昆虫病原线虫

1、主要内容主要内容 一、昆虫病原线虫的形态特征一、昆虫病原线虫的形态特征 二、线虫杀虫剂的发展历史二、线虫杀虫剂的发展历史 三、昆虫病原线虫的种类及致病机理三、昆虫病原线虫的种类及致病机理 四、昆虫病原线虫的特点四、昆虫病原线虫的特点 五、线虫杀虫剂的应用前景五、线虫杀虫剂的应用前景 六、主要线虫杀虫剂产品六、主要线虫杀虫剂产品 一、昆虫病原线虫的形态特征一、昆虫病原线虫的形态特征 线虫又称蠕虫，是一类较低等的动物，线虫又称蠕虫，是一类较低等的动物， 其体长仅毫米级大小，分类上属于无脊其体长仅毫米级大小，分类上属于无脊 椎动物线虫动物门，线虫纲。已知的线椎动物线虫动物门，线虫纲。已知的线 虫约有

2、虫约有4200042000多种。根据它们的食性可分多种。根据它们的食性可分 为为3 3类：类：腐生线虫、植物寄生线虫和动物腐生线虫、植物寄生线虫和动物 寄生线虫寄生线虫。专性寄生在昆虫身体上的线。专性寄生在昆虫身体上的线 虫，即虫，即虫生线虫虫生线虫，已知有，已知有10001000多种。多种。 一、昆虫病原线虫的形态特征一、昆虫病原线虫的形态特征 昆虫线虫：是寄生于昆虫体内的线虫，也昆虫线虫：是寄生于昆虫体内的线虫，也 称嗜虫线虫。可分为三类：称嗜虫线虫。可分为三类： 寄生寄生 共生共生 机械联合机械联合 作用：调节昆虫种群和抑制害虫的作用作用：调节昆虫种群和抑制害虫的作用 一、昆虫病原线虫的

3、形态特征一、昆虫病原线虫的形态特征 身体半透明，呈细长的圆柱形，体表覆盖一层非身体半透明，呈细长的圆柱形，体表覆盖一层非 细胞的弹性角质层，有横条纹或外环纹，但没有细胞的弹性角质层，有横条纹或外环纹，但没有 真的分节真的分节 具排泄、神经、消化、生殖和肌肉系统，但无循具排泄、神经、消化、生殖和肌肉系统，但无循 环和呼吸系统环和呼吸系统 消化道由位于前端的口、口腔、食道、肠、直肠消化道由位于前端的口、口腔、食道、肠、直肠 等组成，肛门开口于腹面等组成，肛门开口于腹面 雌雄异体，行两性生殖雌雄异体，行两性生殖 寄主范围：多于寄主范围：多于30003000种，分属种，分属3131科，可寄生鳞翅、科，

4、可寄生鳞翅、 鞘翅、直翅、双翅、膜翅目等鞘翅、直翅、双翅、膜翅目等2020目的数千种昆虫目的数千种昆虫 二、线虫杀虫剂的发展历史二、线虫杀虫剂的发展历史 第一个有关线虫寄生昆虫的报道：第一个有关线虫寄生昆虫的报道：18世纪中期世纪中期 1929粘粘Glaser从日本的一种丽金龟中得到了从日本的一种丽金龟中得到了 格氏斯氏线虫，标志利用昆虫病原线虫防治害格氏斯氏线虫，标志利用昆虫病原线虫防治害 虫的开始虫的开始 19401960年处于低潮年处于低潮 19601970年，再次引人关注。年，再次引人关注。 如小卷蛾斯氏线虫、异小杆线虫如小卷蛾斯氏线虫、异小杆线虫 三、昆虫病原线虫的种类三、昆虫病原线

5、虫的种类 已知的昆虫病原线虫有已知的昆虫病原线虫有10001000多种，其中多种，其中 应用较多的有：应用较多的有： l索线虫科索线虫科 l斯氏线虫科斯氏线虫科 l异小杆线虫科异小杆线虫科 无尾感器纲无尾感器纲 Adenophorea 咀刺目咀刺目 Enoplida索科索科 Mermithidae 四线科四线科 Tetradonematidae 尾感器纲尾感器纲 Secernentea 尖尾目尖尾目 Oxyurida尖尾科尖尾科 Oxyuridae 小杆目小杆目 Rhabditida 小杆科小杆科 Rhabditidae 双胃科双胃科 Diplogasteridae 头叶科头叶科 Cephal

6、obidae 斯氏线虫科斯氏线虫科 Steinernematidae 异小杆科异小杆科 Heterorhabditidae 垫刃目垫刃目 Tylenchida 垫刃科垫刃科 Tylenchidae 腊肠线虫科腊肠线虫科 Allantonematidae 新垫刃科新垫刃科 Neotylenchidae 滑刃科滑刃科 Aphelenchoididae 园线虫科园线虫科 Sphaerulariidae 动物界动物界 Kingdom Animalia 线虫门线虫门 Nematoda (2纲纲13目目) 索科线虫索科线虫 (Mermithidae) 形态：成虫幼虫体形相似，丝线状，体白色， 0.230

7、cm 入侵过程 ：卵孵化出感染期索线虫主动寻找昆虫 寄主，借口针和酶入昆虫体节间膜入侵。进入体 腔后发育，一般游离于体腔内，有时达神经组织。 症状：开始不表现明显病症，后行动迟钝、腹部 异常膨大、食量减少或不取食。虫体异常透明， 可从病虫外看到线虫 寄主：昆虫、甲壳动物、蚯蚓、软体动物和蜘蛛 等200种以上 索科索科 (Mermithidae) 索属 (Mermis)：蝗虫 水索属(Hydromermis)：摇蚊 巴索属(Bathymermis)：水生昆虫 湖索属(Limnomermis)：摇蚊 无性索属(Agamermis)：蝗虫 六索属(Hexamermis)：陆生昆虫 对索属(Allom

8、ermis)：土壤昆虫 腹索属 (Gastromermis)：蚋 两索属 (Amphimermis)：稻螟、蛾类、蜻蜒 泥索属(Psammomermis)：六月鳃角金龟 兰索属 (Lanceimermis)：水生昆虫 里索属 (Reesimermis)：各种蚊类 细索属 (Disimermis)：按蚊 镒索属 (Perutilimermis)：盐泽伊蚊 新中索属 (Neomesomermis)：蚋 Female Mermis (索线虫属索线虫属) quirindiensis, a mermithid parasite of grasshoppers in Australia, oviposit

9、ing on vegetation during a rainy period. (G. Baker) Egg of Mermis quirindiensis. (G. Baker) Habitat of mermithid (地丝虫属、地丝虫属、 索科索科) nematodes in Northeastern Australia. (G. Baker) Coiled adult mermithid nematodes in soil. (G. Baker) The grasshopper, Phaolacridium vittatum, dissected to show parasitis

10、m by mermithid nematode. (G. Baker) Female Mermis nigrescens (蝗蝗 索线虫索线虫), a mermithid parasite of grasshoppers in North America. The black color of the mermithid nematode is to the eggs in the females body. (J. Capinera) Locust dissected to show Mermis nigrescens juveniles in the cavity. (R. Gorden)

11、 Locust with Mermis nigrescens post parasite emerging from the region. (J. Capinera) Japanese beetle, Popillia japonica, larva showing mermithid juvenile nematode in situ. (M. Klein) Mermithid post parasite emerging from Japanese beetle, Popillia japonica, larva. (M. Klein) Upper Left: Terminal abdo

12、men of black fly larva with mermithid juvenile in situ. Lower Left: Mermithid post parasite emerging from black fly larva. Upper Right: Mermithid post parasites emerging from black fly larva. (R.Gordon) Romanomeris culicivorax (食蚊罗索线虫食蚊罗索线虫) juvenile coiled in the thorax of Aedes aegypti. (R. Gordon

13、) Romanomeris culicivorax post parasite emerging from the thorax of Aedes aegypti. (R. Gordon) 垫刃目垫刃目: 园线虫科园线虫科 Sphaerulariidae 有3属 通过生殖器伸进寄主体腔侵染 能杀死寄主或使成虫不孕 寄主：鞘翅目、双翅目、膜翅目等 垫刃目垫刃目: 园线虫科园线虫科 Sphaerulariidae Sphaerulariopsis adult, a nematode parasite of bark beetle, with everted uterus. (Drawn by R.

14、 Giblin-Davis) 垫刃目垫刃目: 腊肠线虫科腊肠线虫科 Allantonematidae Contortotylenchus juveniles emerging from Ips (小小 蠹蠹) adult bark beetle (树皮甲虫树皮甲虫). (D. Kinn) 小杆目：小杆目：小杆科小杆科 Rhabditidae 多营自由生活，许多种与昆虫发生各种类 型的携带关系 幼虫偶进入昆虫体腔，并在体腔内成熟交 配，但大多雌虫不能在寄主体内产卵，寄 主只在受到严重威胁时才死亡 寄主：如天牛等 小杆目：小杆目：小杆科小杆科 Rhabditidae Deroceras retic

15、ulum (field slug 蛞蛞 蝓蝓) feeding on a seeding of oilseed rape (canola). (M. Wilson) Deroceras reticulum in the foreground infected by the nematode Phasmarhabditis hermaphrodita. Note character- istic swollen mantle of the infected slug in comparison to the healthy slugthe back-ground. (M. Wilson) Der

16、oceras reticulum five days after death following infected by Phasmarhabditis hermaphrodita, showing densely populated cadaver being fed upon by adult nematodes. (M.Wilson) Deroceras reticulum one day after death following infection by Phasmarhabditis hermaphrodita, showing adult nematodes spreading

17、and feeding on entire cadaver 斯氏线虫科斯氏线虫科 Steinernematidae 仅一个属，斯氏线虫属仅一个属，斯氏线虫属 (Steinernemati) 在生活史中形成特殊的在生活史中形成特殊的“带鞘带鞘”的侵染期幼的侵染期幼 虫虫 发育有两处阶段：寄生阶段和腐生阶段发育有两处阶段：寄生阶段和腐生阶段 侵染期线虫体内携带共生细菌；昆虫发生败侵染期线虫体内携带共生细菌；昆虫发生败 血病而死亡血病而死亡 寄主：鞘翅目、双翅目、同翅目、膜翅目、寄主：鞘翅目、双翅目、同翅目、膜翅目、 等翅目、鳞翅目、脉翅目、蜻蜒目和直翅目等翅目、鳞翅目、脉翅目、蜻蜒目和直翅目 致病

18、机理：昆虫病原线虫消化道内携带致病机理：昆虫病原线虫消化道内携带 共生细菌，当线虫从昆虫消化道或体壁共生细菌，当线虫从昆虫消化道或体壁 侵入，进入昆虫血腔后，共生菌从线虫侵入，进入昆虫血腔后，共生菌从线虫 体内释放出来，在昆虫血液内增殖，使体内释放出来，在昆虫血液内增殖，使 寄主患败血症迅速死亡。寄主患败血症迅速死亡。 生活史：斯氏线虫科生活史：斯氏线虫科 Steinernematidae 异小杆科异小杆科 Heterorhabditidae The mutualistic bacterium, Xenorhabdus bovienii, in a vesicle of the nematod

19、e, Steinernema feltiae (夜蛾斯氏夜蛾斯氏 线虫线虫) (=bibionis). (R. Akhurst) Stained specimen of Steinernema feltiae showing the mutualistic bacterium, Xenorhabdus bovienii, in the vescle. (R. Akhurst) Phase I (blue-green) and phase II (pink) bacterial colonies of Xenorhabdus nematophilus (嗜线虫致病杆菌嗜线虫致病杆菌) on NB

20、TA plate. While phase I bacterial colonies are blue-green in this slide, when colonies are actively growing this color would appear dark green instead (M. A. Hatab) Cyclocephala hirta infected with the nematode Hetero- rhabditis bacteriophor (red grub) and healthy grub (white). The red color is due

21、to pigment production by symbiotically associated bacterium, Photor-habdus luminescens. (J. Clark) Encapsulated Steinernema glaseri (格氏斯氏线虫格氏斯氏线虫) shortly after penetrating through the gut wall of the house cricket. (Y. Wang) ncapsulated Steinernema glaseri (格氏斯氏线虫格氏斯氏线虫) shortly after penetrating t

22、hrough the gut wall of the house cricket. (Y. Wang) Encapsulated Steinernema feltiae (=bibionis) (斯氏属芜菁斯氏属芜菁 夜蛾线虫夜蛾线虫) juvenile dissected from Tipula (大蚊大蚊) obracea. (D. Gouge) Steinernema feltiae (=bibionis) mating. (D. Gouge) Spodoptera exigua (非洲贪夜非洲贪夜 蛾蛾) pupa dissected to show Steinernema carpo

23、capsae (小小 卷蛾斯氏线虫卷蛾斯氏线虫) juveniles. (A. Hara) Steinernema carpocapsae (小小 卷蛾斯氏线虫卷蛾斯氏线虫) infected juvenile in a typical resting mode in water. Note J shaped tail. (A. Hara) Commercial preparation of Steinernema carpocapsae in a wettable dispersible granule (WDG). (R. Georgis) Steinernema carpocapsae

24、infected juvenile encapsulated in calcium alginate. Most nematodes are in the center of the alginate capsule. (H. Kaya) Cross section of a wettable dispersible granule (WDG) with steinernematid nematodes in the center. (R. Georgis) Diagram for production of wettable dispersible granules (WDG) contai

25、ning entomopathogenic nematodes (e.g. steinernematids). (R. Georgis) 异小杆科异小杆科 Heterorhabditidae 只有一属，异小杆属（Heterorhabditis) 经消化道和气孔进入虫体。 3-4天后雌雄 同体的雌线虫产下幼虫，再过2天后幼虫 发育成雌虫和雄虫交配后雌虫体内产卵， 发育成第二期或侵染期线虫 携带共生细菌，寄主由于细菌存在而死亡 寄主：夜蛾科、象甲科、金龟科等 Galleria (蜡螟蜡螟) larva infected with the nematode Heterorhabditis bacte

26、riophor (嗜菌异小杆线虫嗜菌异小杆线虫), demon- strating bioluminescence in the dark. (R. Stuart) Galleria larva infected with the nematode Heterorhabditis bacteriophor in the light. Companion slide for Slide 187. (R. Stuart) Rosette of Heterorhabditis bacteriophora (异小杆线虫异小杆线虫). Common phenomenon observed when th

27、is nematode is stored in water where the nematodes aggregate around a particle. The aggregation can be dispersed by the addition of weak calcium carbonate. (B. Jaffee) Antibiotic production by Phase I Photorhabdus luminescens (异小杆线虫消化道内的一种发光杆菌异小杆线虫消化道内的一种发光杆菌) showing clear zone preventing the growt

28、h of Beauveria bassiana. The other plate overgrown with B. bassiana contained phase II of the bacterium. (M. Barbercheck) 四、昆虫病原线虫的特点四、昆虫病原线虫的特点 寄主范围广，寄生杀虫效果好，致死速寄主范围广，寄生杀虫效果好，致死速 度快，不产生抗药性度快，不产生抗药性 在土壤中有较好的生存能力、扩散能力在土壤中有较好的生存能力、扩散能力 对害虫具有主动搜寻能力，特别是对土对害虫具有主动搜寻能力，特别是对土 栖性及钻蛀性害虫栖性及钻蛀性害虫 使用方便，对人、畜、环境安全

29、使用方便，对人、畜、环境安全 五、线虫杀虫剂的应用前景五、线虫杀虫剂的应用前景 1. 线虫的大量繁殖线虫的大量繁殖 首次人工培养，首次人工培养，1931年年 寄主昆虫活体培养寄主昆虫活体培养 单菌半固体培养基培养单菌半固体培养基培养 液体发酵罐培养液体发酵罐培养 培养基：水、乳化剂、酵母、植物油、蛋白培养基：水、乳化剂、酵母、植物油、蛋白 质质 2. 线虫的质量线虫的质量 稳定性稳定性 施用的简便性施用的简便性 有效性有效性 生产时间生产时间(市场需要决定市场需要决定) 3. 线虫的贮存线虫的贮存 侵染期线虫的货价寿命由贮存能量和利用率侵染期线虫的货价寿命由贮存能量和利用率 决定决定 贮存能量

30、：脂类贮存能量：脂类 理想的贮存方式：半干燥和脱水状态理想的贮存方式：半干燥和脱水状态 4. 线虫的应用技术线虫的应用技术 能与化学杀虫剂、生物杀虫剂混合使用能与化学杀虫剂、生物杀虫剂混合使用 不同搜寻方式的两种线虫制剂能共同使用不同搜寻方式的两种线虫制剂能共同使用 可适用于几乎所有的地面或空中喷洒装置可适用于几乎所有的地面或空中喷洒装置 5. 5. 应用情况应用情况 国外应用情况：国外应用情况： 已成功应用于防治葡萄黑喙象甲、蝼蛄、已成功应用于防治葡萄黑喙象甲、蝼蛄、 金龟子、苹果桃小食心虫、竹直锥大象金龟子、苹果桃小食心虫、竹直锥大象 虫、荔枝钻蛀性害虫、香蕉扁黑象甲以虫、荔枝钻蛀性害虫、

31、香蕉扁黑象甲以 及蔬菜黄曲条跳甲灯多种难以用化学农及蔬菜黄曲条跳甲灯多种难以用化学农 药防治的农林害虫。药防治的农林害虫。 国内应用情况：国内应用情况： l20世纪世纪80年代后期应用异小杆线虫属的一年代后期应用异小杆线虫属的一 种防治苹果桃小食心虫，地下虫蛹死亡率达种防治苹果桃小食心虫，地下虫蛹死亡率达 到到90%92% l20世纪世纪90年代初，应用芜菁夜蛾线虫防治年代初，应用芜菁夜蛾线虫防治 心叶期玉米螟虫，幼虫死亡率达心叶期玉米螟虫，幼虫死亡率达 80.4%90.5% l广东昆虫研究所开发出了广东昆虫研究所开发出了“昆虫病原线虫液昆虫病原线虫液 体生产系统体生产系统” 六、主要线虫杀虫

32、剂产品六、主要线虫杀虫剂产品 小卷蛾斯氏线虫、夜蛾斯氏线虫、格氏斯小卷蛾斯氏线虫、夜蛾斯氏线虫、格氏斯 氏线虫、蝼蛄斯氏线虫、嗜菌异小杆线氏线虫、蝼蛄斯氏线虫、嗜菌异小杆线 虫、大异小杆线虫等虫、大异小杆线虫等 作业 1. 试斯氏线虫和异小杆线虫的致病机理？试斯氏线虫和异小杆线虫的致病机理？ 并比较它们的异同点？并比较它们的异同点？ 索科线虫索科线虫 (Mermithidae) 形态：成虫幼虫体形相似，丝线状，体白色， 0.230 cm 入侵过程 ：卵孵化出感染期索线虫主动寻找昆虫 寄主，借口针和酶入昆虫体节间膜入侵。进入体 腔后发育，一般游离于体腔内，有时达神经组织。 症状：开始不表现明显病

33、症，后行动迟钝、腹部 异常膨大、食量减少或不取食。虫体异常透明， 可从病虫外看到线虫 寄主：昆虫、甲壳动物、蚯蚓、软体动物和蜘蛛 等200种以上 The grasshopper, Phaolacridium vittatum, dissected to show parasitism by mermithid nematode. (G. Baker) Female Mermis nigrescens (蝗蝗 索线虫索线虫), a mermithid parasite of grasshoppers in North America. The black color of the mermithid nematode is to the eggs in the females body. (J. Capinera) 垫刃目垫刃目: 园线虫科园线虫科 Sphaerulariidae 有3属 通过生殖器伸进寄主体腔侵染 能杀死寄主或使成虫不孕 寄主：鞘翅目、双翅目、膜翅目等 垫刃目垫刃目: 腊肠线虫科腊肠线虫科 Allantonematidae Contortotylenchus juveniles emerging