DZDC-9
白僵菌作為一種生防真菌,在農業害蟲防治中具有重要的地位,白僵菌菌株在繼代培養中會出現菌株變異和退化現象,高毒力菌種選育和毒力穩定性保持是白僵菌生物防治應用的前提,但如何能夠長久地維持其毒力和產孢能力則是白僵菌在應用中的關鍵技術。經過篩選得到4株對西花薊馬有高毒力的菌株,通過對這 4株高毒力菌株產孢量比較發現,菌株DZDC-9的產孢量顯著高于其他3株,各不同高毒力菌株在CMA培養基上的產孢量顯著高于SDAY培養基,這與張璐璐等[28]在白僵菌大規模生產中的結果類似。通過對白僵菌菌株的繼代培養發現,連續使用CMA培養基培養得到的白僵菌分生孢子對西花薊馬的毒力和產孢量均呈下降趨勢,且從第3代開始呈現明顯的下降趨勢,而當在CMA培養基中添加適量的蟬蛻或者西花薊馬蟲尸粉時則能增加產孢量,穩定白僵菌菌株毒力。菌株發生變異的主要原因是菌株本身遺傳物質改變。菌株不同基因型核比例受環境條件尤其是培養條件的影響,張志光等[29]研究發現自然界中的白僵菌是以異核形式存在的,但是異核體不穩定,可以通過人工培養基培養的方法改變異核體內核的比例;蔡國貴等[18]研究發現白僵菌菌株在營養豐富的培養基中生長相對穩定,在營養貧瘠的培養基中生長則容易變異,當在培養基中添加松毛蟲和木毒蛾蟲尸粉時則可以有效控制白僵菌對松毛蟲和木毒蛾的毒力退化。不同培養基通過影響白僵菌菌株酶的表達水平引起菌株毒力的變化,李會平等[30]研究發現白僵菌菌株產酶能力與其對桑天牛幼蟲的毒力呈正相關關系,而培養基成分和培養條件會影響白僵菌菌株的產酶能力。經過添加蟬蛻和西花薊馬蟲尸粉繼代培養得到的孢子粉的毒力能夠穩定遺傳并略有增強,這可能是由于昆蟲表皮成分中含有能夠誘導水解酶產生的特殊基質,經過誘導培養提高了白僵菌菌株的產酶能力,進而增強了菌株毒力。
本研究通過模型直觀模擬了CMA培養基與添加蟬蛻、西花薊馬蟲尸的CMA培養基上,球孢白僵菌菌株DZDC-9經過連續5代繼代培養產孢量和培養代數的相關關系,并對相同代數的不同培養基的產孢量進行顯著性檢驗。通過模型可以發現添加蟬蛻或西花薊馬蟲尸粉的培養基繼代培養得到的白僵菌對西花薊馬的產孢量和毒力有一定的增強作用。單純以 CMA培養基繼代培養白僵菌產孢量隨培養代數呈現指數下降,而在培養基中添加蟬蛻或西花薊馬蟲尸粉白僵菌產孢量則隨培養代數呈現指數上升,已有報道表明蟬蛻等可以誘導白僵菌產孢相關蛋白的表達[31],從而提高白僵菌菌株的產孢量。蟬蛻和西花薊馬的蟲尸粉中含有大量的幾丁質,可以促進分生孢子的產生,而其中蘊含的磷脂與蛋黃素可以促進分生孢子的萌發,有利于球孢白僵菌的有效侵染,穩定甚至增強菌株毒性[32]。經過西花薊馬蟲尸粉培養得到的白僵菌孢子粉對西花薊馬的毒力略高于經過蟬蛻培養得到的孢子粉對西花薊馬的毒力。胡景江等[33]通過研究白僵菌胞外蛋白酶與其毒力的關系,發現培養基中添加蟲尸粉后白僵菌產酶水平提高。這可能是白僵菌經過西花薊馬蟲尸粉培養后對西花薊馬的專化性更強,同時西花薊馬蟲尸內含有更多的蛋白質和某些特殊營養成分更適合白僵菌的生長(或刺激蛋白酶合成所需),有利于菌株的復壯。因此,可在培養基中添加適量的蟲尸粉和蟬蛻粉,以提高菌株的活力,但培養基中蟲尸粉和蟬蛻粉的含量還有待于進一步研究。本研究在室內條件下對其他 3株高效球孢白僵菌菌株 SZ-26、WLMQ-1-8、GZGY-5進行連續5代繼代培養,采用相同方法對菌株進行復壯,結果也顯示連續復壯5代后,蟲尸粉和蟬蛻粉復壯法菌株產孢和毒力恢復效果最好。綜合考慮,在產孢培養基中添加適量的蟲尸粉和蟬蛻粉對退化菌株的產孢和毒力恢復效果較好且有很好的穩定性。
李農昌等[34]對不同培養基和培養條件下得到的白僵菌孢子粉進行產孢量和毒力的比較,發現產孢量與毒力之間存在相關性。本研究對白僵菌菌株產孢量與毒力進行相關性分析發現,產孢量與毒力之間存在一定的正相關關系。同一菌株產孢量可以作為菌株毒力篩選評價的一個重要指標。
通過對西花薊馬有高毒力的白僵菌菌株的篩選和連續繼代培養,篩選出一株對西花薊馬高毒力的菌株DZDC-9,通過曲線模擬對球孢白僵菌繼代培養與菌株產孢量和毒力進行了相關分析,產孢培養基中加入蟬蛻和西花薊馬蟲尸粉能夠維持菌株產孢特性,延緩毒力退化趨勢。
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(責任編輯 岳梅)
Influence of Subculture on Virulence to Frankliniella occidentalis and Conidial Production of the Entomopathogenic Fungus Beauveria bassiana
ZHANG Hui, WU Sheng-yong, LI Juan, ZHANG Lu-lu, ZHANG Lin-ya, LEI Zhong-ren
(State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193)
【Objective】The objective of this study is to assess the capability of the Beauveria bassiana against Frankliniella occidentalis in the field, and explore the influence of subculture on virulence and conidial production of the B. bassiana, propose an effective method for preventing the retrogression during successive subculture, and provide a basis for the large-scale production technology of B. bassiana. 【Method】 The virulence of 28 fungal strains to adult F. occidentalis was evaluated by soaking method with B. bassiana concentration of 1×107conidia/mL in the laboratory. The adults were dipped for 5 s in the conidial suspension. Conidial production of the 4 high virulent strains was measured on corn meal agar (CMA) medium and sabouraud dextrose agar yeast (SDAY) medium, screening high conidial production strain and spore production medium by comparing conidial production of different strains on different media. Subsequently, strain DZDC-9 was subcultured on three media (CMA medium, CMA medium with cicada exuviae, and CMA medium with F. occidentalis cadaver powder) to compare its virulence and conidial production over five subcultures. The relationship between conidial production and virulence was analyzed. 【Result】Among 28 strains of entomopathogenic fungi B. bassiana tested for virulence against F. occidentalis in laboratory bioassays, strains DZDC-9, GZGY-5,WLMQ1-8 and SZ-26 were found as the most potent. The corrected cumulative mortalities were over 90% after 5 days, and LT50<3 d. Conidial production obtained from the CMA medium of each strain was higher than from SDAY medium, and strain DZDC-9 had the higher conidial production among the four strains. The results demonstrated that the virulence of strain DZDC-9 declined with successive subculture. However, when the strain was subcultured on the CMA medium with 0.5% cicada exuviae or 0.5% F. occidentalis cadaver powder as an additive, the virulence increased with successive subculture. Conidial production was not significantly different between the same generation subculture on CMA medium with cicada exuviae and CMA medium with F. occidentalis cadaver powder, but they were significantly greater than conidial production obtained from CMA medium. A positive correlation was found between sporulation and virulence of B. bassiana conidia under different media and culture conditions. 【Conclusion】The potential of B. bassiana strain DZDC-9 for the control of F. occidentalis was studied, and proposed an effective method for stabilizing the virulence and sporulation of B. bassiana. Conidial production could be used as an indicator for virulence evaluation.
Frankliniella occidentalis; Beauveria bassiana; subculture; virulence; conidial production
2016-03-28;接受日期:2016-05-20
國家大宗蔬菜產業技術體系(CARS-25-B-07)、韭菜安全生產關鍵技術研究及科技示范基地建設(Z151100001215009)聯系方式:張慧,E-mail:huizhang0926@sina.com。通信作者雷仲仁,Tel:010-62815930;E-mail:leizhr@sina.com