白 雪 峰
(山東省滕州市植保植檢站,山東 滕州 277599)
蘇云金桿菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是一種革蘭氏陽性細(xì)菌,在形成芽孢的同時能產(chǎn)生殺蟲晶體蛋白(insecticidal crystal proteins,ICPs),目前已知其對節(jié)肢動物門的鱗翅目、鞘翅目、雙翅目、膜翅目、同翅目、直翅目等9個目和線蟲等無脊椎動物有活性[1]。夜蛾科害蟲是一類重要的農(nóng)業(yè)害蟲,其對Bt低度敏感[2]。Christeller等[3]報道了夜蛾科幼蟲中腸液的總蛋白酶活性較高,對Bt殺蟲晶體蛋白能過度降解。邵宗澤等報道了與對Bt敏感昆蟲家蠶相對比,粘蟲中腸液具有較高的蛋白酶活性,這可能與粘蟲(Mythimna separata)及其它夜蛾科害蟲對Bt低度敏感有關(guān)[4]。本試驗從山東省采集的土樣中分離Bt菌株,然后通過生物測定篩選對夜蛾科高毒力的Bt菌株。
土樣采自山東省17個地級市,均為非耕地土壤。生測用的甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)、粘蟲、棉鈴蟲(Helicoverpa armigera)均由本站養(yǎng)蟲室提供。標(biāo)準(zhǔn)菌株HD-1來自本站保存的菌株,其它Bt菌株均為本文從山東省土壤中分離出的Bt菌株。培養(yǎng)基采用LB培養(yǎng)基和NGKG選擇性培養(yǎng)基(日水制藥),其他常用生化試劑均為市售分析純。
1.2.1 Bt菌株的分離將1 g土壤懸浮于10mL無菌水中,劇烈震蕩20min,然后靜置5min。將上層懸液稀釋100倍,取80μL涂于選擇性培養(yǎng)基(NGKG)平板上,30℃倒置培養(yǎng)72h。經(jīng)無菌操作,用接種環(huán)挑外觀似芽孢桿菌的單個菌落,用碳酸復(fù)紅染色后,鏡檢有無晶體。將鏡檢到有晶體的菌落劃線純化,于斜面LB培養(yǎng)基上4℃保存。
1.2.2 室內(nèi)生物測定Bt菌液的制備采用固體LB平板法。將Bt接種于固體LB平板上,30℃培養(yǎng)72h,鏡檢到晶體出現(xiàn)后,將菌體從LB平板上刮下,混合于5mL滅菌水中。然后通過血球計數(shù)板計數(shù)法計算菌液濃度,并調(diào)節(jié)菌液濃度為6.0×108cells/mL。
生物測定采用人工飼料混合法。將200μL菌液與2 g飼料充分混合,分裝到24孔板中,以滅菌水處理飼料作對照,各處理重復(fù)3次,每個重復(fù)24頭初孵幼蟲,置28℃、相對濕度70%~80%光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng),48、72、96 h檢查死蟲數(shù),并計算校正死亡率。
采用選擇性培養(yǎng)基法,從山東省采集的750份土樣中,共分離出Bt菌株57株,平均分出率為7.6%。分出菌株的晶體形態(tài)包括菱形、圓形、不規(guī)則形、正方形和混雜型(菱形和圓形),所占比例分別為36.8%、36.8%、15.8%、5.3%、5.3%。
以粘蟲和甜菜夜蛾初孵幼蟲為試蟲,對分離的57株Bt菌株進(jìn)行毒力測定。結(jié)果表明,96 h后對粘蟲校正死亡率高于50%的有菌株QCL-1、QJN-1、WRC-1;對甜菜夜蛾校正死亡率高于50%的有菌株QCL-1、WRC-1、HJY-1。絕大部分Bt菌株對試蟲的校正死亡率低于50%,可見夜蛾科的這2種試蟲對Bt不敏感(圖1和圖2)。
圖1 高毒力菌株對粘蟲的校正死亡率
圖2 高毒力菌株對甜菜夜蛾的校正死亡率
菌株QCL-1對粘蟲和甜菜夜蛾都表現(xiàn)出了較高的毒力。為進(jìn)一步明確菌株QCL-1毒力,以粘蟲、甜菜夜蛾、棉鈴蟲初孵幼蟲為試蟲,對菌株QCL-1和標(biāo)準(zhǔn)菌株HD-1的96 h的校正死亡率進(jìn)行對比(見表1)。結(jié)果表明,菌株QCL-1對甜菜夜蛾的校正死亡率為81.47%,高于菌株HD-1的33.6%,兩者差異顯著;菌株QCL-1和HD-1對粘蟲的校正死亡率都超過了85.42%,差異不顯著;菌株QCL-1對棉鈴蟲的校正死亡率為43.36%,低于HD-1的73.24%,兩者差異顯著。通過毒力比較,可以確定菌株QCL-1是一株對甜菜夜蛾和粘蟲初孵幼蟲具有較高毒力的Bt菌株。
表1 菌株QCL-1與HD-1的毒力比較
Bt菌株對夜蛾科中甜菜夜蛾和粘蟲活性較低[5],而甜菜夜蛾和粘蟲均為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的害蟲,因而尋找對甜菜夜蛾和粘蟲高毒力的Bt菌株,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義。本試驗采用夜蛾科中這兩種昆蟲為試蟲進(jìn)行高毒力菌株的初步篩選,通過初篩選出了一株對兩種試蟲均有高毒力的菌株QCL-1。將該菌株與標(biāo)準(zhǔn)菌株HD-1對比,其對甜菜夜蛾的毒力高于HD-1,對粘蟲的毒力與HD-1相當(dāng),該菌株的發(fā)現(xiàn)為夜蛾科害蟲中粘蟲和甜菜夜蛾的生物防治提供了新的菌株資源。
[1]Schnepf E,Crickmore N,Van R J,et al.Bacillus thuringiensisand its pesticidal crystal proteins[J].Microbiology and Molecular Biology Review,1998,62(3):775-806.
[2]Hofte H,Whiteley H R.Insecticidal proteins ofBacillus thuringiensis[J].Microbiol Mol Biol Rev,1989,53(2):242-255.
[3]Christeller J T,Laing W A,Markwick N P,et al.Midgut protease activities in 12 phytophagous Lepidopteran larvae:dietary and protease inhhibitor interactions[J].Insect Biochemistry and Molecular Biology,1992,22:735-746.
[4]邵宗澤,喻子牛.粘蟲幼蟲對蘇云金芽孢桿菌伴孢晶體低度敏感的機(jī)理探討[J].中國生物防治,1999,15(2):66-69.
[5]Beegle C C,Yamamoto T.History ofBacillus thuringiensisBerliner Research and Development[J].Can Entomologist,1992,124:587-616.