家蚕微孢子虫感染菜粉蝶幼虫初探.doc

西北农业学报2010 ,19 (1) :53256A cta A g ricul turae B oreal i2occi dental is S inica家蚕微孢子虫( Nosema bombycis ) 感染菜粉蝶( Pie ris r a pae) 幼虫初探3刘仁华1 ,2 ,李彦杰1 ,2 ,杨俊年1 ,2 ,周兴建3 ,肖宇3 ,黄蕾3(1. 重庆三峡学院生物系,重庆万州404000 ;2. 三峡库区可持续发展研究中心,重庆万州404000 ;3. 重庆市九龙坡区农林水利局, 重庆九龙坡400000)摘要: 采用不同浓度的家蚕微孢子虫感染三峡库区菜粉蝶幼虫菜青虫,结果表明:家蚕微孢子虫对菜青虫感染性强,致死率较高,其半致死浓度(LC50 ) 为:1. 46 104 / mL 。当微孢子虫浓度为1. 0 107 / mL 时,菜青虫死亡率高达88. 9 % ,校正死亡率也高达87. 2 % ,显著体现了家蚕微孢子虫对菜青虫幼虫的致病能力,由此探索了家蚕微孢子虫做为生物农药的可行性。关键词: 微孢子虫; 菜粉蝶; LC50中图分类号:S476. 1 文献标识码: A 文章编号:100421389 (2010) 0120053204Prel iminay Study on Infect of Nosema bombycis to Pie ris r a paeL IU Renhua1 ,2 , L I Yanjie1 ,2 , YAN GJ unnian1 ,2 ,ZHOU Xingjian3 ,XIAO Yu3 and HUAN G Lei3(1. Department of Biology ,Chongqing Three Gorges College , Wanzhou Chongqing 404000 ,China ;2. ResearchCent re for Sustainable Development , Three Gorges Reservoir Region , Wanzhou Chongqing 404000 ,China ;3. Agricultural2Forest ry2Water Resources Bureau of Chongqing , Jiulongpo Chongqing 400000 ,China)Abstract : In t he experiment , different concent ration of N osema bombycis infected Pieris ra p ae f romt he t hree gorges reservoir region. The result indicated :t he infection of N osema bombycis to Pieris ra2p ae is st rong , it s LC50 : 1. 46 104 piece/ mL. Especially high concent ration of N osema bombycis hadhigher t he deat h rate. Such as when it is 1. 0 107piece/ mL , t he deat h rate of Pieris ra p ae is 88. 9 % ,and t he normalized deat h rate is 87. 2 % , so N osema bombycis has developmental foreground becomingbiopesticide.Key words : N osema bombycis ; Pieris ra p ae ; LC50微孢子虫是在细胞内专性寄生的、单细胞的真核生物,可广泛寄生于动物,是经济昆虫、鱼类、兔类、皮毛动物、啮齿类及灵长类的致命病原(Weiss L 等,1998) 。目前发现的数量有1200 多种。研究表明,昆虫微孢子虫在自然界是控制昆虫种群数量周期性变化的一个重要因子,人们希望通过用微孢子替代化学农药进行害虫的生物防治。本文主要通过家蚕微孢子虫对菜青虫的感染性试验,探索家蚕微孢子虫作为生物农药的可行性。1 材料和方法1. 1 材料家蚕微孢子虫( N osema bombycis ) 由西南大学家蚕病理研究室友情惠赠。菜青虫( Pieris ra2p ae) 采自三峡库区万州区田间。1. 2 家蚕微孢子虫对菜青虫的感染与致病性试验以家蚕微孢子虫作为供试材料,将家蚕微粒子孢子以1 103 107 / mL 添食菜青虫, 攻毒3收稿日期:2009204230 修回日期:2009208230基金项目:重庆市教委项目( KJ081119) ;重庆三峡学院项目(20052SSXYRC2013 ,2007) 。作者简介:刘仁华(1977 - ) ,男,讲师,硕士,四川宜宾人,主要从事家蚕病理及微生物病理研究工作。E2mail : bio168 163. com12 h后常规饲育。然后调查家蚕微孢子虫对菜青虫幼虫、蛹、成虫的感染率与致死率。每组分为3个区,每区30 头菜青虫,设一个空白对照区。用Reed2Muench 法计算半致死浓度LC50 。2 结果与分析2. 1 家蚕微孢子虫N. b 添食浓度对照情况为了提高试验的准确性,减少试验误差,将家蚕微孢子虫设103 、104 、105 、106 、107 五个浓度梯度,每一浓度为一组,每组内设3 个平行小区。2. 2 添食家蚕微孢子虫N. b 后的菜青虫死亡情况由表1 可以看出,添食不同微孢子浓度的菜青虫死亡数相差很大。随着添食家蚕微孢子浓度的升高,菜青虫的死亡数也不断增加,计算出的菜青虫平均每区死亡数也不断增加(图1) 。表1 添食家蚕微孢子虫N. b 后菜青虫的死亡情况Table 1 The death quantity of Pieris r a paes larva af ter feeding N. b添食浓度/ mL - 1Vaccinationdensity每区供试头数The number ofraising一区死亡数The number of deat hsof t he first group二区死亡数The number of deat hsof t he 2nd group三区死亡数The number of deat hsof t he 3rd group每区平均死亡数The averagenumber of deat hs1. 0 103 30 13 10 8 10. 31. 0 104 30 15 16 16 16. 01. 0 105 30 20 18 22 20. 01. 0 106 30 23 25 21 23. 01. 0 107 30 25 26 29 26. 7对照组Cont rol 30 1 0 1 0. 70图1 平均每区死亡数随微孢子浓度的变化曲线Fig. 1 The number of deaths of average each groupchange with the concentration of N. b从图1 可以看出,添食不同浓度的家蚕微孢子虫后的菜青虫平均每区死亡数随浓度的增大而增加,但浓度越高,菜青虫平均每区死亡数增加幅度越小。2. 3 添食家蚕微孢子虫( Nosema bombycis) 后菜青虫幼虫的死亡率根据统计的菜青虫平均每区死亡数可以算出其死亡率,并且排除对照组中的自然死亡数可以算出其校正死亡率(表2) 。根据表2 计算出的不同微孢子浓度的死亡率和校正死亡率,可得图2 。从图2 可以看出,死亡率和校正死亡率都随微孢子浓度的增大而逐渐增大,但死亡率与校正死亡率的差值随微孢子浓度的增大而逐渐减少。由表2 根据Reed2Muench 法可计算出家蚕微孢子虫对菜青虫幼虫的半致死浓度(LC50 ) 为:1. 46 104 / mL ,说明蚕微孢子虫对菜青虫的半致死浓度比对家蚕(7. 33 103 / mL) 略低。图2 死亡率随微孢子浓度的变化曲线Fig. 2 Mortality rate change with the concentration of N. b2. 4 统计学分析这是一个单因素试验,处理数k = 5 ,重复数n= 3 ,如表3 所示。各项平方和及自由度计算如下: 矫正数C =X. . 2 / nk = (287) 2 / (3 5) = 5491. 27 ; 总平方和S S T = X2ij - C = (132 + 102 + 82 + 152 + +292 ) - 5491. 27 = 523. 73 ; 处理间平方和S St =(1/ n) X2i - C = (1/ 3) (312 + 472 + 602 + 692 +802 ) - 5491. 27 = 485. 73 ; 处理内平方和S Se =54 西北农业学报19 卷S S T - S St = 523. 73 - 485. 73 = 38 ;总自由度d f T= nk - 1 = 3 5 - 1 = 14 ;处理间自由度d f t = k -1 = 5 - 1 = 4 ; 处理内自由度d f e = d f T - d f t = 14- 4 = 10 。表2 添食家蚕微孢子虫( Nosema bombycis) 后菜青虫幼虫的校正死亡率Table 2 Adjustment mortality rate of Pieris r a paes larva af ter feeding N. b接种浓度/ mL - 1Vaccinationdensity供饲头数Thenumberof raising幼虫期死亡数Deat h quantityof larval stage蛹期死亡数Deat hquantity ofcocoon stage羽化数The numberof eclosion每区平均死亡数The numberof deat hs死亡率/ %Mortalityrate校正死亡率/ %Adjustmentmortality rate1. 0 103 90 13 16 61 9. 7 32. 2 28. 11. 0 104 90 22 20 48 14. 0 46. 7 40. 51. 0 105 90 36 24 30 20. 0 66. 7 56. 91. 0 106 90 50 21 19 23. 7 78. 9 71. 61. 0 107 90 67 13 10 26. 7 88. 9 87. 2对照组Cont rol 90 1 3 86 0. 6 4. 4 -表3 各小区添食浓度及死亡数统计分析Table 3 Statistics analysis of feeding N. b density and number of deaths in each group添食浓度/ mL - 1Vaccinationdensity一区死亡数Xij The number of deat hsof t he first group二区死亡数XijThe number of deat hsof t he 2nd group三区死亡数XijThe number of deat hst he 3rd group合计XiTotal每区平均死亡数XiAverage mortality rateA1 = 1. 0 103 13 10 8 31 10. 3A2 = 1. 0 104 15 16 16 47 16. 0A3 = 1. 0 105 20 18 22 60 20. 0A4 = 1. 0 106 23 25 21 69 23. 0A5 = 1. 0 107 25 26 29 80 26. 7合计Total X. . = 287用S St 、S Se 分别除以d f t 和d f e 便得到处理间均方MSt 及处理内均方MSe 。MSt = S St / d f t= 485. 73/ 4 = 121. 43 ,MSe = S Se / d f e = 38/ 10 =3. 8 。为了检验处理间的差异是否存在,利用F 检验法, 因为F = MSt / MSe = 121. 43/ 3. 8 =31. 96 3 3 ; 根据d f 1 = d f t = 4 , d f 2 = d f e = 10 查表得F0. 01 ( 4 , 10) = 5. 99 ; F F0. 01 ( 4 , 10) =5. 99 , P 0. 01 。表明5 种不同浓度的N . b 对菜粉蝶幼虫的杀灭效果差异极显著,用不同浓度的N . b 添食,杀灭效果是不同的。3 结论与讨论3. 1 家蚕微孢子虫N . b 对菜青虫的感染致死率较高,并随浓度的增加逐渐增大。当孢子浓度达到1. 0 107 / mL 时,其死亡率高达88. 9 % ,校正死亡率也高达87. 2 % ,体现了较好的杀虫效果。3. 2 因为家蚕微孢子虫感染力和致病能力强,对虫害的自然天敌和非靶标生物基本无毒,在非蚕区基本不会污染环境;它可以在害虫体内长期存在,并且可以在害虫中水平传播。因此,在非蚕区,家蚕微孢子虫有被开发作为生物农药的潜力。3. 3 试验证明家蚕微孢子虽然可感染菜青虫,并对其产生较强的杀灭作用。但另有研究表明,家蚕微孢子对其他鳞翅目昆虫也有一定的感染性,尤其是家蚕。所以在桑园附近施用过程中,要特别注意防止对桑叶的感染,防止对蚕业的危害。3. 4 另外,从施用家蚕微孢子到菜青虫死亡需要的时间较长,防治不能立即见效。当有害昆虫大量迅速蔓延时,难以立即控制住危害。故可采取生物农药与化学农药按比例混合施用,发挥生物农药和化学农药的综合优势,快速降低害虫虫口,减少损失。并减少化学农药对大自然的药残毒害作用。3. 5 微孢子是最具生物防治潜力的原生动物,但作为昆虫专性病原,只能在活细胞中繁殖,至今还不能在人工培养基上进行商品化培养。使用浓度较高,就会使生产成本相对提高。为了降低成本,可着手进行以下方面的工作: 研究寻找合适的高产宿主或建立微孢子虫的人工培养方法,从而提高孢子产出率; 通过基因工程等生物技术,不断对微孢子进行筛选,改良品种,提高杀虫功效,降低孢子的施用浓度。参考文献: 1 张国洲,徐汉虹. 瑞香狼毒对菜粉蝶生物活性的研究J . 西北农业学报,2002 ,11 (3) :67270.1 期_刘仁华等:家蚕微孢子虫( N osema bombycis)感染菜粉蝶( Pieris ra pae)幼虫初探55 2 冀炜,顾新全. 赤眼蜂防治菜粉蝶研究 J . 西北农业学报,1996 ,5 (3) :65268. 3 孙胜,宗浩, 杨小蓉. 家蚕微孢子( N osema bombycis)对菜青虫( Pieris rapae) 的感染与致病性研究 J . 四川师范大学学报:自然科学版,2001 ,24 (1) :69271. 4 何义国,张可君,肖波,等瑞香狼毒素对菜粉蝶幼虫的拒食活性及其作用机制J . 中国生物防治,2006 (S1) :33237. 5 万永继,刘仁华,沈佐锐. 寄生于龙眼裳卷蛾的微孢子虫一新种(微孢子虫门,布雷孢虫科) J . 动物分类学报,2005 ,30 (2) :2912294. 6 王生财,刁治民,吴保锋. 蝗虫生物防治技术概况与蝗虫微孢子虫的应用J . 青海草业,2004 ,13 (3) :29232. 7 宋肖玲,李国霞. 蜡蚧轮枝孢杀虫毒素对菜粉蝶生长发育的影响及其毒力J . 中国生物防治,2005 ,21 (2) :91294. 8 张志芳,沈中元. 微孢子虫研究进展J . 蚕业科学,2000 ,26 (1) :39241. 9 贡成良,早坂昭二. 微孢子虫的发芽及对细胞的感染性J .蚕业科学,1999 ,25 (4) :6211. 10 景亚明,朱阿华. 怎样防止野外鳞翅目昆虫与家蚕微粒子病的交叉传染J . 广西蚕业,2003 ,40 (2) :23226. 11 杨朗,黄立飞,黎柳峰,等. 菜粉蝶幼虫空间分布型及几种杀虫剂对其防效的研究J . 浙江农业科学,2008 (4) :4672469. 12 刘仁华,万永继,刘强波,等. 裳卷蛾变形孢虫(V ai rimor2pha ceraces sp. nov) 对家蚕、鱼类的感染性试验J . 蚕业科学,2006 ,32 (1) :58261. 13 刘仁华. 龙眼卷叶蛾( Cerace st i patana Walker) 微孢子虫的生物学分类及相关感染性问题的研究D . 西南农业大学:硕士学位论文,2004 :1211.(上接第37 页) 2 吴训伟. 镉与细胞凋亡J . 卫生毒理学杂志,2000 ,14 (4) :2472249. 3 农英相. 饲料级硫酸锌卫生指标中的镉检测报告 J . 广西农业科学,2002 (5) :260. 4 闻芝梅,陈君石. 现代营养学M . 北京:人民卫生出版社,1998 :1402143. 5 Nishizawa H ,Mat suda M ,Yamada Y,et al . 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