玫煙色棒束孢NBL-Z8的培養及對桃蚜的侵染力

齊素敏 陳丹丹 李圓圓 冉新炎 韓廣泉 陶寧 王麗榮

摘要：通過探索玫煙色棒束孢NBL-Z8的最佳培養條件并測定該菌對桃蚜[Myzus persicae （Sulzer）]的侵染力，以期為篩選出對桃蚜具有高毒力的微生物殺蟲劑提供依據。采用單因素分析法測定菌株的最佳培養條件，并采用噴霧法測定菌株NBL-Z8對桃蚜的致病力。結果顯示，NBL-Z8菌株的最佳碳源為蔗糖，最佳氮源為蛋白胨，最佳培養條件為溫度25 ℃、初始pH值7、轉速180 r/min、接種量6%;菌株的室內致病力測定結果表明，當孢子濃度為1×108 CFU/mL 時，對桃蚜的致死中時間（LT50）為3.118 d，接菌7 d時致死中濃度（LC50）為1.367×104 CFU/mL。由研究結果可以看出，玫煙色棒束孢NBL-Z8對桃蚜具有較強的致病力，可作為桃蚜生防制劑開發中的潛力菌株。

關鍵詞：玫煙色棒束孢;液體培養;桃蚜;侵染力測定;生防潛力

中圖分類號： S433.39;S182 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）10-0082-04

蚜蟲類有13科、500余屬，目前世界上已知種類有4 700余種，而我國已知的蚜蟲種類就有1 000余種[1]。桃蚜（Myzus persicae）是常見的一種蚜蟲，該蟲以成蟲、若蟲群集在寄主葉片、花梗和種莢等部位吸食汁液危害寄主，常導致寄主葉片黃化、蜷縮甚至枯萎，并分泌蜜露誘發煤煙病，引起寄主植株品質和產量下降[2-3]。目前，化學防治仍是控制蚜蟲危害的主要方法，而頻繁地使用高劑量化學殺蟲劑，不僅會導致蚜蟲對多種農藥產生不同程度的抗性[4-7]，還會造成蔬菜中的農藥殘留超標，給農產品安全生產帶來隱患。因此，研究和開發能夠減少化學殺蟲劑用量甚至替代化學殺蟲劑的安全、高效的生物防治方法成為桃蚜綜合防治的重要途徑。

玫煙色棒束孢（Isaria fumosorosea）是一種重要的昆蟲病原真菌，該菌地理分布范圍廣泛，昆蟲寄主多樣，能寄生在同翅目、鱗翅目、雙翅目等8個目40多種昆蟲上[8]。大量研究結果表明，玫煙色擬青霉對蚜蟲等刺吸式口器害蟲具有很強的致病力。曹娜在大田試驗中采用1.0×107個/mL玫煙色棒束孢孢子懸浮液噴霧防治棉蚜，第10天時的校正防效可達95.9%[9]。朱麗梅等的研究結果表明，玫煙色棒束孢QH4對桃粉蚜的毒殺效果較好，施藥后120 h的死亡率可達100%[10]。鄧建華等研究發現，用玫煙色棒束孢孢子懸浮液處理后第10天，煙蚜的感染率為78.5%[11]。孫莉等用108個/mL玫煙色棒束孢孢子懸浮液處理蚜蟲，結果顯示，試蟲在施藥后第10天的死亡率可達86.52%[12]。邢培翔等用108個/mL玫煙色棒束孢孢子懸浮液處理梨黃粉蚜，7 d后的校正死亡率為97.24%[13]。綜合以上研究結果可知，玫煙色棒束孢對多種蚜蟲具有良好的防治效果。筆者優化了玫煙色棒束孢 NBL-Z8 的液體培養條件并測定該菌對桃蚜成蟲的室內毒力，以期篩選出對桃蚜具有高毒力的微生物殺蟲劑，為減少化學藥劑使用量、緩解昆蟲抗藥性、實現農業害蟲的無公害防治、提高農產品的安全性提供菌種資源。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試菌株 玫煙色棒束孢菌株NBL-Z8從山東省泰安市省莊周邊土壤中分離純化所得，該菌株目前保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心，編號為CGMCC19603。

1.1.2 供試蟲源 桃蚜采自山東省泰安市泰山區省莊周邊白菜葉片，在溫度為（25±1） ℃、相對濕度為（80±5）%、光—暗周期為12 h—12 h的條件下，采用無農藥及害蟲污染的甘藍飼養，人工飼養多代。取大小一致的健康的無翅成蚜作為試蟲。

1.1.3 培養基 馬鈴薯葡萄糖瓊脂（PDA）培養基配方：200 g馬鈴薯（去皮），20 g葡萄糖，20 g 瓊脂，1 000 mL蒸餾水;PDB（不加瓊脂的PDA）培養基配方：200 g馬鈴薯（去皮），20 g葡萄糖，1 000 mL蒸餾水。

1.2 最適培養條件篩選的單因素試驗

以A培養基（25.0 g/L葡萄糖，6.0 g/L蛋白胨，2.0 g/L K2HPO4，1.0 g/L KH2PO4，0.5 g/L MgSO4）作為對照，采用單因素試驗法分別研究玫煙色棒束孢在以不同碳源（葡萄糖、蔗糖、甘露醇、檸檬酸鈉和糖蜜）、氮源（蛋白胨、硝酸鉀、酵母膏、氯化銨和牛肉浸膏）為主要成分的培養基中及不同發酵初始pH值（3、5、7、9、11）、發酵溫度（15、20、25、28、30 ℃）、轉速（150、170、180、200、220 r/min）和接種量（3%、4%、5%、6%、7%）條件下的發酵效果。發酵條件同原始條件，即初始pH值為7.0，接種量為6%，接種液濃度為108 CFU/mL，培養溫度為25 ℃，搖床轉速為180 r/min，培養48 h后采用血細胞計數板測定菌株的孢子濃度。

1.3 孢子懸浮液的配制

將保存在4 ℃斜面上的供試菌株活化后，接種到PDA培養基平板上，于25 ℃培養10 d后，用含有0.05%吐溫-80的無菌水沖洗孢子，然后用血球計數板測定懸浮液中的孢子數，計算其孢子濃度，再用含有0.05%吐溫-80的無菌水逐步稀釋，獲得濃度為1×104～1×108 CFU/mL的孢子懸浮液。

1.4 室內毒力測定

試驗于2020年3月在山東省泰安市植物微生態制劑重點實驗室進行。配制水瓊脂培養基（1.5 g瓊脂，100 mL蒸餾水），每個培養皿10～15 mL，待冷卻后，剪取大小一致的甘藍葉片（圓形，直徑為 4 cm），將葉背朝上緊貼在培養基表面使其固定，再將無翅成蚜轉移到培養皿中的葉片上，每個培養皿中放20頭。 將上述濃度為1×104～1×108 CFU/mL的孢子懸浮液用噴霧器進行噴霧，每個培養皿定量噴霧1次。用含有0.05%吐溫-80的無菌水作為對照（CK），每次處理用20頭蚜蟲，每個處理重復3次。自然風干后加蓋，在（25±1） ℃、相對濕度為（80±5）%、光—暗周期為12 h—12 h的條件下逐日觀察并記錄病死蟲數至蚜蟲死亡，及時挑出死亡蟲體并于滅菌培養皿中保濕培養，3～5 d后鏡檢死蟲，觀察是否產生菌絲或孢子，以確定是否是因為有效感染玫煙色棒束孢菌而導致的死亡。

1.5 數據統計與分析

用Excel 2010、SPSS 19.0對數據進行處理，并用Duncans新復極差法進行顯著性分析和Probit回歸分析。

2 結果與分析

2.1 單因素篩選最適培養條件

2.1.1 單因素試驗法篩選最適培養基 基礎培養基選擇A培養基（25.0 g/L葡萄糖，6.0 g/L蛋白胨，2.0 g/L K2HPO4，1.0 g/L KH2PO4，0.5 g/L MgSO4），測定不同碳源、氮源對菌株NBL-Z8孢子濃度的影響。由表1可以看出，分別以蔗糖為碳源、蛋白胨為氮源時，菌株NBL-Z8可以獲得最大孢子濃度，分別為4.31×108、3.57×108 CFU/mL，且顯著高于其他處理。因此，確定將蔗糖、蛋白胨為最優發酵培養基成分。

2.1.2 單因素試驗法篩選最適發酵條件 如表2所示，當初始pH值為7時，菌株NBL-Z8的孢子濃度顯著高于其他處理，可見過酸或過堿的培養基均會影響菌株的產孢性能。菌株NBL-Z8在溫度為 15～30 ℃范圍內的產孢性能良好，溫度過高或過低均不利于該菌產孢，菌株在溫度為25 ℃時的孢子濃度最大。當搖床轉速為200 r/min時，孢子濃度最大，但菌株在轉速超過200 r/min時，搖瓶中的菌株存在起泡、菌絲結球的現象，但是考慮到轉速為200、180 r/min時，菌株的孢子濃度不存在顯著性差異，因此所以選擇180 r/min為最佳轉速。當菌株 NBL-Z8的接種量在3%～6%之間時，其菌體孢子濃度隨著接種量的增大而增加，當接種量為6%時，孢子濃度最大，為4.31×108 CFU/mL。

2.2 菌株對桃蚜的室內毒力

表3中結果顯示，不同濃度的玫煙色棒束孢NBL-Z8孢子懸浮液對桃蚜的校正死亡率從處理 2 d 后（1 d后的校正死亡率為0%）起開始出現顯著性差異（P<0.05）。1×104 CFU/mL濃度的孢子懸浮液對桃蚜的致死率較低，處理7 d后，校正死亡率僅為48.44%，致死中時間（LT50）為6.287 d;1×107 CFU/mL濃度的孢子懸浮液對桃蚜的致死率較高，處理7 d后時，校正死亡率可以達到88.33%，LT50為3.302 d;濃度為1×108 CFU/mL的孢子懸浮液處理組的效果最好，處理6 d后時，校正死亡率可達90%以上，LT50為3.118 d。

由表4中的數據可以看出，處理2～7 d后，不同處理下該菌對桃蚜的致死中濃度（LC50）分別為1.675×1013、1.038×108、3.653×105、3.584×104、1.660×104、1.367×104 CFU/mL。

上述結果表明，菌株NBL-Z8對桃蚜的致死率隨著孢子懸浮液濃度的增加而明顯提高，并且隨著處理時間的延長而增大，但是在不同濃度處理下，桃蚜的死亡率基本在4 d后達到1個峰值，隨后致死率的增加趨勢變緩，說明玫煙色棒束孢NBL-Z8菌株可以在較短時間內造成桃蚜成蟲死亡。

3 討論

研究發現，孢子濃度是篩選優良菌株的重要指標，而菌株培養條件對菌種孢子濃度及毒力均有較大影響[14]。因此探索菌株NBL-Z8的最佳產孢條件，對于利用該菌防治害蟲具有重要意義。張仙紅等研究發現，葡萄糖是玫煙色擬青霉液體培養的最適碳源，蛋白胨是最適氮源[15]。曹娜研究發現，薩氏液體培養基（SDY培養基）是最佳發酵培養基[9]。本研究發現，菌株NBL-Z8的最佳碳源、氮源分別為蔗糖、蛋白胨，這與田晶的研究結果[16]一致。本研究發現，該菌株的最佳產孢條件為溫度25 ℃、初始pH值7、轉速180 r/min、接種量6%、培養時間48 h。在接下來的試驗中，筆者將進一步探究各營養成分對玫煙色棒束孢NBL-Z8生長和生殖的影響。

用微生物或其代謝產物防治農業害蟲具有選擇性強、對農作物和自然環境安全、不傷害天敵、不易產生抗性等優點，已經逐漸引起人們的重視。研究發現，白僵菌、綠僵菌[17-19]、蠟蚧輪枝菌[20-21]、達旦提狄克氏菌[22-23]等生防菌株對蚜蟲均具有良好的防治效果。據報道，玫煙色棒束孢對桃蚜具有較高的致病力[24-26]。本研究發現，菌株NBL-Z8在孢子濃度為1×107、1×108 CFU/mL時對桃蚜的致死率較高，處理7 d后，試蟲的校正死亡率分別為88.33%、96.89%，LT50分別為3.302、3.118 d，LC50為1.367×104 CFU/mL，該致死中濃度低于陳巍巍等測得的8.51×105 CFU/mL[24]、張仙紅等測得的8.71×106 CFU/mL[25]及孟豪等研究得出的1.20×105 CFU/mL[26]。以上結果表明，玫煙色棒束孢 NBL-Z8對桃蚜的生物防治潛力較大。此外，大量研究表明，玫煙色棒束孢對煙粉虱[27-29]、柑橘木虱[30-31]、小菜蛾[32]和朱砂葉螨[33]等多種害蟲具有較強的侵染力，是一種性能優良的昆蟲病原真菌。

目前國外已經篩選出具有高致病力的菌株，自20世紀60年代以來，已經有10種玫煙色棒束孢制劑產品獲得注冊登記[34]，而國內尚未出現商品化的玫煙色棒束孢制劑。因此，今后的工作重點是進行商品化研究，包括生產發酵技術、大田施用技術及田間評價體系等，可以為害蟲的綜合防治提供產品和技術支持。

4 結論

玫煙色棒束孢NBL-Z8對桃蚜具有較強的室內毒力，可作為桃蚜生防制劑開發的潛力菌株。

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