對桃粉大尾蚜高毒力的球孢白僵菌篩選及其田間防效評價

摘要

桃粉大尾蚜Hyalopterus pruni是重要的果樹害蟲。本研究通過室內(nèi)毒力測定篩選對桃粉大尾蚜成蟲具有高毒力的球孢白僵菌Beauveria bassiana菌株，并通過田間試驗評價高毒力菌株對桃粉大尾蚜的防治效果。結(jié)果表明，供試的8株球孢白僵菌中Bb02對桃粉大尾蚜成蟲的毒力最強(qiáng)，5 d累計校正死亡率最高，為73.12%;致死中時間（LT50）最短，為1.72 d。菌株Bb02不同濃度的孢子懸浮液處理桃粉大尾蚜成蟲后，試蟲累計校正死亡率隨著孢子濃度和處理時間的增加而升高，Bb02菌株的致死中濃度（LC50）為7.59×106 個/mL。在田間使用菌株Bb02不同濃度的孢子懸浮液進(jìn)行噴霧處理，處理后7 d濃度為1.0×108 個/mL的孢子懸浮液的校正防效最高，達(dá)到82.90%。本研究結(jié)果表明，Bb02菌株在桃粉大尾蚜生物防治中具有良好的應(yīng)用潛力。

關(guān)鍵詞

桃粉大尾蚜; 球孢白僵菌; 生物防治; 毒力測定; 田間防效

中圖分類號：

S 476.12

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2024477

Screening and field efficacy evaluation of a highly virulent Beauveria bassiana strain against Hyalopterus pruni

ZHU Zhiwei1#， YU Jiamin1，2#， XUAN Zebing1， ZHANG Jin1， SHEN Wangxi1， DENG Quan3，XU Pengjun4， LI Maoye1*， LIU Su1*

（1. Key Laboratory of AgriProducts Quality and Biosafety， Ministry of Education， School of Plant Protection，

Anhui Agricultural University， Hefei 230036， China; 2. Sichuan Institute of Tobacco Science， Sichuan Branch

of China National Tobacco Corporation， Chengdu 610041， China; 3. Liangshan Branch of Sichuan Tobacco

Company， Xichang 615000， China; 4. Tobacco Research Institute， Chinese Academy

of Agricultural Sciences， Qingdao 266101， China）

Abstract

The mealy plum aphid， Hyalopterus pruni， is an important pest damaging fruit trees. This study aimed to screen Beauveria bassiana strains with high virulence against H.pruni adults through laboratory bioassays and evaluate the control efficacy of the most promising strain under field conditions. The results showed that， among the eight tested strains， strain Bb02 exhibited the highest virulence， resulting in a cumulative corrected mortality rate of 73.12% five days posttreatment and a median lethal time （LT50） of 1.72 days. The cumulative corrected mortality of H.pruni adults increased with both conidial concentration and exposure time. The median lethal concentration （LC50） of Bb02 was determined to be 7.59×106 conidia/mL. In the field， foliar application of Bb02 at 1.0×108 conidia/mL achieved the highest control efficacy， with a corrected control rate of 82.90% at seven days after treatment. These results indicate that strain Bb02 is a promising candidate for the biological control of H.pruni in orchard ecosystems.

Key words

Hyalopterus pruni; Beauveria bassiana; biological control; virulence test; field efficacy

桃粉大尾蚜Hyalopterus pruni屬半翅目Hemiptera蚜科Aphididae，是桃、李、杏等薔薇科果樹的重要害蟲［1］，該蟲刺吸果樹葉片或嫩梢汁液，并分泌蜜露導(dǎo)致煤污?。?］。除了為害果樹，桃粉大尾蚜也能取食蘆葦?shù)群瘫究浦参铮?］。長期以來，在生產(chǎn)上對桃粉大尾蚜普遍采用化學(xué)防治，但施用化學(xué)農(nóng)藥存在污染環(huán)境、使害蟲產(chǎn)生抗藥性、殺傷非靶標(biāo)生物等問題，因此迫切需要開發(fā)新型防治技術(shù)，以減少化學(xué)農(nóng)藥使用量。

昆蟲病原真菌是一類能夠從體壁侵入昆蟲體內(nèi)，在昆蟲體腔內(nèi)增殖并導(dǎo)致昆蟲死亡的真菌［4］。利用昆蟲病原真菌開展害蟲生物防治，對于減少化學(xué)農(nóng)藥使用量具有重要意義。昆蟲病原真菌中研究最廣泛的是球孢白僵菌Beauveria bassiana，其寄主廣泛，能夠侵染700余種昆蟲［5］，包括松墨天牛Monochamus alternatus［6］、亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis［7］和紅棕象甲Rhynchophorus ferrugineus［8］等。在田間應(yīng)用中，球孢白僵菌對草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda［9］、暗黑鰓金龜Pedinotrichia parallela［10］和煙粉虱Bemisia tabaci［11］等也具有良好的防治效果。利用球孢白僵菌防治蚜科昆蟲也有較多報道，如田佳等［12］篩選出了對桃蚜Myzus persicae高毒力的球孢白僵菌BQ63菌株，高濃度的BQ63孢子懸浮液處理后7 d，桃蚜校正死亡率高達(dá)90.10%， 僵蟲率為89.84%;Tong等［13］在小麥田噴施球孢白僵菌ZJU435菌株后，禾谷縊管蚜Rhopalosiphum padi和荻草谷網(wǎng)蚜Sitobion miscanthi密度顯著下降，防效達(dá)到85.00%。此外，有研究表明，將球孢白僵菌與亞致死劑量殺蟲劑聯(lián)合使用，不僅能夠提高對高粱蚜Melanaphis sacchari的防效，還可以顯著減少化學(xué)農(nóng)藥用量［14］。但截至目前，對桃粉大尾蚜高毒力的球孢白僵菌菌株非常缺乏，極大地限制了球孢白僵菌在桃粉大尾蚜生物防治中的應(yīng)用。

本研究選擇8株球孢白僵菌，以蘆葦上采集的桃粉大尾蚜成蟲為測試對象，通過室內(nèi)毒力測定篩選對桃粉大尾蚜成蟲具有高毒力的菌株，并評價該菌株田間防治效果，以期為桃粉大尾蚜的生物防治提供新途徑。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)萃園，將帶有桃粉大尾蚜的蘆葦葉片剪下并用棉球保濕帶回實驗室，移除若蟲和有翅成蟲，保留無翅成蟲，飼養(yǎng)于人工氣候箱內(nèi)。飼養(yǎng)條件：（26±1）℃，相對濕度（70±5）%，光周期L∥D=16 h∥8 h。

1.2 供試球孢白僵菌菌株

8株球孢白僵菌菌株均保存于本實驗室，菌株編號、寄主及采集地見表1。

1.3 球孢白僵菌菌株菌落直徑與產(chǎn)孢量測定

將8株球孢白僵菌接種于薩氏葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基+酵母提取物（Saboraud dextrose agar medium+yeast extract，SDAY）培養(yǎng)平板上，在（26±1）℃，相對濕度（85±5）%，全黑暗環(huán)境中培養(yǎng)10 d。將菌絲和分生孢子從平板上刮下，在0.05%（V/V，下同）吐溫80水溶液中旋渦振蕩10 min，使孢子和菌絲充分懸浮，再用雙層擦鏡紙濾去菌絲，獲得孢子懸浮液，稀釋至1.0×108 個/mL備用。吸取3 μL孢子懸浮液，點接于直徑9 cm的SDAY培養(yǎng)平板中心位置，將平板置于（26±1）℃，相對濕度（85±5）%，全黑暗環(huán)境中培養(yǎng)15 d后，采用十字交叉法測量菌落直徑。用直徑1 cm的圓形打孔器打取菌塊5個（十字測量線交叉點1個，測量線與菌落邊緣交叉處4個），置于10 mL 0.05% 吐溫80水溶液中，旋渦振蕩10 min，用血球計數(shù)板（格網(wǎng)布局為25×16，每小格面積為1/400 mm2）測定孢子數(shù)量，計算菌落單位面積上的產(chǎn)孢量（個/cm2），試驗設(shè)置3次生物學(xué)重復(fù)。

產(chǎn)孢量=（80小格內(nèi)的孢子數(shù)/80）×400×10 000×稀釋倍數(shù)/所取菌落面積。

式中“80”代表血球計數(shù)板上的80個正方形小格。

1.4 球孢白僵菌菌株對桃粉大尾蚜室內(nèi)毒力測定

用0.05%吐溫80水溶液將8株球孢白僵菌配制成濃度為1.0×108 個/mL的孢子懸浮液，采用噴霧法［15］進(jìn)行毒力測定。將定性濾紙鋪在9 cm培養(yǎng)皿上，截取長度一致的蘆葦葉片并用濕潤棉花包裹住切口，每個培養(yǎng)皿中放入一片處理好的蘆葦葉片。用毛筆移取30頭生長較為一致的無翅成蚜置于葉片上，使用手持式壓力噴霧器（冀州區(qū)新照塑料包裝有限公司）將1 mL的球孢白僵菌孢子懸浮液噴霧至蚜蟲表面，以0.05%吐溫80水溶液作為對照，每處理設(shè)置3次生物學(xué)重復(fù)。處理后放入（26±1）℃，相對濕度（70±5）%，光周期L∥D=16 h∥8 h的人工氣候箱中，每天觀察試蟲存活情況，統(tǒng)計死亡蟲數(shù)。將死亡的試蟲轉(zhuǎn)移到濕潤的濾紙上，放置在培養(yǎng)皿中觀察是否有菌絲長出。

通過校正死亡率和致死中時間（LT50）篩選出對桃粉大尾蚜具有高毒力的菌株之后，將該菌株配制為5個濃度（1.0×104、1.0×105、1.0×106、1.0×107 個/mL和1.0×108 個/mL）的孢子懸浮液，用手持式壓力噴霧器將1 mL的孢子懸浮液噴霧至蚜蟲體表。每處理設(shè)置3次生物學(xué)重復(fù)，以0.05%吐溫80水溶液作為對照，其余步驟同上。

校正死亡率=（處理組死亡率－對照組死亡率）/（1－對照組死亡率）×100%。

1.5 田間防效評價

田間防效試驗于2024年5月在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)翠園蘆葦種植區(qū)（117.26°E，31.86°N）進(jìn)行，該區(qū)域在試驗前30 d未噴施過任何藥劑。試驗設(shè)置3個處理（Bb02菌株1.0×106、1.0×107 個/mL和1.0×108 個/mL孢子懸浮液）和1個對照組（0.05%吐溫80水溶液）。每處理設(shè)置3個重復(fù)，共12個小區(qū)。每小區(qū)面積為4 m2，種有25株蘆葦，各小區(qū)之間相隔約5 m。每小區(qū)掛牌標(biāo)記3株長勢相同的蘆葦，每株蘆葦上標(biāo)記3片蚜蟲大量聚集的葉片。噴藥之前記錄待測葉片上桃粉大尾蚜的總數(shù)量，每處理桃粉大尾蚜總蟲量均大于100頭。采用16 L背負(fù)式手動噴霧器進(jìn)行整株噴霧處理，葉片正反面均勻噴霧。施藥后連續(xù)7 d記錄活蟲數(shù)。噴霧當(dāng)天天氣晴朗，氣溫21～29℃，施藥后7 d內(nèi)天氣晴或多云，無降雨。

蟲口減退率=（處理前活蟲數(shù)-處理后活蟲數(shù)）/處理前活蟲數(shù)×100%;

校正防效=［（處理組蟲口減退率-對照組蟲口減退率）/（1-對照組蟲口減退率）］×100%。

1.6 數(shù)據(jù)分析

用WPS Office 2019整理數(shù)據(jù)并計算校正死亡率、蟲口減退率和校正防效。使用DPS 19.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，計算毒力回歸方程、致死中時間（LT50）、致死中濃度（LC50） 以及95%置信區(qū)間，毒力回歸方程均進(jìn)行卡方檢驗以判斷其可靠性。不同處理組之間的差異顯著性使用單因素方差分析（oneway ANOVA）和Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試菌株的菌落直徑及產(chǎn)孢量

供試8株球孢白僵菌在SDAY培養(yǎng)基上菌落均呈毛氈狀，但形態(tài)存在明顯差異（圖1）。Bb01、Bb02、Bb04、Bb05和Bb06的菌落有環(huán)狀脊溝紋，外緣放射狀脊溝紋明顯;Bb07的菌落表面較為平整;Bb324和Bb325的菌落類型為粉狀菌落。在SDAY培養(yǎng)基上培養(yǎng)15 d，8株球孢白僵菌的菌落直徑（F7，16=170.27，P＜0.05）、產(chǎn)孢量（F7，16=48.86，P＜0.05）均存在顯著差異。Bb04菌株的菌落直徑最大，為56.69 mm;Bb05菌株的產(chǎn)孢量最大，為6.92×107 個/cm2（表2）。

2.2 供試菌株對桃粉大尾蚜的室內(nèi)毒力

室內(nèi)毒力測定結(jié)果（表3）表明，8株球孢白僵菌均能侵染桃粉大尾蚜無翅成蟲并致其死亡，但不同菌株處理后桃粉大尾蚜成蟲的5 d累計校正死亡率存在顯著性差異（F7，16=20.30，P＜0.05），其中Bb02菌株1.0×108 個/mL孢子懸浮液處理后5 d，試蟲的累計校正死亡率達(dá)到73.12%，顯著高于除Bb325外的其他菌株處理。此外，1.0×108 個/mL 濃度下Bb02菌株侵染桃粉大尾蚜無翅成蟲的LT50為1.72 d，而其他菌株的LT50均大于2 d。結(jié)合8株球孢白僵菌的生長和產(chǎn)孢特性，選取Bb02菌株進(jìn)行后續(xù)試驗。

2.3 Bb02菌株對桃粉大尾蚜的LC50

由表4可以看出，Bb02菌株5個濃度孢子懸浮液處理后5 d，桃粉大尾蚜無翅成蟲累計校正死亡率存在顯著差異（F4，10=29.00，P＜0.05），其中1.0×108 個/mL孢子懸浮液造成的累計校正死亡率最高。處理后5 d，Bb02菌株的LC50為7.59×106 個/mL（95%置信區(qū)間：3.09×106～1.86×107個/mL， χ2=1.31，df=3）。處理后桃粉大尾蚜無翅成蟲的活動能力逐漸減弱，試蟲死亡后2 d，蟲體開始皺縮，顏色加深，白色菌絲先從前足長出，接著在頭部以及胸部出現(xiàn)，最終完全將蟲體包裹并產(chǎn)生分生孢子（圖2）。

2.4 Bb02菌株對桃粉大尾蚜的田間防效

Bb02菌株3個濃度的孢子懸浮液噴霧處理對桃粉大尾蚜均具有一定的防治效果。處理后1 d各處理的防治效果均不明顯，1.0×108 個/mL的孢子懸浮液處理后3 d，防效明顯上升，達(dá)到74.68%，處理后7 d，3種濃度的孢子懸浮液對桃粉大尾蚜的防治效果差異顯著（F2，6=32.30，P＜0.05），其中1.0×108 個/mL處理防治效果最好，校正防效達(dá)到82.90%（表5）。

3 結(jié)論與討論

利用昆蟲病原真菌防治農(nóng)業(yè)害蟲能夠有效減少化學(xué)農(nóng)藥的用量，對于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的提升和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有重要意義。桃粉大尾蚜是薔薇科果樹的重要害蟲，但目前非常缺乏對其具有高毒力的昆蟲病原真菌菌株。本研究從8株球孢白僵菌中篩選出1株對桃粉大尾蚜具有高毒力的Bb02菌株，并發(fā)現(xiàn)該菌株對桃粉大尾蚜具有較好的田間防效。本研究篩選出的Bb02菌株為桃粉大尾蚜的生物防治提供了新菌株資源。

昆蟲病原真菌的致病性往往與其生長速度和產(chǎn)孢量等生物學(xué)性狀具有相關(guān)性［16］。如劉玉軍等［17］篩選出對櫟旋木柄天牛Aphrodisium sauteri具有高致病力的球孢白僵菌Bb202，該菌株不僅產(chǎn)孢能力強(qiáng)且孢子萌發(fā)速度快;張海劍等［18］篩選出二點委夜蛾Athetis lepigone的高毒力球孢白僵菌Ed41，該菌株具有生長快、孢子萌發(fā)速率高、產(chǎn)孢量大等優(yōu)良性狀。本研究篩選出的對桃粉大尾蚜的高毒力菌株Bb02生長速率較快，產(chǎn)孢量也較高。后續(xù)將設(shè)計試驗研究并優(yōu)化Bb02的生產(chǎn)工藝，如培養(yǎng)條件優(yōu)化等，為Bb02菌株的田間應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

郭繼元等［14］在室內(nèi)用濃度為2.0×108 個/mL的球孢白僵菌菌株GZGY13孢子懸浮液處理高粱蚜，高粱蚜第7天的累計校正死亡率為76.78%;王峰等［19］用5.0×107 個/mL的球孢白僵菌BbJ9孢子懸浮液處理蘿卜蚜Lipaphis erysimi后，蘿卜蚜第5天的累計校正死亡率為89.30%。本研究用1.0×108 個/mL的 Bb02菌株孢子懸浮液處理桃粉大尾蚜成蟲后，試蟲第5天的累計校正死亡率為69.44%，可能是由于桃粉大尾蚜體表覆有一層蠟粉影響了球孢白僵菌的侵染，也可能是因為桃粉大尾蚜防御球孢白僵菌的機(jī)制不同于其他種類蚜蟲，導(dǎo)致死亡率存在差異。本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)Bb02菌株處理后，桃粉大尾蚜無翅成蟲的活動能力逐日下降，試蟲死亡后第2天有部分菌絲從試蟲前足長出，最終試蟲被白色菌絲完全包裹，這可能是因為球孢白僵菌在殺死寄主昆蟲后產(chǎn)生菌絲穿透體表所致。菌絲上形成的大量分生孢子可能會成為侵染源，在桃粉大尾蚜種群內(nèi)引起流行病，從而實現(xiàn)對桃粉大尾蚜種群的持續(xù)控制。

田間試驗結(jié)果表明，施用濃度為1.0×108個/mL的Bb02菌株孢子懸浮液，第7天對桃粉大尾蚜的校正防效為82.90%，Bb02菌株具有開發(fā)為生物防治產(chǎn)品并應(yīng)用于生產(chǎn)的潛力。由于本研究所使用的桃粉大尾蚜采集自蘆葦，因此在后續(xù)研究中仍需深入探討B(tài)b02菌株對桃樹等果樹上桃粉大尾蚜的防效。前人研究表明，將球孢白僵菌與苦參堿、印楝素、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽和氯蟲苯甲酰胺等殺蟲劑聯(lián)合使用，能夠提高對農(nóng)業(yè)害蟲的防治效果并減低化學(xué)農(nóng)藥的使用劑量［2022］，也有學(xué)者將球孢白僵菌與捕食性或寄生性天敵聯(lián)合使用，取得了較好的防治效果［2324］。在后續(xù)研究中，將分析Bb02菌株與不同種類殺蟲劑以及天敵昆蟲的相容性，并開展Bb02菌株與低劑量殺蟲劑和天敵聯(lián)合防治桃粉大尾蚜的試驗，以減少真菌使用量，提高防治效果，降低防治成本，同時減少田間大量噴施真菌孢子懸浮液對田間濕度和作物生長的影響，為桃粉大尾蚜的可持續(xù)治理奠定基礎(chǔ)。

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