寄生红火蚁虫生真菌高致病力菌株的筛选

吕利华，刘晓燕，谢梅琼，何余容

(1 广东省农业科学院植物保护研究所，广东广州 510640;2 华南农业大学资源环境学院，广东广州 510642）

红火蚁Solenopsis invicta Buren是一种原产于南美洲巴拉那河流域的危险性害虫，严重危害经济、社会的稳定及人类的健康，是世界上100种危害最严重的入侵有害生物之一，于20世纪30年代从原分布地南美洲传入美国，并以平均每年近200 km的速度扩散，现已遍布于美国东南部13个州1.28亿hm2的土地上［1］，目前，红火蚁已在世界范围内呈现出迅速扩散趋势［2］.2001年该蚁在新西兰和澳大利亚出现［3－5］，2004 年 5 月，台湾报道了红火蚁已在台北、桃园、嘉义等地发生危害.2005年入侵我国广东省吴川、香港、澳门等地［6］.据预测，红火蚁可能在欧洲、亚洲、非洲、澳洲的大部分区域及诸多岛屿发生［7］，可能在中国大陆的19个省区的47个市县(地区)生存［8－9］.由于其扩散途径多，具有明显的种群竞争优势且繁殖力高，在新入侵地没有天敌抑制，因此防治起来相当困难.

目前对红火蚁的防治主要以化学防治为主，其不足之处是需要处理整个红火蚁危害区，否则红火蚁会再次入侵［10］.由于使用化学药剂导致严重的“3R”问题，因此红火蚁生物防治方法受到了研究者的普遍重视［11］.目前美国研究的用于防治红火蚁的虫生真菌主要种类有球孢白僵菌Beauveria bassiana、绿僵菌 Metaehizium anisopliae和黄曲霉 Aspergillus flavus［12-13］，其他能够侵染红火蚁的真菌还有多毛菌属 Hirsutella、拟 青 霉 属 Paecilomyces［14］及 耳 霉 属Conidiobolus［15］.

红火蚁是我国的新入侵物种，目前利用昆虫病原真菌防治红火蚁鲜见报道.本文通过室内测定比较了几种不同来源的昆虫病原真菌对红火蚁的致病力，筛选出对其致病能力较高的菌株，为进一步研究病原真菌对红火蚁种群的控制作用奠定基础.

1 材料与方法

1.1 供试虫源

供试红火蚁虫体是采自广州市南沙区，并在室内饲养的健康红火蚁工蚁.红火蚁蚁群的田间采集、室内蚁群的分离及饲养参照吕利华等［16］的方法.

1.2 虫生真菌菌株的来源

供试的6株虫生真菌菌株是从不同昆虫寄主上分离并由华南农业大学昆虫生态研究室保存的菌株.其中淡紫拟青霉Paecilomyces lilacinus菌株Pl04分离自红火蚁，绿僵菌 Metarhizium anisopliae菌株Ma01和球孢白僵菌Beauveria bassiana菌株Bb01分离自家白蚁，球孢白僵菌菌株Bb02和Bb04分别分离自玉米螟Ostrinia furnacalis和桔小实蝇Bactrocera dorsalis，而菌株Bb03原寄主不祥.用马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)培养上述菌株，保存在4℃冰箱中.试验时转接菌株到新的PDA平板培养基上，然后用培养7 d产孢的菌株作为供试菌株，待用.

1.3 孢子悬浮液的配制

将6株供试菌株分别转接到PDA平板，在25℃、光周期12 h光∶12 h暗的培养箱中培养7 d，待菌落产孢后，加入20 mL φ=0.03%的吐温－80无菌水，用接种针轻刮菌丝及孢子制成菌液.将菌液倒入200 mL烧杯中，用磁力搅拌器搅拌30 min.待孢子完全分散后，用双层医用纱布过滤菌液，获得孢子悬浮液，即供试母液，用血球计数器计数母液的孢子浓度，生物测定时再稀释成1 ×104、1 ×105、1 ×106、1 ×107、1 ×108mL－1孢子悬浮液.

1.4 供试菌株对红火蚁的致病力测定

采用喷雾法.用小型手动喷雾器将配制好的孢子悬浮液喷于100头红火蚁工蚁虫体上，用φ=0.03%的吐温－80无菌水处理红火蚁作为空白对照.每个处理100头红火蚁工蚁，重复3次.

将处理的红火蚁工蚁放入底部铺有厚2～3 mm石膏的有盖塑料杯中(底部直径7 cm、顶部直径9 cm、高6.5 cm)，在石膏中加入少许水保湿.用针在杯盖上扎若干小孔，以便透气，在塑料杯内壁涂少量滑石粉，防红火蚁逃逸.用棉花球蘸取φ为25%的蜂蜜水饲喂工蚁.将处理的虫体置25℃、相对湿度85%以上的培养箱中培养15 d.每天检查红火蚁的死亡数并记录，将死亡虫体挑到铺有湿滤纸的培养皿(直径9 cm)中，保湿培养.根据虫尸是否有菌丝生长来确定其死亡原因，然后计算每个菌株处理的工蚁累计死亡率.

1.5 统计分析

采用数据处理系统(DPS)处理试验数据［17］，计算致死中浓度(LC50)和致死中时(LT50).利用多重比较法比较处理间差异的显著性.

2 结果与分析

2.1 虫生真菌菌株处理的红火蚁工蚁的死亡率

用6株供试菌株处理100头红火蚁工蚁，第15天工蚁的累计死亡率见表1.表1的结果表明，除Ma01菌株1×104mL－1孢子浓度处理之外，其他处理的红火蚁死亡率均显著高于对照.孢子浓度为1×108mL－1的Bb02和Bb04菌株处理的红火蚁第15天的工蚁累计死亡率均达到了100%，而Ma01、Bb03、Bb01和Pl04菌株处理的红火蚁第15天的工蚁累计死亡率分别为95.06%、92.16%、87.00%和69.84%.

表1 6株虫生真菌不同孢子浓度处理红火蚁工蚁后第15天累计死亡率1)Tab.1 Accumulative mortality induced by six species/isolates of entomopathogenic fungi at different concentration on RIFA workers on 15 days after inoculation

2.2 感染6株虫生真菌菌株的红火蚁工蚁的逐日累计死亡率

由图1可知，红火蚁工蚁在接种不同浓度的6个菌株后，其死亡率随着浓度的升高而加快.当孢子浓度为1×108mL－1时，Bb02和Bb04菌株处理的红火蚁在接种第3天开始出现大量死亡，死亡率均达60%以上，第4天死亡率高于90%，基本达最高点，而分离自红火蚁的淡紫拟青霉Pl04菌株在处理浓度相同时，红火蚁工蚁的死亡率增长缓慢，累计死亡率低于80%.

图1 6株菌株处理的红火蚁工蚁逐日累计死亡率Fig.1 The daily accumulative mortalities of RIFA workers treated with six species/isolates of entomopathogenic fungi at different concentrations

2.3 虫生真菌菌株对红火蚁工蚁致病力的回归分析

通过统计分析获得6株虫生真菌菌株对红火蚁工蚁致病力的回归方程及参数(表2).Pl04、Ma01、Bb01、Bb02、Bb03和 Bb04菌株对红火蚁工蚁的LC50值分别为 2.23 ×106、4.46 ×105、4.07 ×104、1.77 ×104、4.80×104和3.71 ×104mL－1，其中白僵菌属的菌株Bb01、Bb02、Bb03和Bb04的LC50值均处在104数量级，而菌株Ma01和Pl04对红火蚁工蚁的LC50值分别比4株白僵菌菌株的高10和100倍.试验结果表明，来自不同昆虫寄主的白僵菌对红火蚁均具有较高的致病力.

表2 6株虫生真菌对红火蚁工蚁致病力的机率值分析Tab.2 Probit analyses of mortality data obtained from bioassays using six species/isolate of entomopathogenic fungi against RIFA workers

2.4 虫生真菌菌株对红火蚁工蚁的致死中时

用6株菌株处理红火蚁工蚁，经统计分析获得的致死中时见表3.除 Pl04和 Bb02菌株1×105mL－1处理的LT50值以外，6株虫生真菌的各孢子浓度处理的LT50值均随着孢子浓度的增加而缩短.在1 ×108mL－1处理中，Pl04、Ma01、Bb01、Bb02、Bb03和Bb04菌株处理红火蚁的 LT50值分别为8.75、3.04、4.73、2.84、4.05 和2.55 d，其中 Bb02 和 Bb04的LT50值少于3 d，说明Bb02和Bb04菌株对红火蚁的致病时间较短，作用速度较快.

表3 不同孢子浓度的6株虫生真菌菌株对红火蚁工蚁致死中时Tab.3 LT50values of six isolates of entomopathogenic fungi against RIFA workers at different concentrations

3 讨论与结论

有关虫生真菌防治红火蚁的研究已有一些报道，杨佳后等［18］在室内条件下用白僵菌感染红火蚁后逐日观察红火蚁的死亡情况，10 d后在孢子浓度为1×108mL－1下，红火蚁的累计较正死亡率均大于70%.在实验室条件下用绿僵菌感染15头红火蚁蚁后，5 d后其死亡率达100%［15］.田间试验结果显示，1株分离自巴西红火蚁的球孢白僵菌使约80%的红火蚁因感染球孢白僵菌而死亡［19－20］.本试验结果表明，分离自玉米螟的Bb02菌株和分离自桔小实蝇的Bb04菌株对红火蚁具有较高致病力，在1×108mL－1孢子浓度下，第15天的累计死亡率除P104和Bb01分别为69.84%和87.00%外，其余菌株的累计死亡率均大于90%，甚至高达100%，说明本试验筛选的球孢白僵菌具有较高的杀虫活力，但由于测定的方法和试验条件的不同，还难以做出菌株的优劣比较.例如，温、湿度等环境因子对白僵菌的致病力有较大的影响［21］，本试验未进行比较研究.

本试验中供试的6株菌株对红火蚁工蚁的LC50值和LT50值存在一定差异.总体上，球孢白僵菌菌株比绿僵菌菌株和淡紫拟青霉菌株对红火蚁具有较高致病力和较快的杀虫速度，另外球孢白僵菌Bb02和Bb04菌株的LT50值均少于3 d，说明这2个菌株对红火蚁工蚁具有较快的杀虫速度，其在红火蚁的生物防治方面存在较大的应用潜力，这与国外Lofgren等［13］总结的白僵菌属的真菌是红火蚁生物防治最有前途的天敌结论相一致.

本文只是就6株虫生真菌菌株对红火蚁工蚁的致病力测定进行室内研究，由于虫生真菌在红火蚁的生物防治方面存在很大的应用潜力，尤其是白僵菌属的真菌是红火蚁生物防治最有前途的天敌［13］，因此对更多虫生真菌尤其是白僵菌属的真菌对红火蚁致病力测定的研究有待进一步的加强，同时，需进一步对红火蚁的卵、蛹、若虫、蚁后的致病力进行研究，以期筛选出防治红火蚁更具有潜力的虫生真菌优良菌株，为大田防治红火蚁提供科学理论依据.此外，本试验是在室内条件下初步筛选到对红火蚁具有较高毒力的白僵菌菌株，其在田间的应用试验有待进一步的研究.

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