陳自宏 陳 凱 謝琪敏
(1.保山學院 高黎貢山生物資源研究所;2.云南省高校滇西昆蟲資源保護與利用重點實驗室,云南 保山 678000)
綠僵菌(Metarhizium)一種在生防上應用較廣泛的昆蟲病原真菌[1]。綠僵菌生物制劑具有致病力強、易生產(chǎn)、持效期長、應用效果好、安全性好等優(yōu)點,具有廣闊的應用前景[2,3]。
利用綠僵菌來防治農(nóng)林害蟲的研究與實踐已逾百年[4],近年來對綠僵菌生防研究的報道較多[2,5],但很多都是室內(nèi)毒力測定效果很好,室外推廣應用效果卻受到自然環(huán)境因素的限制,故其真菌制劑的商品化進展十分緩慢[6]。昆蟲病原真菌在實際應用過程中,田間自然環(huán)境因素難于人為控制,多種環(huán)境脅迫因子可影響真菌孢子萌發(fā)和菌絲生長,從而降低其殺蟲毒力[7,8]。綠僵菌對逆境因素的耐受能力在種間、種內(nèi),甚至不同菌株間都存在較大差異[9]。綠僵菌菌劑研發(fā)中應選用耐逆性能優(yōu)良的菌株,增加其生防制劑的防效穩(wěn)定性。
本研究通過測定來自高黎貢山的不同綠僵菌菌株的耐逆性,篩選耐逆性好的優(yōu)良菌株,為綠僵菌的田間應用提供優(yōu)良的菌種資源。
菌株:來自高黎貢山的綠僵菌菌株:BUM 2(海拔3 300 m)、BUM 2360(海拔2 360 m)、BUM 2600(海拔2 600 m)、BUM 225(海拔800 m)、BUM 66.1(海拔1 700 m),保存于保山學院真菌實驗室。
將PPDA固體培養(yǎng)基配制成3個NaCl濃度梯度(0、0.3、0.6 mol/L),各菌株制備106個/mL的孢子懸液,分別取5 μL涂布接種于不同鹽濃度培養(yǎng)基上,于25℃培養(yǎng)。設(shè)3次重復。
將PPDA固體培養(yǎng)基的pH值配制為3個梯度(5、7、10),各菌株制備106個/mL的孢子懸液,分別取5 μL涂布接種在不同pH梯度的培養(yǎng)基上,于25℃培養(yǎng)。設(shè)3次重復。
參考馬麗娟等[10]的方法,各菌株的孢子懸浮液(106個/mL)分別取1.5 mL至2.0 mL的離心管中,分別置于35℃和45℃的恒溫水浴鍋內(nèi)水浴,處理時間為3 h,然后分別取5 uL涂布于PPDA培養(yǎng)基上。對照不進行水浴。25℃培養(yǎng)。設(shè)3次重復。
取各菌株的孢子懸浮液(106個/mL)1.5 mL至2.0 mL的離心管中,置于紫外燈管(30 W)下40 cm處,照射時間分別為30 min、60 min。對照不進行紫外照射(即處理時間為0 min)。分別取5 μL涂布于PPDA平板上,25℃培養(yǎng)。設(shè)3次重復。
各處理培養(yǎng)相同時間后(8~10 d),刮下孢子粉后,用體積分數(shù)為0.1%的吐溫-80無菌水將分生孢子制成懸浮液,并加入3-5粒玻璃珠,振蕩均勻后,顯微鏡下用血球板計數(shù),并計算各菌株的產(chǎn)孢量。
用不同鹽濃度的培養(yǎng)基來培養(yǎng)綠僵菌菌株,結(jié)果(表1)顯示,不同鹽濃度處理下各菌株的產(chǎn)孢量差異很大。鹽濃度從零增加為0.3 mol/L時,各菌株的產(chǎn)孢量變化不大,有的菌株產(chǎn)孢量略有提高(BUM 2360、BUM 225、BUM 2600),有的略有下降(BUM 2、BUM 66.1);而鹽濃度繼續(xù)增加到0.6 mol/L時,各菌株的產(chǎn)孢量都顯著降低,說明高濃度鹽處理對綠僵菌菌株的產(chǎn)孢量有明顯的抑制作用。高鹽(0.6 mol/L)處理下,菌株BUM 225的產(chǎn)孢量最高(7.60×106),其次為BUM 66.1(5.43×106);其它3個菌株的產(chǎn)孢量都下降到較低水平(菌株BUM 2360為2.10×106,菌株BUM 2600為1.63×106,菌株BUM 2為1.13×106)。綜上所述,在高鹽脅迫條件下,菌株BUM 225的產(chǎn)孢能力最優(yōu),其次為菌株BUM 66.1。
表1 不同鹽濃度處理下各菌株的產(chǎn)孢量(個/mL)
用不同pH值的培養(yǎng)基來培養(yǎng)綠僵菌菌株,結(jié)果(表2)顯示,pH值對各菌株的產(chǎn)孢量影響很大。相對于中性培養(yǎng)基(pH=7),酸性(pH=5)和堿性培養(yǎng)基(pH=10)中各菌株的產(chǎn)孢量都顯著降低,尤其是高pH(10)條件下各菌株的產(chǎn)孢量降低幅度較大。菌株BUM 66.1和BUM 225在各pH條件下產(chǎn)孢量都顯著高于其它菌株。這2個菌株在pH=5的培養(yǎng)基中產(chǎn)孢量仍能維持在較高的水平,BUM 225的產(chǎn)孢量(14.38×106)略高于BUM 66.1(13.60×106);但在pH=10的培養(yǎng)基中,這2個菌株與其它菌株一樣,產(chǎn)孢量降低幅度很大(分別為3.56×106和3.12×106),說明它們對高pH的耐受性也較差,而對弱酸性條件(pH=5)有相對較好的耐受性,以BUM 225的耐受性能最好。
表2 不同酸堿性培養(yǎng)基中各菌株的產(chǎn)孢量(個/mL)
在不同溫度下水浴處理綠僵菌菌株后正常培養(yǎng)至產(chǎn)孢,結(jié)果(表3)顯示,隨著處理溫度增加,綠僵菌菌株的產(chǎn)孢量有降低的趨勢,但不同菌株產(chǎn)孢量降低的程度不同。35℃處理后,菌株BUM 2360、BUM 66.1、BUM 225和BUM 2600的產(chǎn)孢量都顯著降低,而菌株BUM 2的產(chǎn)孢量變化不顯著;45℃處理后,所有菌株的產(chǎn)孢量都有顯著降低。35℃和45℃高溫處理后,菌株BUM 66.1的產(chǎn)孢量都為最高(分別為1.43×106和1.25×106),說明在高溫脅迫條件下,此菌株的產(chǎn)孢量最優(yōu);其次為BUM 225(分別為1.21×106和1.05×106)和BUM 2(分別為1.20×106和1.01×106)。
表3 不同酸堿性培養(yǎng)基中各菌株的產(chǎn)孢量(個/mL)
綠僵菌菌株在紫外線(UV)下照射不同時長后培養(yǎng)至產(chǎn)孢,結(jié)果(表4)顯示,UV處理后各菌株的產(chǎn)孢量都有不同程度的下降趨勢。與對照(處理0 min)相比,UV照射30 min,BUM 2360、BUM 225和BUM 2600的產(chǎn)孢量都顯著降低,而BUM 2和BUM 66.1的產(chǎn)孢量下降程度不顯著。UV照射60 min,BUM 2360和BUM 2600的產(chǎn)孢量進一步顯著下降;BUM 2、BUM 66.1和BUM 225與照射30 min相比變化不顯著,但與對照相比還是顯著降低。UV不同處理時長下,菌株BUM 66.1的產(chǎn)孢量都處于最高水平,說明在紫外線脅迫條件下,此菌株的產(chǎn)孢量為最優(yōu),其次為BUM 225。
表4 紫外線處理后各菌株的產(chǎn)孢量(個/mL)
作為生物殺蟲制劑,綠僵菌具有很多優(yōu)點,但野外環(huán)境因素巨大地限制了其實際應用。加強菌株抗逆特性研究對綠僵菌的生產(chǎn)應用具有重要的作用,篩選抗逆性能好的菌株可提高其菌劑的環(huán)境適應性[6]。環(huán)境溫度和濕度是影響真菌殺蟲劑效果的主要因素[6,11],紫外線照射也可降低綠僵菌分生孢子的活孢率,導致菌株的毒力下降[7]。對于地下害蟲的生物防治,土壤的酸堿度也會影響真菌的生活力和毒力。
本研究測定了來自高黎貢山的5株綠僵菌菌株對高鹽、高溫、酸堿性和紫外線輻射的耐逆性能,篩選到對幾種逆境條件具有較高耐受能力的2株綠僵菌菌株。菌株BUM 66.1在高溫脅迫和紫外線輻射條件下產(chǎn)孢能力為最優(yōu);菌株BUM 225在高鹽(0.6 mol/L)和酸性條件(pH=5)下的產(chǎn)孢能力最優(yōu);這2個菌株在高pH(10)條件下的產(chǎn)孢量降低幅度都很大,說明它們都不耐受高堿性條件。這2個菌株具有較大的實際應用潛力。
高黎貢山不同海拔地理條件差異大、生態(tài)環(huán)境復雜多樣[12],其中蘊藏著多樣性的綠僵菌物種和大量的綠僵菌菌株資源[13],可能存在很多耐逆或殺蟲性能高的優(yōu)良菌株。在以后的研究過程中,進一步擴大高黎貢山綠僵菌菌株耐逆性的測定范圍,可能會獲得更多的耐逆優(yōu)良菌株。