Isolation and identification of an Akanthomyces lecanii strain infecting Coptotermes formosanus
-
摘要:目的
对侵染台湾乳白蚁Coptotermes formosanus工蚁的真菌进行分离鉴定实验,
方法采用形态学特征及ITS-rDNA序列对该菌株进行种类鉴定。采用点滴法测定其对台湾乳白蚁的致病力。
结果根据形态学特征及ITS-rDNA序列分析,导致台湾乳白蚁死亡的为蜡蚧刺束梗孢Akanthomyces lecanii,并命名为NBCC-L5。该菌株对台湾乳白蚁具有很好的杀虫效果,1×107 spores/mL孢子悬浮液接种后216 h,死亡率达到95%,该浓度下的LT50为96.71 h。
结论蜡蚧刺束梗孢易于培养,且在一定范围内,浓度越高杀虫效果越好,具有开发为台湾乳白蚁生防制剂的良好潜力。
Abstract:AimThis study focused on the isolation and identification of a white mycelium-producing fungus from deceased worker ants of Coptotermes formosanus.
MethodsThe fungus was identified by morphological characteristics and ITS-rDNA sequence analysis. The pathogenicity of Akanthomyces lecanii against C. formosanus was assessed using the drip method.
ResultsThe results showed that A. lecanii, named NBCC-L5, induced the mortality of C. formosanus on the basis of morphological characteristics and ITS rDNA sequence analysis. This strain demonstrated significant insecticidal efficacy against C. formosanus. After 9 days of treatment with a spore suspension of 1 × 107 spores/mL, the mortality rate reached 95%, with the LT50 calculated at 96.71 h for this concentration.
ConclusionA. lecanii is easily culturable, and its insecticidal effectiveness increases with increasing concentration within a certain range, indicating its promising potential for development into a biocontrol formulation specifically targeting the C. formosanus.
-
Keywords:
- Coptotermes formosanus /
- Akanthomyces lecanii /
- virulence /
- entomopathogenic fungi
-
台湾乳白蚁Coptotermes formosanus Shiraki,通常被称为家白蚁,隶属于昆虫纲蜚蠊目Blattodea等翅亚目Isoptera鼻白蚁科Rhinotermitidae,是一种广为人知的白蚁种类(Dar et al.,2022)。它是一种土木两栖白蚁,能够在地面和地下环境中筑巢,显示出对不同生境的适应能力。主要表现为室内外均能生存,无论是在空心墙体、粗壮木材内部构建地上巢穴,还是在建筑物附近的土壤中建立地下巢穴。特别地,台湾乳白蚁常在建筑物周边的树木树心内筑巢,这种行为使它们能够轻易地从树木巢穴扩展到邻近的建筑物内部,对建筑物造成潜在的危害(Wei et al.,2011;Chen et al.,2012)。在我国,台湾乳白蚁广泛分布于南部、东部及中部地区,每年造成的经济损失高达数亿元(Zhong and Liu,2003)。台湾乳白蚁是一种典型的食木性白蚁,能够取食多种木质纤维资源,其危害范围不仅涉及林木资源和建筑设施,尤其是承载文化传承的古建筑,同时也可对桃树、黄精等经济植物造成危害,严重影响林业生态安全及特色农业产业发展然而,在当前的白蚁防治,化学药剂仍然是我国广泛采用的手段。在林业生产中,用于防治白蚁的药剂种类繁多,主要以有机磷类和拟除虫菊酯类药剂为主,同时辅助使用毒饵诱杀剂(嵇保中等,2006)。每年大量化学药剂的使用,直接向土壤环境喷洒,不仅对生态环境构成威胁,还可能对人体健康带来潜在风险。这种防治方法的长期依赖,凸显了对环境友好型和可持续防治策略的迫切需求。因此,开发和推广更为环保、安全的白蚁防治技术,对于保护生态环境和人类健康至关重要。因此,生物防治成为白蚁防治的研究热点,许多研究者对白蚁的防治进行了探讨,开发了多种环境友好型的防治药剂,例如绿僵菌、白僵菌、伊维菌素以及植物源的农药等(黄海和董昌金,2006;罗兰等,2016;曾小虎等,2019;曾小虎等,2020)。
蜡蚧刺束梗孢Akanthomyces lecanii,也被称为蜡蚧轮枝菌Lecanicillium lecanii是一类重要的生防真菌(Kepler et al.,2017),可以寄生的节肢动物种类至少达46种,其中半翅目21种、双翅目7种、缨翅目4种、鳞翅目4种、鞘翅目2种、直翅目3种、膜翅目2种、螨类3种(Nicoletti and Becchimanzi,2020)。通过自然筛选、遗传改造和基因工程等技术手段,科学家们已成功培育出多种优良菌株,并将其开发成十余种生物农药,用于防治粉虱、蓟马、蚜虫和害螨等害虫(Faria and Wraight,2007)。研究发现,使用蜡蚧轮枝菌对橄榄实蝇Bactrocera oleae(Rossi)进行处理,发现其对橄榄实蝇的致病力显著高于金龟子绿僵菌Metarhizium anisopilae和球孢白僵菌Beauveria bassiana(Mahmoud,2009)。蜡蚧轮枝菌对茶树害虫假眼小绿叶蝉Empoasca vitis(Gothe)、茶小绿叶蝉Empoasca. Flavescens petiolata Cerutti,以及蔬菜害虫菜青虫Pieris rapae(L.)和小菜蛾Plutella xylostella(L.)等害虫幼虫均有致病性,能够有效侵染并导致这些害虫幼虫的死亡,从而在害虫防治中展现出潜在的应用价值。Johnson等(1988)通过室内及田间实验,发现蜡蚧轮枝菌对双线黑蝗Melanoplus bivittatus Say具有很高的致病力,同时还发现其对双带黑蝗Melanoplus packardii Scudder和血黑蝗Melanoplus sanguinipes(Fabricius)也具有防治效果。而有关使用蜡蚧刺束梗孢菌进行白蚁防治的研究还未见报道。
在本研究中,从死亡的台湾乳白蚁样本中成功分离出一株对台湾乳白蚁具有显著致死效应的真菌。通过将该真菌重新接种至健康台湾乳白蚁,观察到其能够迅速导致台湾乳白蚁死亡,显示出较强的毒力。利用分子生物学技术进行鉴定,初步推断该真菌为蜡蚧刺束梗孢菌。值得注意的是,目前国内外,关于从台湾乳白蚁体内分离出蜡蚧刺束梗孢菌鲜有报道。鉴于此,本研究团队对这一独特菌株进行了详尽的分离、纯化和鉴定工作。这一发现有望为白蚁控制策略带来创新性的解决方案,并对生态学和生物多样性保护产生积极影响。
1. 材料与方法
1.1 菌株培养与分离纯化
台湾乳白蚁经保湿培养至身体被菌丝覆盖。当虫体的表面出现菌丝或分生孢子时,在超净工作台上使用接种针挑取一小部分菌丝或者分生孢子。然后,利用点接法将其接种到马铃薯葡萄糖琼脂培养基上。接下来,将培养基放进27℃的恒温培养箱中培养3 d,从而得到所需的菌株。对这个菌株进行单孢纯化后,命名为NBCC-L5。纯化后的菌株,放入4℃冰箱中保存,以备后续使用。
1.2 供试培养基
马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)的制备方法为:首先,将200 g去皮的马铃薯块放入500 mL蒸馏水中煮至可轻松插入玻璃棒后进行过滤。接着,向滤液中加入20 g葡萄糖和20 g琼脂,充分溶解后,将总体积定容至1 000 mL。最后,将制备好的培养基进行分装,并进行灭菌处理,以备后续使用。
1.3 病原菌回接实验
先在每个6 cm培养皿底部铺上滤纸并用水润湿。再在培养皿中放入活力较好且发育成熟的10头台湾乳白蚁工蚁。使用无菌水作为对照,将孢子悬浮液用0.1 μL的微量移液器滴在白蚁的前胸背板上(每头白蚁上滴定的剂量= 0.1 μL ×滴定液滴的数量×菌液的浓度)。滴完后置于25℃的黑暗环境中进行观察和记录。所用的孢子悬浮液浓度为1×107 spores/mL。试验每组药剂浓度与对照独立重复5次。
1.4 菌株鉴定
1.4.1 形态鉴定
将菌株的分生孢子点接于直径90 mm的PDA培养基中央,随后将其置于25℃、相对湿度维持在(75 ± 8)%的恒温培养箱中进行倒置培养。在培养期间,每日需对菌落的形态及颜色进行观察与记录。接种后的第5天,从培养基上挑取新鲜的菌丝,将其轻轻放置于灭菌后的载玻片上,随后在显微镜下仔细观察并记录分生孢子梗的形态特征。当接种进行到第7天时,再次挑取分生孢子制作玻片,每组随机选取20个分生孢子,对其形状与大小进行详细观测,同时设置5次重复实验以确保数据的准确性和可靠性。
1.4.2 分子生物学鉴定
使用1 mL的无菌枪头轻轻刮取菌株NBCC-L5生长旺盛的菌丝体,将其小心放置于无菌研钵中,随后迅速加入液氮进行研磨,直至形成细腻的粉末。将研磨好的粉末转移至1.5 mL的离心管中,接下来使用TAKARA试剂盒按照说明书的步骤进行DNA提取操作。以提取得到的菌株基因组DNA作为模板,选用真菌通用引物ITS1(5'-TCCGTA GGTGAACCTGCGG-3')和ITS4(5'-TCCTCCGCT TATTGATAGC-3')来扩增其rDNA-ITS序列(Dembilio et al.,2010)。按照PCRmix说明书进行PCR扩增。扩增完成后,利用1%琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行检测,通过凝胶成像系统观察并记录扩增结果。将获得的扩增产物送公司进行测序。对测序所得的序列进行质量修剪,去除两端质量不佳的碱基,随后将优化后的序列提交至NCBI网站进行同源性比对。从比对结果中下载与目标序列具有高同源性的序列,接着使用Mega X软件,选择邻接法来构建系统树,并进行1 000次bootstrap验证,以评估树的可靠性(Carbone and Kohn,1993;Eapen et al.,2005)。
1.5 分离菌株的致病力测定
采点滴法测定菌株致病力。先在每个6 cm培养皿底部铺上滤纸并用水润湿。再在培养皿中放入活力较好且发育成熟的10头台湾乳白蚁工蚁。使用无菌水作为对照,将孢子悬浮液用0.1 μL的微量移液器滴在台湾乳白蚁的前胸背板上(每头台湾乳白蚁上滴定的剂量= 0.1 μL ×滴定液滴的数量×菌液的浓度)。所用的孢子悬浮液浓度母液为1×107 spores/mL。将母液以10倍为梯度用无菌水再稀释4个浓度,最终得到的孢子液浓度分别为1×107、1×106、1×105、1×104和1×103 spores/mL。试验每组药剂浓度与对照独立重复5次。自接种之日起,每24 h对台湾乳白蚁进行观察,持续观察直至对照组的死亡率至20%。对于已经死亡的台湾乳白蚁,将其置于保湿环境中进行培养并观察。当死亡台湾乳白蚁的虫体表面逐渐生长出白色菌丝时,即可判定其为蜡蚧刺束梗孢菌侵染致死。
1.6 数据分析
死亡率计算计算方法如下(每皿死亡台湾乳白蚁数量/每皿总数)× 100%。利用DPS数据处理系统4.5软件(版本19.05)进行数据处理,得到不同浓度蜡蚧刺束梗孢菌孢子液在95%置信区间内对台湾乳白蚁的毒力情况及毒力回归曲线。然后使用Instat(GraphPad,San Diego,CA,USA)软件,采用Student's t-test和two-tailed unpaired t-test来比较所有两个样本之间的显著差异,多样本比较的统计显著性是使用单向方差分析和Tukey的多重比较计算的。P < 0.05,具有统计学意义。
2. 结果与分析
2.1 虫体死亡症状
从饲养的台湾乳白蚁中发现死亡的台湾乳白蚁个体被白色菌丝包被,体式显微镜下观察发现与白僵菌差异明显(图 1-A)。推测是一种新的致病真菌,随后进行了分离鉴定工作。
图 1 台湾乳白蚁工蚁感染症状及蜡蚧刺束梗孢菌落和分生孢子的形态特征注:A,左为正常死亡,右为染菌后死亡;B,菌落形态;C,孢子;D,分生孢子梗;E,菌丝;F,菌丝。Fig. 1 Infected Coptotermes formosanus, and morphological characteristics of colony and conidia of Akanthomyces lecaniiNote: A, normal death on the left and death after infection on the right; B, colony morphology; C, spore; D, conidiophore; E, mycelium; F, mycelium.2.2 菌株的分离纯化培养与回接杀虫试验
通过划线分离纯化技术以及定期的培养观察,本研究成功获得了一株菌落颜色和菌群形态与死虫表面生长的菌株完全一致的菌株,并将其命名为NBCC-L5。为了进一步验证该菌株的致病性,随后进行了回接试验。
回接台湾乳白蚁的侵染试验表明,在接菌后3 d后,白蚁出现明显死亡并逐步长出白色菌丝。身上的菌丝形态与之前饲养过程中死亡的白蚁状态一致,而无菌水处理组无感染现象,说明分离得到的是致死台湾乳白蚁的病原菌株。
2.3 菌株NBCC-L5的形态特征及分子生物学鉴定
2.3.1 菌株的性状及形态特征
菌株NBCC-L5在培养基上呈现圆形向外扩张生长(图 1-B)。在培养初期的3~4 d,菌落表面平滑,边缘整齐且呈现白色,呈现出典型的扩环状生长模式。4 d时,菌株开始产生孢子,此时菌落正面的颜色保持不变,孢子层依然呈现白色,且生长势态均匀一致。与此同时,菌落背面则逐渐显现出淡黄色,并伴有轻微的褶皱现象。通过光学显微镜观察发现,分生孢子无色透明、表面光滑,形状主要为卵圆形,少数为圆形,其直径平均为4.27 μm(图 1-C)。分生孢子梗为轮状生长(图 1-D),营养菌丝细长无色有隔(图 1-E、F)。
2.3.2 分子鉴定
通过对NBCC-L5的ITS序列进行测序,获得了592 bp DNA序列,并将其上传至数据库,获得GenBank登录号为PQ357184,将NBCC-L5测序结果与NCBI数据库中的数据进行比对,发现该序列与数据库中刺束梗孢属真菌Akanthomyces的同源相似度高达99%。在NCBI上下载与其相似性较高的序列构建系统发育树,发现NBCC-L5与Akanthomyces lecanii(MH231310.1)聚在同一分支(图 2),相似性最高为99%。结合该菌株形态学特征鉴定结果,可知分离得到的NBCC-L5菌株A. lecanii。
2.4 菌株NBCC-L5对台湾乳白蚁工蚁的毒力
通过点滴法测定NBCC-L5对台湾乳白蚁的毒力效果。通过生测实验发现,当1×107 spores/mL进行处理时,台湾乳白蚁死亡率最先达到100%(图 3-A)。在处理72 h时(图 3-B),1×107 spores/mL处理组,死亡率最高达到20%,其他各组处理见差异不显著(F= 14.923;df= 5,24;P < 0.0001);在处理144 h时(图 3-C),1×106 spores/mL处理组,死亡率最高达到60%,1×107 spores/mL处理组,死亡率次之达到43%,其他各组处理见差异不显著(F= 63.094;df= 5,24;P < 0.0001);在处理216 h时(图 3-D),1×107、1×106、1×105 spores/mL处理组死亡率,明显高于CK组(F= 21.915;df= 5,24;P < 0.0001)。
图 3 菌株NBCC-L5不同浓度处理台湾乳白蚁的结果注:A,不同浓度孢子悬浮液处理后的白蚁存活率;B,处理72 h的死亡率;C,处理144 h的死亡率;D,处理216 h的死亡率。Fig. 3 Results of Coptotermes formosanus with different concentrations of NBCC-L5 strainNote: A, Survival rate of termites treated with spore suspensions of different concentrations; B, Mortality rates at 72 h; C, Mortality rates at 144 h; D, Mortality rates at 216 h.通过点滴法测定NBCC-L5对台湾乳白蚁的毒力时,本研究发现孢子液浓度越高,对白蚁的杀虫效果越好,LC50随NBCC-L5孢子液浓度的增加而减少(表 1),使用蜡蚧刺束梗孢菌NBCC-L5处理台湾乳白蚁96 h时,最高浓度组死亡率超过50%。此时,其LC50值为8.24×106 spores/mL。使用蜡蚧刺束梗孢菌NBCC-L5处理台湾乳白蚁,当使用1×107 spores/mL的NBCC-L5孢子悬浮液时,其LT50值为96.71 h,LT95值为249.01 h;当使用1×106 spores/mL的NBCC-L5孢子悬浮液时,其LT50值为125.83 h,LT95值为411.19 h;当使用1×105 spores/mL的NBCC-L5孢子悬浮液时,其LT50值为172.76 h,LT95值为346.97 h;当使用1×104 spores/mL的NBCC-L5孢子悬浮液时,其LT50值为216.47 h,LT95值为513.66 h;当使用1×103 spores/mL的NBCC-L5孢子悬浮液时,其LT50值为245.81 h,LT95值为572.136 h。LT50的值越小,表明使用的药剂毒力越高(表 2)。
表 1 使用点滴法处理台湾乳白蚁的毒力测定(LC50)结果Table 1 Toxicity determination of Coptotermes formosanus using titration method (LC50) results菌种
Strain时间(h)
TimeLC50(spores/mL)
(95%置信区间)毒力回归方程
Toxicity regression equation相关系数R2
Correlation coefficient蜡蚧刺束梗孢菌
Akanthomyces lecanii96 8.24×106(6.66×105~ 3.06×1013) Y=1.0780+0.5871x 0.8916 144 1.05×106(2.39×105~5.21×107) Y=1.4032+0.5971x 0.9060 168 2.19×105(6.42×104~1.10×106) Y=2.0836+0.5459x 0.9951 192 2.25×105(7.08×104~1.07×106) Y=1.6741+0.6213x 0.9816 216 5.84×104(1.65×104~1.69×105) Y=1.7636+0.6790x 0.8853 240 7.26×103(5.85×102~2.71×104) Y=2.7268+0.5888x 0.9265 表 2 使用点滴法处理台湾乳白蚁的毒力测定(LT50和LT95)结果Table 2 Toxicity determination of Coptotermes formosanus via the titration method (LT50 and LT95)浓度
ConcentrationLT50(h)(95%置信区间) LT95(h)(95%置信区间) 毒力回归方程
Toxicity regression equation相关系数R2
Correlation coefficientCK 390.38(255.27 ~1148.34) 1 760.08(731.06~17612.62) y= -1.5174+2.5149x 0.8914 1×107 spores/mL 96.71(86.52 ~106.99) 249.01(210.3 ~316.94) y= -2.9507+4.0045x 0.8981 1×106 spores/mL 125.83(112.02 ~143.76) 411.19(312.9 ~630.10) y= -1.7164+3.1986x 0.9397 1×105 spores/mL 172.76(153.92 ~205.88) 346.97(272.9 ~512.47) y= -7.1522+5.4313x 0.9397 1×104 spores/mL 216.47(180.41 ~299.02) 513.66(353.9 ~1023.9) y= -5.2363+4.3831x 0.9595 1×103 spores/mL 245.81(195.87 ~384.95) 572.136(370.1 ~1387.7) y= -5.7175+4.4832x 0.8648 3. 结论与讨论
台湾乳白蚁作为一种对林业构成威胁的害虫,其防控一直是生物防治领域研究的重点。在利用病原微生物进行白蚁防治的研究中,绿僵菌和白僵菌受到了广泛关注。这些真菌因其快速的繁殖速度、广泛的数量和多样的种类,在生物防治领域显示出巨大潜力。它们能够有效地侵染多种昆虫,且害虫对这些真菌的抗性发展较为缓慢,这使得虫生真菌成为真菌杀虫剂的关键成分,并在农林业害虫防控中显示出明显的优势(Zheng and Li,2000)。本研究从死亡的台湾乳白蚁上分离出一株病原真菌NBCC-L5,根据该菌株形态特征以及ITS序列比对分析,鉴定该菌株为蜡蚧刺束梗孢菌。
目前,已有研究表明,虫生真菌在害虫生物防治中的应用具有多样性,它们可以通过不同的方式作用于害虫,如阻碍核酸合成、降低血淋巴中吞噬细胞的活动、肌肉麻痹等(王联德等,2010)。此外,虫生真菌的杀虫毒素对哺乳动物的毒性相对较低,对天敌也较为安全,这为它们的应用提供了更多的选择性(Krasnoff and Gupta,1994)。而,蜡蚧刺束梗孢菌就是一种重要的虫生真菌,可寄生多种昆虫,如粉虱、蓟马、蚜虫、线虫等(Ghaffari et al.,2017)。刘明科等(2020)研究发现,使用高毒力的刀孢蜡蚧菌Akanthomyces psalliotae和渐狭蜡蚧菌Lecanicillium attenuatum的孢子悬浮液侵染无翅桃蚜成蚜后,会显著提高蚜虫的死亡率。Angelo等(2010)研究发现使用1×108 spores/mL的蜡蚧轮枝菌处理蜱虫Rhipicephalus microplus,其死亡率能够达到97.6%。Aditya(2024)等通过试验发现,球孢白僵菌和蜡蚧轮枝菌单独处理蚊子的LC50值分别为0.25×104 spores/mL和0.12×104 spores/mL,合并使用两种真菌处理后蚊子的LC50为0.06×103 spores/mL,表明真菌的联合使用效果更好。柴军发等(2022)研究发现,蜡蚧轮枝菌的粗毒素对对桃蚜和小菜蛾的毒力分别高达94.25%和85.41%。本次研究结果显示,使用的孢子悬浮液浓度大于1×104 spores/mL时,对台湾乳白蚁均有很高的杀虫效果。此外,在1×107 spores/mL浓度处理下,孢子悬浮液能够在短期内(72 h)显著提高白蚁的死亡率,这可能是由于高浓度孢子对白蚁个体造成了直接的生理胁迫。然而,在处理144 h时,白蚁可能通过社会免疫行为(如相互清洁)降低了真菌的侵染效率,从而导致高浓度处理组的死亡率相对较低。相比之下,1×106 spores/mL处理组的孢子浓度可能更接近白蚁社会免疫能力的阈值,使得真菌能够更有效地侵染和传播,最终表现出更高的死亡率。因此推测,白蚁的社会免疫行为在真菌侵染过程中可能起到了重要的调节作用。Feng等(2023)研究发现,通过RNAi技术降低免疫相关基因表达后,可以降低社会免疫行为的频次,提高生防菌的生防效果。因此,后续将进一步研究蜡蚧刺束梗孢菌与台湾乳白蚁的互作关系,为蜡蚧刺束梗孢菌实际应用奠定理论基础。Lin等(2021)研究发现结果表明,烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)诱导番茄植株产生的挥发物显著增强了蜡蚧轮枝菌的毒力,使得烟粉虱的死亡率在7 d内达到79.0%,而对照组为28.87%。Keppanan等(2019)研究发现蜡蚧轮枝菌对柑桔木虱Diaphorina citri Kuwayama具有很高的毒力,并发现蜡蚧轮枝菌的代谢产物能够造成柑桔木虱死亡率明显增加。但是,在本次试验中,使用离心后的上清进行了生测实验,发现死亡率与对照组无明显差异,推测可能是由于培养时间、温度等原因导致具有杀虫效果的次生代谢产物还未累计到足够浓度。陈雅茹等(2021)在对大豆蚜Aphis glycines Matsumura的研究中发现,AgKaSPI可能通过调节丝氨酸蛋白酶活性来参与大豆蚜对蜡蚧刺束梗孢菌的免疫反应。结果表明,降低大豆蚜AgKaSPI的表达可增加蜡蚧刺束梗孢菌对大豆蚜的侵染能力,从而导致大豆蚜死亡率增加。此外,常晓云等(2024)研究了蜡蚧刺束梗孢菌的线粒体基因组信息,有助于明确该菌准确的系统发育地位,并为虫草科真菌物种的系统发育、资源保护和开发利用提供分子依据。
尽管蜡蚧刺束梗孢菌在其他昆虫病原性真菌中的应用已被广泛研究,但目前尚未见有关其用于白蚁防治的报道。这表明,对于蜡蚧刺束梗孢菌在白蚁防治中的潜力,仍有很大的探索空间。本次分离到的蜡蚧刺束梗孢菌NBCC-L5将作为防治台湾乳白蚁的潜在生防菌,为今后白蚁的生物防治提供了一种具有开发潜力的菌种资源。后续还需深入研究台湾乳白蚁与NBCC-L5之间的互作关系和侵染机制等,为真菌生防制剂的进一步开发提供理论基础。
-
图 1 台湾乳白蚁工蚁感染症状及蜡蚧刺束梗孢菌落和分生孢子的形态特征
注:A,左为正常死亡,右为染菌后死亡;B,菌落形态;C,孢子;D,分生孢子梗;E,菌丝;F,菌丝。
Fig. 1 Infected Coptotermes formosanus, and morphological characteristics of colony and conidia of Akanthomyces lecanii
Note: A, normal death on the left and death after infection on the right; B, colony morphology; C, spore; D, conidiophore; E, mycelium; F, mycelium.
图 3 菌株NBCC-L5不同浓度处理台湾乳白蚁的结果
注:A,不同浓度孢子悬浮液处理后的白蚁存活率;B,处理72 h的死亡率;C,处理144 h的死亡率;D,处理216 h的死亡率。
Fig. 3 Results of Coptotermes formosanus with different concentrations of NBCC-L5 strain
Note: A, Survival rate of termites treated with spore suspensions of different concentrations; B, Mortality rates at 72 h; C, Mortality rates at 144 h; D, Mortality rates at 216 h.
表 1 使用点滴法处理台湾乳白蚁的毒力测定(LC50)结果
Table 1 Toxicity determination of Coptotermes formosanus using titration method (LC50) results
菌种
Strain时间(h)
TimeLC50(spores/mL)
(95%置信区间)毒力回归方程
Toxicity regression equation相关系数R2
Correlation coefficient蜡蚧刺束梗孢菌
Akanthomyces lecanii96 8.24×106(6.66×105~ 3.06×1013) Y=1.0780+0.5871x 0.8916 144 1.05×106(2.39×105~5.21×107) Y=1.4032+0.5971x 0.9060 168 2.19×105(6.42×104~1.10×106) Y=2.0836+0.5459x 0.9951 192 2.25×105(7.08×104~1.07×106) Y=1.6741+0.6213x 0.9816 216 5.84×104(1.65×104~1.69×105) Y=1.7636+0.6790x 0.8853 240 7.26×103(5.85×102~2.71×104) Y=2.7268+0.5888x 0.9265 表 2 使用点滴法处理台湾乳白蚁的毒力测定(LT50和LT95)结果
Table 2 Toxicity determination of Coptotermes formosanus via the titration method (LT50 and LT95)
浓度
ConcentrationLT50(h)(95%置信区间) LT95(h)(95%置信区间) 毒力回归方程
Toxicity regression equation相关系数R2
Correlation coefficientCK 390.38(255.27 ~1148.34) 1 760.08(731.06~17612.62) y= -1.5174+2.5149x 0.8914 1×107 spores/mL 96.71(86.52 ~106.99) 249.01(210.3 ~316.94) y= -2.9507+4.0045x 0.8981 1×106 spores/mL 125.83(112.02 ~143.76) 411.19(312.9 ~630.10) y= -1.7164+3.1986x 0.9397 1×105 spores/mL 172.76(153.92 ~205.88) 346.97(272.9 ~512.47) y= -7.1522+5.4313x 0.9397 1×104 spores/mL 216.47(180.41 ~299.02) 513.66(353.9 ~1023.9) y= -5.2363+4.3831x 0.9595 1×103 spores/mL 245.81(195.87 ~384.95) 572.136(370.1 ~1387.7) y= -5.7175+4.4832x 0.8648 -
Aditya SK, Francesco B and Anjana SN. Evaluation of synergistic effect of entomopathogenic fungi Beauveria bassiana and Lecanicillium lecacii on the mosquito Culex quinquefaciatus [J]. PLoS ONE, 2024, 19(9): e0308707. doi: 10.1371/journal.pone.0308707 Angelo IC, Fernandes EK, Bahiense TC, et al. Efficiency of Lecanicillium lecanii to control the tick Rhipicephalus microplus[J]. Veterinary Parasitology, 2010, 172(3): 317-322. Carbone I and Kohn LM. Ribosomal DNA sequence divergence within internal transcribed spacer 1 of the Sclerotiniaceae [J]. Mycologia, 1993, 85(3): 415-427. doi: 10.1080/00275514.1993.12026293 柴军发, 赵雪怡, 张暄翊, 等. 蜡蚧轮枝菌JMC-01粗毒素对桃蚜和小菜蛾4种酶活的影响[J]. 生态学杂志, 2022, 41(9): 1726-1730 Chai JF, Zhao XY, Zhang XY, et al. Effects of crude toxin of Lecanicillium lecanii JMC-01 on the activities of four enzymes in Myzus persicae and Plutella xylostella [J]. Chinese Journal of Ecology, 2022, 41(9): 1726-1730. 常晓云, 汪婷, 李增智, 等. 蜡蚧刺束梗孢(Akanthomyces lecanii)的线粒体基因组特征与系统发育分析[J]. 微生物学通报, 2024, 51(8): 3103-3118 Chang XY, Wang T, Li ZZ, et al. Sequence characteristics and phylogenetic relationship of the mitochondrial genome of Akanthomyces lecanii [J]. Microbiology China, 2024, 51(8): 3103-3118. 陈雅茹, 杨洪佳, 李泽, 等. 大豆蚜Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因AgKaSPI对蜡蚧刺束梗孢菌侵染的表达响应[J]. 昆虫学报, 2021, 64(8): 908-919 Chen YR, Yang HJ, Li Z, et al. Expression of Kazal-type serine protease inhibitor gene AgKaSPI in Aphis glycines (Hemiptera: Aphididae) in response to Akanthomyces lecanii infection [J]. Acta Entomologica Sinica, 2021, 64(8): 908-919. 陈正麟, 韦戈, 杨峰, 等. 台湾乳白蚁对南宁市园林树木的为害及其筑巢规律[J]. 环境昆虫学报, 2012, 34(2): 135-141 Chen ZL, Wei G, Yang F, et al. Damage and nesting of Coptotermes formosanus to park trees in Nanning [J]. Journal of Environmental Entomology, 2012, 34(2): 135-141. Dar MA, Xie R, Pandit RS, et al. Exploring the region-wise diversity and functions of symbiotic bacteria in the gut system of wood-feeding termite, Coptotermes formosanus, toward the degradation of cellulose, hemicellulose, and organic dyes [J]. Insect Science, 2022, 29(5): 1414-1432. doi: 10.1111/1744-7917.13012 Dembilio Ó, Jacas JA and Llácer E. Are the palms Washingtonia filifera and Chamaerops humilis suitable hosts for the red palm weevil, Rhynchophorus ferrugineus (Col., Curculionidae)? [J]. Journal of Applied Entomology, 2010, 133(7): 565-567. Eapen SJ, Beena B and Ramana KV. Tropical soil microflora of spice-based cropping systems as potential antagonists of root-knot nematodes [J]. Journal of Invertebrate Pathology, 2005, 88(3): 218-225. doi: 10.1016/j.jip.2005.01.011 Faria M, Wraight SP. Mycoinsecticides and mycoacaricides: a comprehensive list with worldwide coverage and international classification of formulation types [J]. Biological Control, 2007, 43(3): 237-256. doi: 10.1016/j.biocontrol.2007.08.001 Feng K, Jiang D, Luo J, et al. OfGNBP silencing enhances the toxicity of Serratia marcescens Bizio (SM1) to Odontotermes formosanus (Shiraki) [J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2023, 189: 105306. doi: 10.1016/j.pestbp.2022.105306 Ghaffari S, Karimi J, Kamali S, et al. Biocontrol of Planococcus citri (Hemiptera: Pseudococcidae) by Lecanicillium longisporum and Lecanicillium lecanii under laboratory and greenhouse conditions [J]. Journal of Asia-Pacific Entomology, 2017, 20(2): 605-612. doi: 10.1016/j.aspen.2017.03.019 黄海, 董昌金. 绿僵菌的培养及其防治白蚁的效果[J]. 湖北农业科学, 2006, 45(1): 62-64 Huang H, Dong CJ. Cultivation of Metarhizium anisopliae and its effectiveness in controlling termites [J]. Hubei Agricultural Sciences, 2006, 45(1): 62-64. 嵇保中, 刘曙雯, 居峰, 等. 白蚁防治药剂述评[J]. 林业科技开发, 2002, 16(4): 3-6 Ji BZ, Liu SW, Ju F, et al. Review of Termite Control Agents [J]. Journal of Forestry Engineering, 2002, 16(4): 3-6. Johnson DL, Huang HC, Harper AM. Mortality of grasshoppers (Orthoptera: Acrididae) inoculated with a Canadian isolate of the fungus Verticillium lecanii [J]. Journal of Invertebrate Pathology, 1988, 52(2): 335-342. doi: 10.1016/0022-2011(88)90143-7 Junhong Z, Liling L. Experience with Coptotermes formosanus in China (Isoptera: Rhinotermitidae) [J]. Sociobiology, 2003, 41(1): 17-26. Kepler RM, Jennifer LAJ, Hywel-Jones NL, et al. A phylogenetically-based nomenclature for Cordycipitaceae (Hypocreales) [J]. Ima Fungus, 2017, 8(2): 335-353. doi: 10.5598/imafungus.2017.08.02.08 Keppanan R, Sivaperumal S, Hussain M, et al. Molecular characterization of pathogenesis involving the GAS 1 gene from Entomopathogenic fungus Lecanicillium lecanii and its virulence against the insect host Diaphorina citri [J]. Pesticide Biochemistry & Physiology, 2019, 157: 99-107. Krasnoff SB and Gupta S. Identification of the antibiotic phomalactone from the entomopathogenic fungus Hirsutella thompsonii var. synnematosa [J]. Journal of Chemical Ecology, 1994, 20(2): 293-302. doi: 10.1007/BF02064437 Lin Y, Huang J and Akutse KS. Whitefly-induced tomato volatiles enhance the virulence of Lecanicillium lecanii [J]. Journal of Invertebrate Pathology, 2021, 183: 107623. doi: 10.1016/j.jip.2021.107623 刘明科, 闫芳芳, 齐禹哲, 等. 对桃蚜高毒力的蜡蚧菌菌株筛选[J]. 昆虫学报, 2020, 63(6): 751-758 Liu MK, Yan FF, Qi YZ, et al. Screening of Lecanicillium strains with high virulence to Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae) [J]. Acta Entomologica Sinica, 2020, 63(6): 751-758. 罗兰, 李娟, 孙骊珠, 等. 一株白僵菌的分离鉴定及对黄胸散白蚁的室内毒力测定[J]. 现代农药, 2016, 15(2): 20-23 Luo L, Li J, Sun LZ, et al. Isolation and identification of a strain of Beauveria and its virulence to Reticulitermes flaviceps [J]. Modern Agrochemicals, 2016, 15(2): 20-23. Mahmoud MF. Pathogenicity of three commercial products of entomopathogenic fungi, Beauveria bassiana, Metarhizum anisopilae and Lecanicillium lecanii against adults of olive fly, Bactrocera oleae (Gmelin) (Diptera: Tephritidae) in the laboratory [J]. Plant Protection Science, 2009, 45(3): 98-102. doi: 10.17221/34/2008-PPS Nicoletti R and Becchimanzi A. Endophytism of Lecanicillium and Akanthomyces [J]. Agriculture, 2020, 10: 205. doi: 10.3390/agriculture10060205 王联德, 尤民生, 黄建, 等. 虫生真菌多样性及其在害虫生物防治中的作用[J]. 江西农业大学学报, 2010, 32(5): 920-927 Wang LD, You MS, Huang J, et al. Diversity of entomopathogenic fungi and their application in biological control [J]. Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis, 2010, 32(5): 920-927. 韦戈, 陈正麟, 杨峰, 等. 广西南宁市园林树木白蚁发生种类及危害情况[J]. 应用昆虫学报, 2011, 48(3): 769-774 Wei G, Chen ZL, Yang F, et al. Termite species and their damage to urban trees in Nanning, Guangxi [J]. Chinese Journal of Applied Entomology, 2011, 48(3): 769-774. 曾小虎, 陈尚海, 王思忠, 等. 4种植物源农药对台湾乳白蚁的触杀胃毒和胃毒作用研究[J]. 中华卫生杀虫药械, 2019, 25(4): 370-373 Zeng XH, Cheng SH, Wang SZ, et al. Study on the contact toxicity and stomach poisoning of four botanical pesticide against Coptotermes formosanus [J]. Chinese Journal of Hygienic Insecticides & Equipments, 2019, 25(4): 370-373. 曾小虎, 王思忠, 张亮, 等. 复配剂防治台湾乳白蚁的正交试验研究[J]. 中华卫生杀虫药械, 2020, 26(6): 570-573 Zeng XH, Wang SZ, Zhang L, et al. An orthogonal test study on the control of Coptotermes formosanus by complex formutation [J]. Chinese Journal of Hygienic Insecticides & Equipments, 2020, 26(6): 570-573. 郑爱萍, 李平. 微生物生物防治存在的问题及发展方向[J]. 中国农学通报, 2000, 16(6): 28-29, 32 Zheng AP and Li P. The problems and development directions of microbial biological control [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2000, 16(6): 28-29, 32.
下载: