王杰，王偉， 李秀璋，徐成體

(青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，西寧 810016)

害蟲分為地上害蟲和地下害蟲，種類與數(shù)量繁多。據(jù)《Crop Protection Compendium》介紹，屬于幾個(gè)重要目的害蟲有4596種， 其中我國有分布的種類近1400種， 我國發(fā)生種類約占30%[1]。蟲害的發(fā)生往往會對人類的生活、生產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)面影響，會大大減少農(nóng)田的產(chǎn)量，導(dǎo)致作物大面積不產(chǎn)或死亡。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計(jì)，1995—2001年我國農(nóng)作物蟲害平均年發(fā)生面積1.85億hm2，2002—2011年平均發(fā)生面積上升到2.36億hm2，2012年以后超過2.5億hm2[2]。蟲害的發(fā)生使得作物產(chǎn)量下降，草原發(fā)生退化甚至生態(tài)大面積被破壞，直接造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

害蟲的防治措施有多種，主要有物理防治、化學(xué)防治、生物防治以及綜合防治等。物理防治無農(nóng)藥殘留，但需要一定的設(shè)施，同時(shí)有些方法較為原始，效率較低，只能作為輔助措施[4]。化學(xué)防治見效快，效果好，但是在殺滅有害生物同時(shí)，有益生物也受到傷害，破壞森林、草地的生態(tài)平衡，農(nóng)藥殘留對環(huán)境有污染，影響食品健康[5]。從害蟲綜合治理到生態(tài)調(diào)控的轉(zhuǎn)變和過渡是可持續(xù)農(nóng)業(yè)的要求，也是在全球變化背景下維持農(nóng)業(yè)生態(tài)安全的必然選擇[6]。近年來，新興發(fā)展的生物防治措施可以高效的解決害蟲的發(fā)生，不破壞生態(tài)，還能夠保持生態(tài)平衡，保證長久發(fā)展[7]。其中昆蟲病原線蟲(Entomopathogenic nematode,EPN)的應(yīng)用最為常見，使得害蟲數(shù)量得到了一定的控制。低劑量的化學(xué)藥劑與昆蟲病原線蟲混合使用，比單一的昆蟲病原線蟲的防治效果好，兩種品系的線蟲混合使用也可以提高防治效果。

昆蟲病原線蟲是寄生于昆蟲體內(nèi)使之致病或死亡的一類線蟲。一般專指斯氏線蟲科(Steinernematidae)和異小桿線蟲科(Heterorhabditidae)兩類，是繼Bt(Bacillusthuringiensis)、昆蟲病毒之后又一新的生物防治因子[8，9]。它們能夠自主搜索寄主，并且寄主范圍高，侵染致死的效率高，應(yīng)用的時(shí)間短，對動物、植物以及其它生物安全，對環(huán)境無副作用，易于培養(yǎng)、使用方便。在害蟲可持續(xù)治理中具有巨大的應(yīng)用潛力，是農(nóng)業(yè)上主要的生物防治措施之一[10，11]。

1 昆蟲病原線蟲的分類、侵染過程

1.1 昆蟲病原線蟲的分類

已知的昆蟲病原線蟲有1000多種，分布于27個(gè)科?，F(xiàn)階段應(yīng)用較多的昆蟲病原線蟲主要指的是線蟲門(Nematod)、尾感器綱(Secernentea)、小桿目(Rhabditida)，包括斯氏線蟲科(Steinernematidae)和異小桿線蟲科(Heterorhabditidae)[12]。1923年，Steiner描述了第一個(gè)昆蟲病原線蟲Aplectana kraussei[13]；1927年，Travassos將屬名改為斯氏線蟲屬(Stcinema)[14]；1929年，Glaser從日本的一種麗金龜中得到了格氏斯氏線蟲(Steinernemafeltiae)[15]，同時(shí)，Steiner建立了以Neoaplectanaglaseri為代表種的新線蟲屬(Neoaplctana)；隨后，F(xiàn)lipjev把斯氏線蟲屬(Steinernema)和新線蟲屬(Neoaplectana)都?xì)w入斯氏線蟲亞科(Steinernematinae)[16]；1937年，Chitwood 等人將斯氏線蟲亞科提升到斯氏線蟲科(Steinernemnatiae)[17]； 1994年，Nguyen和Smart從白蟻中采集到新種Neosteinernemalongicurvicauda， 建立了斯氏線蟲科的一個(gè)新屬—新斯氏線蟲屬Ncostcinernema[18]。迄今為止，已從世界不同國家鑒定出大約100種斯氏線蟲屬的物種和21種異小桿線蟲屬的物種,世界各地均有不同種類的昆蟲病原線蟲的分布[19]。

1.2 昆蟲病原線蟲的侵染過程

昆蟲病原線蟲共生菌是存在于昆蟲病原線蟲體內(nèi)的一種細(xì)菌，昆蟲病原線蟲和共生菌是互利共生的關(guān)系，昆蟲病原線蟲保護(hù)共生菌不受外界因素的影響[20]。昆蟲病原線蟲作為寄主的載體將體內(nèi)的共生菌送到害蟲體內(nèi)，共生菌在害蟲體內(nèi)繁殖并產(chǎn)生毒素，使害蟲患敗血癥而死亡。共生菌分泌多種胞外酶，將昆蟲血腔中的大分子營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能被線蟲所吸收利用的小分子營養(yǎng)物質(zhì)，為線蟲提供所需的養(yǎng)分[21,22]。共生菌分泌抗菌素抑制雜菌的生長，為線蟲的正常發(fā)育生長提供良好的生長環(huán)境。侵染期線蟲重新攜帶著共生菌形成新的線蟲—共生菌復(fù)合體，以游離態(tài)從寄主昆蟲尸體內(nèi)鉆出，再次尋找新的寄主[23]。

不同種類的線蟲應(yīng)用不同的方式尋找寄主，方式主要有潛伏型、攻擊型、中間型3 種[24]。潛伏型線蟲，如Steinernemacarpocapsae和Steinernemascapterisci， 擴(kuò)散能力較弱，通常棲于表土中，靜等在表土中活躍的寄主昆蟲出現(xiàn)。攻擊型線蟲如Steinernemaglaseri，活動能力較強(qiáng)，更趨向于主動搜尋寄主，這類線蟲適用于防治深層土壤中的不活躍害蟲。攻擊型的線蟲，在寄主出現(xiàn)或與寄主的表皮接觸后，運(yùn)動范圍縮小。據(jù)推測，由于中間型線蟲兼具攻擊型及潛伏型線蟲的特征，所以攻擊型線蟲和潛伏型線蟲可能是由中間型線蟲分別進(jìn)化而來的[25]。

2 昆蟲病原線蟲的應(yīng)用

2.1 昆蟲病原線蟲防治蠐螬

蠐螬屬鞘翅目金龜甲總科害蟲，是地下害蟲中種類最多、分布最廣、危害最重的一個(gè)類群。在我國不同的地區(qū)蠐螬的種類也有所不同。同一種品系的昆蟲病原線蟲也會對不同種類的蠐螬起到一定的致死作用，其中最大的區(qū)別在于致死率的高低。

孫昊雨等[26]試驗(yàn)表明， 嗜菌異小桿線蟲(Heterorhabditisbacteriophora)滄州品系侵染華北大黑鰓金龜(Holotrichiaoblita)、暗黑鰓金龜(Holotrichiaparallela)和銅綠麗金龜(Anomalacorpulenta)3種金龜子2齡幼蟲后，酚氧化酶活性、羧酸酯酶活性變化以及血淋巴蛋白含量、海藻糖含量發(fā)生變化，表明線蟲對蠐螬免疫系統(tǒng)和代謝過程產(chǎn)生了影響，對暗黑鰓金龜幼蟲進(jìn)行防治并且幼蟲的死亡率顯著高于Steinernemafeltiae和Steinernemalongicaudum兩種線蟲的處理(P<0.05)。經(jīng)過大量的試驗(yàn)和研究，已經(jīng)成功篩選出多個(gè)對蠐螬有防治效果的昆蟲病原線蟲品系，根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算出平均致死率為85.75 %～86.16 %(表1)。

表1 對防治蠐螬效果較好的昆蟲病原線蟲品系

昆蟲病原線蟲對蠐螬的防治要考慮環(huán)境因素對線蟲生存條件的影響，只有在適宜的條件下線蟲才能發(fā)揮最大的作用，時(shí)間以及藥劑量的高低也對防治過程產(chǎn)生不同程度的影響。劉樹森等[27]研究結(jié)果表明，在特定的溫度、土壤濕度和一定的線蟲劑量下，能夠有效地應(yīng)用嗜菌異小桿線蟲滄州品系殺死暗黑鰓金龜。

單一的昆蟲病原線蟲對蠐螬能夠起到致死作用，但是有時(shí)會產(chǎn)生不穩(wěn)定的影響。如果加入其它的菌株或者化學(xué)藥劑可以起到協(xié)同作用，相比單一的昆蟲病原線蟲能夠在相同的時(shí)間內(nèi)提高對蠐螬的致死率，并且證明了在室內(nèi)外均有顯著性的效果發(fā)生。現(xiàn)階段加入的菌株有蘇云金芽孢桿菌、白僵菌等菌株，而加入的化學(xué)藥劑一般有吡蟲啉、毒死蜱乳油和高效氯氰菊酯乳油、噻蟲嗪、除蟲脲、氟啶脲等。李而濤等[32]研究表明，昆蟲病原線蟲HeterorhabditisbeicherrianaLF品系與蘇云金芽孢桿菌BacillusthuringiensisHBF-18菌株混用后對華北大黑鰓金龜?shù)闹虏×哂袇f(xié)同增效作用。余佳敏等[38]研究證明了昆蟲病原線蟲與白僵菌Bbn6協(xié)同防治煙草蠐螬具有顯著的協(xié)同增效效應(yīng)。王玉東等[39]研究表明了吡蟲啉、毒死蜱乳油和高效氯氰菊酯乳油對3種病原線蟲HeterorhabditisbacteriophoraCangzhoustrain、SteinernemalongicaudumX-7和HeterorhabditisindicaLN2存活以及侵染率的影響，結(jié)果顯示藥劑與3種線蟲混用的各處理均表現(xiàn)為相加作用。Albrecht等[40]研究表明，線蟲與新煙堿類藥物(吡蟲啉、噻蟲嗪)組合，對線蟲的致死有一定的協(xié)同作用。

2.2 昆蟲病原線蟲防治地老虎

地老虎屬于鱗翅目，夜蛾科。主要有小地老虎(Agrotisypsilon)、黃地老虎(Euxoasegetum)、大地老虎(Agrotistokionis)、八字地老虎等幾種。其中小地老虎在國內(nèi)的分布最廣，危害最重。地老虎為多食性害蟲，危害各種農(nóng)作物、草地植物及飼料作物。常用的防治方法有很多，近年來昆蟲病原線蟲的發(fā)展，使得小地老虎防治得到了相應(yīng)的影響。李福春等[41]研究表明，寄生于小地老虎幼蟲的線蟲都是六索線蟲Hexamermisagrotis，其寄生率高達(dá)44%～67.6%，這也為進(jìn)一步的防治提供了有力的科學(xué)證據(jù)。對于地老虎類害蟲的防治，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)篩選出較高效的線蟲品系。其中國內(nèi)最典型的昆蟲病原線蟲防治品系有多種，主要以防治小地老虎、八字地老虎、黃地老虎為主，根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算出平均致死率為83.20%～84.02%(表2)。

表2 對防治地老虎效果較好的昆蟲病原線蟲品系

適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)藥劑添加可以刺激線蟲的神經(jīng)系統(tǒng)，有利于更好地提高對小地老虎的致死率。武海斌等[42]研究結(jié)果表明，小卷蛾斯氏線蟲SteinernemacarpocapsaeNC116品系對小地老虎3齡幼蟲致病力最高，隨著小地老虎幼蟲齡期遞增，其致病力下降。0.8mg/L苦參堿和NC116品系混用后，可使小地老虎3齡幼蟲死亡率提高109.89 %，二者表現(xiàn)增效作用。楊建全等[43]研究表明，小地老虎的防治時(shí)期主要為3齡期幼蟲。適宜的溫度、濕度、以及最重要的蟲與蟲之間合適的數(shù)量比能夠在最優(yōu)的條件下控制地老虎類害蟲的數(shù)量。田間小區(qū)實(shí)驗(yàn)表明，格氏線蟲Steinernemaglaseriib對黃地老虎幼蟲的防效達(dá)到96.67%。

2.3 昆蟲病原線蟲防治韭菜遲眼蕈蚊

韭菜遲眼蕈蚊Bradysiaodoriphaga是蔥蒜類蔬菜的重要害蟲， 尤喜食韭菜， 其幼蟲俗稱韭蛆[49]。韭菜遲眼蕈蚊屬雙翅目，長角亞目，眼蕈蚊科，遲眼蕈蚊屬[50]。韭菜遲眼蕈蚊主要分布在我國北方各省區(qū)，以及四川、湖北、浙江、江蘇等省份。對韭蛆的防治有農(nóng)業(yè)防治、物理防治、化學(xué)防治以及生物防治等措施。其中生物防治的方法不僅能夠在短時(shí)間內(nèi)防止蟲害的發(fā)生，還能夠?qū)Νh(huán)境不產(chǎn)生任何副作用，現(xiàn)階段生物防治用的昆蟲病原線蟲是最常用的一種防治措施。對韭蛆的防治主要以化學(xué)防治和生物防治綜合治理為主(表3)。

表3 對防治韭菜遲眼蕈蚊效果較好的昆蟲病原線蟲品系

Yan等[62]采用昆蟲病原線蟲和吡蟲啉組合的方法，為控制香蔥生產(chǎn)中的韭菜遲眼蕈蚊幼蟲提供了一種既經(jīng)濟(jì)又安全的策略，可減少毒性化學(xué)殺蟲劑的使用。孫瑞紅等[52]研究認(rèn)為昆蟲病原線蟲HeterorhabditisbacteriphoraH06對韭菜遲眼蕈蚊幼蟲的侵染致死率為1.2%～23.8%。將H06線蟲分別與楝素等殺蟲劑混合處理韭蛆，韭蛆死亡率明顯高于線蟲和殺蟲劑單用處理。武海斌等[55]研究測試了吡蟲啉、毒死蜱乳油和高效氯氰菊酯乳油對昆蟲病原線蟲HeterorhabditsbacteriophoraTaishan strain H06、SteinernemacarpocapsaeSF-SN和All品系存活及侵染率的影響及作用效果。3種藥劑分別與3品系線蟲混合后處理韭蛆，韭蛆的死亡率明顯高于線蟲和殺蟲劑單用處理。鄭慶偉等[58]研究結(jié)果表明，昆蟲病原線蟲Steinernemafeltiae0619H品系與吡蟲啉混配比單用吡蟲啉的毒力更高(P<0.05)。

通過調(diào)節(jié)比例或者采用其它方法也可以對不同齡期的韭蛆起到高效的防治效果。孫瑞紅[57]研究表明韭菜遲眼蕈蚊幼蟲與LN2品系線蟲比分別為1∶200和1∶400時(shí)，韭菜遲眼蕈蚊幼蟲的死亡率分別為 85.4%和 88.2%。武海斌等[59]探索昆蟲病原線蟲與色板配合使用對韭菜遲眼蕈蚊的綜合防治技術(shù)，研究表明SF-SN品系線蟲主要用于防治幼蟲，黑色粘板主要誘殺成蟲，二者配合使用防治效果可以達(dá)到97.60%，能夠極大地降低蟲口基數(shù)。

高寒地區(qū)因?yàn)闇囟鹊雀鞣N因素的限制，給蟲害的防治帶來了巨大的困難。李春杰[56]探討了寒區(qū)昆蟲病原線蟲對我國北方越冬韭菜遲眼蕈蚊的防治作用。室內(nèi)生測的結(jié)果顯示在侵染劑量為400條侵染期線蟲時(shí)，異小桿線蟲HeterorhabditisbacteriophoraZT(哈爾濱市植物園分離株)、HeterorhabditisbacteriophoraLG(遼寧分離株)、HeterorhabditisbacteriophoraNJ(美國新澤西分離株)和斯氏線蟲SteinernemacarpocapsaeAll對遲眼蕈蚊3齡幼蟲的致死率于72h后均達(dá)100%，混合線蟲的使用可以在最大程度上減少對環(huán)境的負(fù)擔(dān)，同時(shí)還可以擴(kuò)大治理效果，增產(chǎn)作用與常規(guī)化學(xué)藥劑(辛硫磷)相當(dāng)。潘鳳娟[60]對不同栽種年限韭菜田施用昆蟲病原線蟲Heterorhabditisbacteriophora，結(jié)果表明，Hb對栽種不同年份韭菜田幼蟲和蛹均有防治效果，對栽種2齡期韭菜田幼蟲和蛹的防治效果高于栽種3、4齡期韭菜田，表明對2齡期的韭蛆幼蟲、蛹的防治有最好的效果。

2.4 其它害蟲防治的應(yīng)用

昆蟲病原線蟲的應(yīng)用可擴(kuò)展到對其它害蟲的防治，因?yàn)榉乐蔚暮οx不同，因此應(yīng)用的防治方式也有所不同，比如對草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda)、舞毒蛾(Lymantriadispar)幼蟲、云斑天牛(Batoceralineolata)等地上和地下害蟲的防治。顏珣等[63]田間試驗(yàn)表明，對草地貪夜蛾幼蟲防控效果最好的組合是Heterorhabditisindica與虱螨脲，兩年試驗(yàn)中對草地貪夜蛾的致死率均在50%以上?；萚64]研究表明，小卷蛾斯氏線蟲(Steinernemacarpocapsea-All)、芫菁夜蛾斯氏線蟲(Steinernemafeltiae-IGA)是舞毒蛾潛在的生物殺蟲劑，選擇合適的昆蟲病原線蟲品系及其合適劑量在不同的齡期施用可以提高防治舞毒蛾幼蟲效果。陳賢群等[65]試驗(yàn)表明，小卷蛾斯氏線蟲和嗜菌異小桿線蟲對云斑天牛卵和幼蟲的最終防控效果隨施用劑量增大而增強(qiáng)。

3 展望

經(jīng)過幾十年的發(fā)展與研究，在防治害蟲方面應(yīng)用昆蟲病原線蟲殺蟲劑的技術(shù)越來越成熟，從以前的一種昆蟲病原線蟲防治一種害蟲到現(xiàn)在的多種昆蟲病原線蟲防治多種害蟲以及微量化學(xué)藥劑和線蟲的混合治理的結(jié)構(gòu)變化。在高寒地區(qū)，范芳芳等[66]利用昆蟲病原線蟲在防治蠐螬研究方面取得了進(jìn)展，因此在高寒地區(qū)，昆蟲病原線蟲的防治對生態(tài)保護(hù)有良好的前景，但是考慮到高寒地區(qū)多種因素對昆蟲病原線蟲防治的影響，進(jìn)一步篩選抗干旱、抗紫外線的昆蟲病原線蟲品系能夠從根本上解決非生物因素對昆蟲病原線蟲防治害蟲的影響。