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为解决化学农药防治斜纹夜蛾(Spodoptera litura)的弊端,研究人员评估球孢白僵菌(Beauveria brongniartii )对其的防治效果,发现其高效且对非靶标生物安全,为生物防治提供新选择。
# 球孢白僵菌:斜纹夜蛾的 “绿色克星”
在广袤的农田里,斜纹夜蛾(Spodoptera litura)正肆意啃食着各种农作物,从玉米、棉花到大豆、蔬菜,它所到之处,叶片残缺不全,庄稼产量和品质大幅下降,给农民们带来了巨大的经济损失。长期以来,人们主要依靠化学农药来对抗斜纹夜蛾,可这就像一场 “杀敌一千,自损八百” 的战斗。化学农药不仅让害虫产生了抗药性,还严重污染了环境,伤害了许多无辜的非靶标生物。在这样的困境下,寻找一种绿色、安全又有效的防治方法迫在眉睫。
来自泰国清迈大学的研究人员挺身而出,展开了一项意义重大的研究。他们聚焦于球孢白僵菌(Beauveria brongniartii),试图探索其对斜纹夜蛾的防治潜力。经过一系列严谨的实验,他们发现球孢白僵菌在这场 “战斗” 中表现出色,是一种极具潜力的生物防治武器,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先,通过昆虫诱饵法从土壤中成功分离出球孢白僵菌,接着利用分子技术,如 PCR、DNA 测序等,对分离出的真菌进行精准鉴定。为测试球孢白僵菌对斜纹夜蛾不同发育阶段的影响,研究人员开展了一系列生物测定实验。同时,借助生化分析技术,研究人员检测了斜纹夜蛾幼虫在感染球孢白僵菌后体内酶活性的变化情况。此外,研究人员还利用组织病理学技术,观察球孢白僵菌对非靶标生物蚯蚓的影响。
球孢白僵菌的鉴定
研究人员从泰国清迈的森林土壤中分离出球孢白僵菌。通过显微镜观察,发现其菌丝呈白色,分生孢子为椭圆形至椭圆状,长度约 2.5 - 4.5μm。利用分子技术扩增真菌基因组 DNA,得到长度为 534bp 的片段,经 BLAST 搜索及系统发育分析,最终确定分离出的真菌为球孢白僵菌,其序列与之前报道的球孢白僵菌培养物相似度达 100%。
球孢白僵菌对斜纹夜蛾各阶段的影响
- 杀卵活性:用不同浓度的球孢白僵菌孢子溶液处理斜纹夜蛾卵,结果显示,浓度为 2.7×108 conidia/mL 的孢子溶液在处理 12 天后,杀卵率高达 98.66%。同时,研究人员计算出不同时间点的半数致死浓度(LC50)和 90% 致死浓度(LC90),这些数据进一步证明了球孢白僵菌对斜纹夜蛾卵的高毒力。
- 幼虫毒力:针对斜纹夜蛾二龄幼虫,用球孢白僵菌孢子溶液处理。12 天后,浓度为 2.7×108 conidia/mL 的孢子溶液使幼虫死亡率达到 96%。随着时间推移,幼虫死亡率逐渐上升,LC50和 LC90值也不断变化,表明球孢白僵菌对斜纹夜蛾幼虫有显著的致死作用。
- 蛹期效果:球孢白僵菌对斜纹夜蛾蛹的影响相对较小,但在处理 12 天后,浓度为 2.7×108 conidia/mL 的孢子溶液仍能使蛹的死亡率达到 77.33%。不同时间点的死亡率和 LC50、LC90值变化,反映出球孢白僵菌对蛹也有一定的防治效果。
- 成虫毒性:处理斜纹夜蛾成虫时,浓度为 2.7×108 conidia/mL 的球孢白僵菌孢子溶液在 12 天后使成虫死亡率达到 90.66%。同样,不同时间的死亡率和 LC50、LC90值变化,显示出球孢白僵菌对成虫具有较强的杀伤力。
球孢白僵菌对斜纹夜蛾幼虫生理的影响
- 血细胞计数:斜纹夜蛾幼虫接触球孢白僵菌后,血细胞数量在 3 天内显著增加,尤其是在最高浓度 2.7×108 conidia/mL 处理组,血细胞数量比对照组增加了 58.74%。这表明幼虫的免疫系统在积极应对球孢白僵菌的入侵。
- 酶活性变化:球孢白僵菌处理后,斜纹夜蛾幼虫体内的酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)活性显著降低,最高降幅分别可达 -55% 和 -61.72%。同时,脂质过氧化(LPO)活性显著增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性也明显上升,而过氧化氢酶(CAT)活性则大幅下降。这些酶活性的变化表明球孢白僵菌扰乱了幼虫的生理过程,引发了氧化应激反应。
球孢白僵菌对非靶标生物的影响
以蚯蚓(Eudrilus eugeniae)为非靶标生物进行实验,结果显示,球孢白僵菌孢子在 12 天的处理期内对蚯蚓没有明显的有害影响,与对照组相比,死亡率没有显著差异。而常用的化学农药久效磷在 100ppm 浓度下,12 小时内就导致了 96% 的蚯蚓死亡。组织病理学检查也表明,球孢白僵菌对蚯蚓的肠道组织没有造成明显损伤,这充分证明了球孢白僵菌对非靶标生物的安全性。
综合研究结果和讨论部分,球孢白僵菌在防治斜纹夜蛾方面展现出了巨大的潜力。它对斜纹夜蛾的各个发育阶段都有较高的致死率,尤其是在高浓度下,杀卵率、幼虫死亡率、成虫死亡率都达到了令人满意的效果,即使对蛹也有一定的防治作用。通过影响斜纹夜蛾幼虫的生理过程,如干扰酶活性、引发氧化应激反应,球孢白僵菌有效地抑制了害虫的生长和繁殖。更为重要的是,球孢白僵菌对非靶标生物蚯蚓安全无害,不会像化学农药那样对环境和其他生物造成危害。
这项研究为斜纹夜蛾的防治开辟了新的道路,球孢白僵菌有望成为化学农药的理想替代品,在农业生产中发挥重要作用。它不仅能有效控制害虫数量,减少农作物损失,还能降低化学农药的使用,保护生态环境,促进可持续农业的发展。不过,目前的研究主要在实验室进行,未来还需要更多的田间试验来进一步验证球孢白僵菌在自然环境中的实际效果,同时深入研究其与生态系统中其他生物的相互作用,以便更好地将其应用于实际的害虫防治工作中。
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