论文摘要
亚洲玉米螟是我国玉米上的主要害虫,给玉米生产带来了巨大的损失。球孢白僵菌是重要的昆虫病原真菌,我国农业部门自上世纪七十年代中期即开始在东北大面积推广利用球孢白僵菌防治亚洲玉米螟的田间应用技术,如今该技术已成为东北地区防治亚洲玉米螟的重要手段之一,在关内还很少有使用球孢白僵菌防治亚洲玉米螟的报道,人们对球孢白僵菌在亚洲玉米螟种群中的流行动态还知之甚少。对于释放菌株和土著菌株各自的动态迄今无人研究。为此,本论文在筛选对亚洲玉米螟高致病性球孢白僵菌菌株的基础上,开展了使用球孢白僵菌控制亚洲玉米螟的研究,球孢白僵菌在玉米田中的宿存、传播和扩散研究,通过野外调查与室内分子分析相结合,借助于群落生态学和分子生态学的理论和方法,追溯亚洲玉米螟白僵病流行的病源及其传播途径。具体结果如下:1、从45个球孢白僵菌菌株中挑选了8个分离自亚洲玉米螟、蝽象、龟纹瓢虫和土壤菌株进行生物学特性和毒力测定,这8个菌株在营养生长量、萌发率、产孢量和对亚洲玉米螟2龄幼虫致病力方面存在一定的差异性,综合来看,分离自亚洲玉米螟的Bb05菌株和Bb09菌株具有杀虫率高、杀虫速率快、产孢量大、萌发率高等优点,在今后的生防中将有较大的应用潜力。2、利用筛选的Bb05菌株生产球孢白僵菌菌剂,并于2010年7月下旬和2011年7月下旬连续两年开展了田间防治试验。从两年的田间防治试验结果来看,球孢白僵菌对第二代玉米螟、第三代玉米螟均有一定的防治效果,2010年白僵菌对第二代、第三代玉米螟防治效果分别为57.5%和49.6%,玉米螟幼虫虫口减退率分别为63.7%和52.8%;2011年白僵菌对第二代、第三代玉米螟防治效果分别为56.3%和43.7%,玉米螟幼虫虫口减退率分别为69.3%和54.1%,白僵菌防治第二代玉米螟的防效虽显著低于对照药剂辛硫磷,但对第三代玉米螟的防效却均显著高于对照药剂辛硫磷,而且降低了被害穗数,使玉米的产量和质量都有了较大幅度提高,第三代幼虫越冬基数也得到显著的降低,因此,球孢白僵菌Bb05菌株对玉米螟具有较好的持续控制的潜力,可作为野外大面积防治试验的生产菌株。同时,对白僵菌释放区和空白对照区玉米田的玉米螟天敌群落进行了调查。两个调查区玉米田天敌种类相同,捕食性天敌共有12种,分属于5目11科,寄生性天敌有6种以上,放菌区和对照区玉米田玉米螟天敌群落均较为丰富和稳定,白僵菌释放并没有对天敌群落构成威胁。3、病原的种群动态是昆虫疾病流行学的重要内容。空气和土壤带菌量动态监测表明,在2010年放菌期间,放菌区的带菌量高于对照区的带菌量,放菌区空气、土壤带菌量呈现上升的变化趋势,但并无明显的变化规律,而对照区空气和土壤带菌量很低。放菌区感染白僵菌的僵虫数显著高于对照区,明显发生了玉米螟白僵菌流行病,这表明,玉米田这种人工生态系自身的带菌量较小,抑制虫口的能力有限,通过像喇叭口投放或封垛等方式施放白僵菌对生态系进行人工干涉是必要的。玉米堆垛是玉米秸秆处理的一种重要方式,自2010年10月开始堆垛至2011年6月,玉米垛中僵虫数量和垛下土壤中的成菌落数呈上升趋势,2011年6月份,玉米垛内僵虫数量和垛下土壤中成菌落数达到最高值,与玉米垛相距越近,土壤中白僵菌成菌落数越多,超过一定距离,土壤中的成菌落数显著下降,玉米垛就像田间白僵菌的接种库,堆垛中的白僵菌孢子可以通过气流、雨水、人类活动等方式向附近扩散,在维持田间白僵菌种群的数量上有着十分重要的作用。4、采用田间罩笼饲养试验对个体间疾病的传播进行了模拟,结果显示:野外条件下病虫可以将疾病传播给健虫,在病、健虫混合比例分别为3:15、6:12、9:9时,白僵病传播几率分别可达4.4%、16.7%和40.7%,病虫比例增加导致疾病的传播率提高。白僵菌的扩散试验表明,放菌区外玉米螟危害率随距离的增大而上升,距离放菌区50m处,第二代玉米螟和第三代玉米螟危害率分别为9.50%、66.33%,显著低于距离放菌区200m处的玉米螟危害率(14.17%、84.67%),而百株僵虫量高于距离放菌区200m处的,说明放菌区白僵菌可以向周围扩散,在短距离内对虫口有一定的控制作用。5、利用ISSR分子标记技术,研究了在安徽省萧县(心叶投放白僵菌颗粒剂防治区)和吉林省白城市(白僵菌封垛防治区)、公主岭市(白僵菌自然流行区)这三个不同类型的玉米螟白僵病流行区收集的200株菌株的种群遗传结构。萧县和白城的白僵菌防治处理均取得一定防治效果,分别在玉米田和玉米秸垛诱发出流行病,在种群的优势类群中形成与释放株遗传距离远近不一的子类群。相反,非放菌区的玉米秸垛(萧县)和玉米田(白城),主要是非优势类群的土著菌株在其中引起地方病,但优势类群在地方病发展的过程中也不无影响。这种异质性有利于增强种群或亚种群在异质的环境中的生存力。6、追溯萧县玉米田和白城玉米垛中玉米螟白僵病的发生源头和白僵菌的归宿,人为释放的白僵菌杀虫剂是主病源,而土著菌株是次病源。而人为释放的白僵菌,主要宿存在玉米螟僵虫中,但也进入其他寄主昆虫种群以及土壤宿存下来,成为土壤这个极其重要的宿存场所和自然接种库的组成部分。气流中的白僵菌孢子对于白僵病的水平扩散有着重要作用。不管作为主病源还是次病源,白僵菌在玉米产区的生境中,在各种生态位上辗转不息:玉米螟(?)玉米植株(?)其他寄主昆虫(?)玉米秸垛(?)空气(?)土壤。一旦遇有高密度的敏感寄主和合适的环境条件,便会形成流行病而抑制虫口。在公主岭这个未放菌处理的地区,全由土著菌株组成的种群内部具有比受到人为干扰的萧县种群和白城种群内部更高的遗传变异。它们持之以恒地在玉米螟种群中引起低频(低致病率)常在的地方病。7、亚种群聚类结果显示,萧县、白城市、公主岭市三个种群各自聚为一支,遗传谱系呈现出清晰的区域性特征。谱系的遗传距离与地理距离极显著相关,同时,与白僵菌寄主的化性可能也有一定的相关性。