錢秀娟,張世鵬,謝 攀,劉長(zhǎng)仲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院/甘肅省農(nóng)作物病蟲(chóng)害生物防治工程實(shí)驗(yàn)室 蘭州 730070)

昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)(entomopathogenic nematodes,EPN)是指體內(nèi)攜帶具病原性的共生細(xì)菌,能使節(jié)肢動(dòng)物類發(fā)病并死亡的一類線蟲(chóng)[1-2]。該類線蟲(chóng)具有寄主范圍廣、毒力高、能主動(dòng)尋找寄主、對(duì)人畜及環(huán)境安全無(wú)毒、并能人工大量培養(yǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn),因此作為一種有效的生防因子,被廣泛應(yīng)用于地下害蟲(chóng)和隱蔽性害蟲(chóng)的防治,具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力和應(yīng)用前景[3-7]。

昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)營(yíng)自由生活階段,要面臨各種非生物脅迫,包括高溫、低濕、紫外輻射(UV-B)、化學(xué)感應(yīng)、土壤類型等;在實(shí)際應(yīng)用中,決定昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)害蟲(chóng)防治效果高低的關(guān)鍵因子之一,是在各種非生物因子的脅迫下,昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)能否在田間建立種群。因此研究非生物脅迫對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的影響,具有重要意義[8-10]。目前昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)隱蔽性害蟲(chóng)的防治應(yīng)用比較廣泛,其對(duì)葉面害蟲(chóng)的防治室內(nèi)試驗(yàn)表明也有較好的控制效能,但在田間應(yīng)用時(shí)防治效果會(huì)有所降低,重要的影響因子就是UV-B 輻射[11]。

近年來(lái),隨著生產(chǎn)和生活中大量生產(chǎn)和使用氯氟烴等消耗臭氧層的物質(zhì),以及大量廢氣的排放,破壞大氣臭氧層,并導(dǎo)致地面紫外輻射(UV-B)增加。過(guò)量紫外線對(duì)人類、動(dòng)植物、微生物等會(huì)產(chǎn)生危害,并產(chǎn)生明顯的生物學(xué)效應(yīng)[11-15]。研究表明,紫外線輻射對(duì)秀麗隱桿線蟲(chóng)(Caenorhabditis elegans)具有一定的影響,主要表現(xiàn)在生殖毒性,但是研究同時(shí)表明適當(dāng)?shù)淖贤廨椛漕A(yù)處理可防止行為缺陷機(jī)制的形成[15]。有關(guān)紫外輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的影響和昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)紫外輻射的抗逆性和適應(yīng)性,相關(guān)報(bào)道較少[9]。本項(xiàng)目組前期研究發(fā)現(xiàn)甘肅省昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)資源豐富,分布廣泛且對(duì)甘肅省主要的地下害蟲(chóng)有較高的控制作用,說(shuō)明本土昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)低濕、高溫和紫外輻射等逆境有一定的耐受能力[9,16-19]。但當(dāng)前環(huán)境中的UV-B輻射是否已經(jīng)對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育具有一定程度的脅迫作用？甘肅省土著昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng),尤其是優(yōu)勢(shì)種對(duì) UV-B輻射的適應(yīng)性如何？尚缺少足夠的了解。本研究以甘肅省土著昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)為材料,通過(guò)模擬自然界強(qiáng)輻射的研究手段,以昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)研究中常用測(cè)試?yán)ハx(chóng)大蠟螟為目標(biāo)昆蟲(chóng),探究紫外輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)生物學(xué)特性如存活率與致病力的影響,可為利用昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)防治葉面害蟲(chóng)提供理論依據(jù),以期進(jìn)一步揭示昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì) UV-B輻射的適應(yīng)特性。

1 材料與方法

1.1 供試材料

大蠟螟(Galleria mellonella)由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲(chóng)生態(tài)實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)殖,試驗(yàn)用 5齡老熟幼蟲(chóng)其平均重量為0.3 g左右,使用前需經(jīng)滯育處理,防止大蠟螟老熟幼蟲(chóng)吐絲、化蛹。

昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)：從甘肅省誘集分離得到的9個(gè)品系,分別為異小桿屬的Heterorhabditis brevicaudis的0627M品系、大異小桿線蟲(chóng)(H.megidis)的0641TY品系和斯氏屬的Steinernema feltiae的0622L、0639C、0661YM、0619HT、0663TD 品系與S.kraussei的0663HT、0657L品系。已證實(shí)上述9個(gè)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)品系對(duì)低濕脅迫具較強(qiáng)抗逆性,對(duì)主要地下害蟲(chóng)蠐螬(Scaabaeidae)和韭蛆(Bradysia difformis)具較高控制效能[9,16-17]。均由大蠟螟老熟幼蟲(chóng)White trap法培養(yǎng),試驗(yàn)用的感染期線蟲(chóng)均新鮮培養(yǎng),并用0.2%柳硫汞進(jìn)行表面消毒,貯存于4℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2 紫外(UV-B)輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)存活率影響的測(cè)定

本試驗(yàn)于24孔板中進(jìn)行。將加有9個(gè)線蟲(chóng)品系懸浮液的 24孔板,每孔加入線蟲(chóng)懸浮液 1 000 μL(含線蟲(chóng)1 000頭),每品系3孔,暴露于20 W和40 W紫外輻射燈下 20 cm 處(60 μW·cm-2、100 μW·cm-2)分別處理 0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、3 h、4 h、5 h和6 h。以未經(jīng)紫外輻射的9個(gè)線蟲(chóng)品系懸浮液為對(duì)照。到達(dá)處理時(shí)間后取出,在室溫下放置 1 h,使線蟲(chóng)充分復(fù)蘇,復(fù)蘇后統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理中昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的活蟲(chóng)平均數(shù)及平均存活率。

1.3 紫外(UV-B)輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)致病力影響的測(cè)定

1.3.1 紫外(UV-B)輻射對(duì)不同昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)種類(品系)致病力影響的測(cè)定

采用改良的ONE ON ONE法測(cè)定[1,17]。于24孔板中,每孔放2 g經(jīng)滅菌的細(xì)沙,加無(wú)菌水使含水量為15%(w/w),每孔放1頭大蠟螟5齡幼蟲(chóng),滴入經(jīng)20 W紫外輻射30 min的線蟲(chóng)懸浮液50 mL[每孔50頭侵染期線蟲(chóng)(IJs)]。不同的線蟲(chóng)品系為不同處理,以未經(jīng)紫外輻射的線蟲(chóng)做相應(yīng)對(duì)照組,每處理重復(fù)15次(15孔),置于(25±1)℃白天/(18±1)℃夜晚、8 h白天/16 h夜晚,相對(duì)濕度80%的恒溫箱內(nèi)。每隔8 h觀察記錄大蠟螟死亡情況。

1.3.2 紫外(UV-B)輻射強(qiáng)度及時(shí)長(zhǎng)對(duì) Steinernema feltiae 0639C和0663TD致病力影響的測(cè)定

于24孔板中,每孔放2 g經(jīng)滅菌的細(xì)沙,加無(wú)菌水使含水量為15%(w/w),每孔放1頭大蠟螟5齡幼蟲(chóng),滴入經(jīng)20 W和40 W的UV-B輻射強(qiáng)度處理30 min、60 min、90 min、120 min的S.felitiae0639C和0663TD的懸浮液50 L(50 IJs·孔-1),以未經(jīng)紫外輻射的線蟲(chóng)做相應(yīng)對(duì)照組。每處理重復(fù) 10次,置于(25±1)℃白天/(18±1)℃夜晚、8 h白天/16 h夜晚,相對(duì)濕度80%的恒溫箱內(nèi)。每隔8 h觀察記錄大蠟螟死亡情況,比較各處理強(qiáng)度 UV-B輻射下昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)大蠟螟致病力的影響。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 21.0和Microsoft Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 UV-B輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)存活率的影響

表1表明,經(jīng)20 W和40 W紫外燈輻射0.5 h后,昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)H.brevicaudis0627M、H.megidis0641TY、S.feltiae0622L、S.feltiae0639C、S.feltiae0661YM、S.feltiae0619HT、S.feltiae0663TD、S.kraussei0663HT、S.kraussei0657L 9個(gè)品系(除S.feltiae0622L 40 W外)與未輻射處理存活率差異不顯著(P＞0.05),且不同品系之間差異不顯著(P＞0.05),說(shuō)明以上9個(gè)品系昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)均對(duì)短時(shí)間UV-B輻射有一定的耐受力。

20 W、40 W紫外輻射燈處理下,輻射時(shí)長(zhǎng)對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)存活率有顯著影響。隨著輻射時(shí)長(zhǎng)的延長(zhǎng),供試的 9個(gè)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的存活率均逐步降低,且在輻射時(shí)長(zhǎng)大于2 h后,存活率急劇下降,與未經(jīng)輻射的對(duì)照組相比較差異顯著(P＜0.05)。輻射時(shí)長(zhǎng)為6 h時(shí),供試各品系存活率均在10%以下,但各品系之間差異不顯著(P＞0.05),其中S.feltiae0639C、0661YM、S.kraussei0663HT存活率為0。當(dāng)輻射強(qiáng)度為20 W時(shí),2 h的輻射時(shí)長(zhǎng)為對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)存活率影響較大的時(shí)間節(jié)點(diǎn),時(shí)長(zhǎng)為2 h以內(nèi)時(shí),除S.feltiae06622L和S.kraussei0663HT 2品系外,不同輻射時(shí)長(zhǎng)下,其余供試 7個(gè)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)品系的存活率無(wú)顯著變化,與對(duì)照組之間差異不顯著(P＞0.05),不同品系之間除S.kraussei0663HT與其他供試8品系差異顯著(P＜0.05)外,其余各品系之間差異不顯著(P＞0.05);但時(shí)長(zhǎng)大于2 h后,供試的9個(gè)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)品系存活率均急劇下降,因此后期研究均以2 h作為輻射時(shí)長(zhǎng)的上限。輻射強(qiáng)度為40 W 時(shí),輻射時(shí)長(zhǎng)為0.5 h時(shí),除S.feltiae0622L品系存活率與對(duì)照組差異顯著(P＜0.05),其余供試品系與對(duì)照組差異均不顯著(P＞0.05),且各品系之間差異不顯著(P＞0.05);其余各輻射時(shí)長(zhǎng)下,供試 9個(gè)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)品系均隨著輻射時(shí)長(zhǎng)的增加,其存活率下降且與對(duì)照組差異顯著(P＜0.05)。說(shuō)明隨著UV-B輻射時(shí)間的延長(zhǎng),昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)UV-B輻射的抵抗力降低。長(zhǎng)時(shí)間UV-B輻射對(duì)不同昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)品系存活率的影響不同。經(jīng)UV-B輻射4 h內(nèi),H.megidis0627M的存活率較高,說(shuō)明H.megidis0627M對(duì)長(zhǎng)時(shí)間UV-B輻射有一定的耐受能力。

不同輻射強(qiáng)度對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)存活率影響不同,輻射時(shí)長(zhǎng)在2 h之內(nèi),隨著輻射強(qiáng)度的增加,昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)存活率降低,40 W與20 W 差異顯著(P＜0.05),2 h之后不同輻射強(qiáng)度之間差異不顯著(P＞0.05)。同一輻射強(qiáng)度時(shí),線蟲(chóng)存活率隨著輻射時(shí)長(zhǎng)的增加下降,但在2 h之內(nèi),各輻射時(shí)長(zhǎng)之間線蟲(chóng)存活率無(wú)顯著差異(P＞0.05),2 h之后各品系線蟲(chóng)存活率均顯著降低,與對(duì)照組差異顯著(P＜0.05)。綜上所述,輻射時(shí)長(zhǎng)在2 h 內(nèi),UV-B強(qiáng)度是影響昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)存活率的主要因子,輻射時(shí)長(zhǎng)對(duì)其存活率無(wú)顯著影響。

表1 不同時(shí)間不同強(qiáng)度UV-B輻射對(duì)不同昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)品系存活率的影響Table 1 Entomopathogenic nematodes infective juveniles(IJs)survival rate at different ultraviolet radiation intensities under different exposure time length

2.2 UV-B輻射對(duì)不同昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)種類和品系致病力的影響

表2表明,20 W UV-B輻射30 min后,昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)大蠟螟的致病力發(fā)生變化,不同種類和同一種類的不同品系變化不同。供試的9個(gè)品系中,S.felitiae0663TD致病力升高,而S.felitiae0661YM降低。其中S.felitiae0639C在侵染后32 h和40 h時(shí)差異顯著(P＜0.05),分別由 13.3%和20.0%升高到 73.3%和86.6%;S.felitiae0661YM在侵染32 h、40 h時(shí),經(jīng)UV-B輻射的處理死亡率均為0%,而未經(jīng)輻射處理的均達(dá) 66.7%,差異顯著(P＜0.05);而其余各品系致病力未改變或下降,且各品系之間差異不顯著(P＞0.05)。

2.2.1 UV-B處理后異小桿屬線蟲(chóng)對(duì)大蠟螟致病力的影響

UV-B輻射使異小桿屬H.megidis0641TY和H.brevicaudis0627M 2個(gè)品系致病力下降,且使寄主死亡的時(shí)間推后(表2)。經(jīng)UV-B輻射30 min后,H.me-gidis0641TY和H.brevicaudis0627M致病力均下降,但無(wú)顯著差異(P＞0.05);值得注意的是,2線蟲(chóng)品系對(duì)大蠟螟的致死速率均有延后。接入H.brevicaudis0627M 72 h時(shí),對(duì)照組大蠟螟累積死亡率為80.0%,處理組為73.3%;80 h時(shí)對(duì)照組死亡率達(dá)100%,而處理組在88 h后才達(dá)100%;H.megidis0641TY對(duì)照組和處理組在32 h時(shí)引起大蠟螟死亡;接入線蟲(chóng)112 h后,對(duì)照組死亡率達(dá)100%,而處理組在接入線蟲(chóng)120 h后大蠟螟死亡率達(dá)100%。說(shuō)明UV-B輻射降低異小桿屬線蟲(chóng)的致病力,并延緩引起寄主昆蟲(chóng)死亡的時(shí)間。

2.2.2 UV-B處理后斯氏屬線蟲(chóng)對(duì)大蠟螟致病力的影響

經(jīng)UV-B處理后斯氏屬線蟲(chóng)對(duì)大蠟螟的致病力也發(fā)生變化,但不同種類、同一種類不同品系之間均存在差異。S.felitiae5個(gè)供試品系,0639C、0663TD 2品系經(jīng) UV-B輻射后對(duì)大蠟螟的致病力提高,致死速率加快,其中S.felitiae0663TD的致病力顯著升高(P＜0.05);S.felitiae0622L品系經(jīng)UV-B輻射后其致病力無(wú)顯著變化(P＞0.05),且死亡速率基本相同(表2);S.felitiae的0661YM和0619HT經(jīng)UV-B輻射后,其致病力均呈降低趨勢(shì),其中S.felitiae0661YM的致病力顯著降低(P＜0.05),其余差異不顯著(P＞0.05);S.kraussei0657L和0663HT品系經(jīng)UV-B輻射后,致病力均下降,但差異均不顯著(P＞0.05)。

表2 20W UV-B輻射30 min下不同昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)品系對(duì)大蠟螟致病力的影響Table 2 Effects of 20 W ultraviolet radiation after 30 min exposure on entomopathogenic nematodes'pathogenicity to Galleria mellonella

2.2.2.1 S.felitiae 0639C和0663TD供試品系

經(jīng)UV-B輻射30 min后,S.felitiae0639C和0663TD引起全部寄主死亡時(shí)間縮短(表2)。S.felitiae0639C對(duì)照組和處理組均在32 h時(shí)大蠟螟開(kāi)始死亡,處理組大蠟螟累積死亡率為73.3%,對(duì)照組為13.3%,存在顯著差異(P＜0.05);經(jīng)UV-B輻射處理后,接入線蟲(chóng)56 h后大蠟螟死亡率達(dá)100%,而對(duì)照組64 h時(shí)達(dá)100%;S.felitiae0663TD對(duì)照組在接入線蟲(chóng)24 h時(shí)大蠟螟開(kāi)始死亡,處理組32 h時(shí)開(kāi)始死亡;對(duì)照組在接入線蟲(chóng)80 h后大蠟螟死亡率為100%,處理組在接入線蟲(chóng)40 h后大蠟螟的死亡率達(dá)100%。

2.2.2.2 S.felitiae 0622L供試品系

S.felitiae0622L品系經(jīng)UV-B輻射后其致病力無(wú)顯著變化(P＞0.05),且死亡速率基本相同(表2)。接入線蟲(chóng)32 h后,對(duì)照組和處理組大蠟螟均開(kāi)始死亡,56 h時(shí)大蠟螟的死亡率均為73.3%;對(duì)照組112 h后死亡率達(dá)到100%,處理組則在104 h后達(dá)100%。

2.2.2.3 S.felitiae 0661YM和0619HT品系與S.kraussei 0663HT和0657L品系

經(jīng)UV-B輻射后S.felitiae0661YM和0619HT品系與S.kraussei0663HT和0657L品系的致病力均下降,除S.felitiae0661YM與對(duì)照組差異顯著外,其余品系差異不顯著(P＞0.05),且寄主開(kāi)始死亡時(shí)間和引起供試全部種群死亡的時(shí)間均延長(zhǎng)(表2)。S.felitiae0661YM品系,對(duì)照組侵染后32 h寄主昆蟲(chóng)開(kāi)始死亡,56 h時(shí)全部死亡,而經(jīng)紫外輻射后,48 h時(shí)寄主昆蟲(chóng)開(kāi)始死亡,120 h時(shí)全部死亡;S.felitiae0619HT品系,處理組和對(duì)照組均在32 h時(shí)引起寄主昆蟲(chóng)死亡,對(duì)照組56 h時(shí)寄主昆蟲(chóng)死亡率達(dá)100%,而處理組在120 h時(shí)寄主昆蟲(chóng)死亡率達(dá)100%。

S.kraussei0663HT品系的對(duì)照組和處理組,均在接入線蟲(chóng)后32 h時(shí)大蠟螟開(kāi)始死亡;80 h時(shí)對(duì)照組大蠟螟的死亡率是86.7%,處理組為80.0%;對(duì)照組88 h大蠟螟校正死亡率達(dá) 100%,處理組 104 h時(shí)才達(dá)100%;S.kraussei0657L品系的CK和UV-B輻射組均在接入線蟲(chóng)后40 h時(shí)大蠟螟開(kāi)始死亡;80 h時(shí)CK大蠟螟累積死亡率為93.3%,處理組為73.3%;CK組88 h大蠟螟死亡率達(dá)100%,處理組96 h時(shí)才達(dá)到100%。

綜上所述,在20W UV-B輻射30 min后,斯氏S.felitiae0639C的致病力顯著升高(P＜0.05),S.felitiae0661YM的致病力顯著降低(P＜0.05),S.felitiae0663TD、0622L大蠟螟的致病力升高,異小桿H.megidis0641TY和H.brevicaudis0627M,斯氏S.kraussei0657L、0663HT和S.felitiae0619HT、0661YM致病力下降,但差異均不顯著(P＞0.05)。說(shuō)明UV-B輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)致病力會(huì)產(chǎn)生影響,且不同種類、同一種類的不同品系之間存在差異。

經(jīng) UV-B輻射后,供試?yán)ハx(chóng)病原線蟲(chóng)引起全部寄主昆蟲(chóng)死亡時(shí)間發(fā)生變化。致病力升高的品系,其引起全部寄主昆蟲(chóng)死亡的時(shí)間縮短,包括S.felitiae0639C和S.felitiae0663TD;而致病力降低的品系,使寄主昆蟲(chóng)全部死亡的時(shí)間增長(zhǎng),如S.felitiae0661YM和S.felitiae0619HT品系、S.kraussei0663HT和S.kraussei0657L品系及H.megidis0641TY和H.brevicaudis0627M 品系;致病力未發(fā)生變化的品系,其使寄主昆蟲(chóng)全部死亡的時(shí)間亦未發(fā)生顯著變化,如S.felitiae0622L。說(shuō)明UV-B輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)致病力的影響,不但包括毒力大小的影響,同時(shí)也影響了其對(duì)寄主的致死速率。

2.3 不同 UV-B輻射強(qiáng)度及時(shí)長(zhǎng)對(duì) Steinernema felitiae 0639C和0663TD致病力的影響

圖1表明,與對(duì)照相比,S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C在20 W和40 W UV-B輻射30 min、60 min、90 min、120 min后,引起寄主昆蟲(chóng)死亡的時(shí)間發(fā)生變化,其中S.felitiae0639C隨著輻射強(qiáng)度的增大引起寄主昆蟲(chóng)開(kāi)始死亡時(shí)間提前,而S.felitiae0663TD隨著輻射強(qiáng)度增加,引起寄主昆蟲(chóng)開(kāi)始死亡時(shí)間延后;不同紫外輻射時(shí)長(zhǎng)對(duì)S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C致病力無(wú)影響,30 min、60 min、90 min、120 min輻射處理之間差異不顯著(P＞0.05)。

從圖1a可知,40 W UV-B輻射處理的S.felitiae0639C線蟲(chóng),侵染8 h后引起寄主昆蟲(chóng)的死亡,而經(jīng)20 W輻射處理則侵染后24 h引起寄主昆蟲(chóng)死亡,對(duì)照組在兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)均未引起寄主昆蟲(chóng)死亡;侵染 24 h時(shí),40 W 輻射處理的線蟲(chóng)致病力顯著高于 20 W和對(duì)照(P＜0.05),48 h時(shí)兩種輻射強(qiáng)度處理的線蟲(chóng)引起寄主昆蟲(chóng)的累計(jì)死亡率之間差異不顯著(P＞0.05)。不同的紫外輻射時(shí)長(zhǎng)后,S.felitiae0639C品系對(duì)大蠟螟的致病力無(wú)顯著變化。

S.felitiae0663TD線蟲(chóng)在經(jīng)20 W UV-B輻射后,侵染8 h后就可引起寄主昆蟲(chóng)的死亡,而經(jīng)40 W輻射處理的線蟲(chóng),侵染后24 h引起寄主昆蟲(chóng)的死亡,對(duì)照組在此兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)均未引起寄主昆蟲(chóng)死亡,且24 h時(shí)20 W輻射預(yù)處理后的線蟲(chóng)致病力顯著高于40 W和對(duì)照組(P＜0.05),48 h后兩種輻射強(qiáng)度處理后的線蟲(chóng)引起寄主昆蟲(chóng)的累計(jì)死亡率之間差異不顯著(P＞0.05);不同的紫外輻射時(shí)長(zhǎng)后,S.felitiae0663TD品系對(duì)大蠟螟的致病力無(wú)顯著變化。

綜上所述,紫外輻射能刺激S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C侵染和致死寄主昆蟲(chóng),侵染前期(24 h)紫外輻射強(qiáng)度對(duì)S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力有影響,隨著 UV-B輻射強(qiáng)度的增加,處理強(qiáng)度(20W和40 W)對(duì)S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力無(wú)影響;一定的輻射時(shí)長(zhǎng)內(nèi)(120 min),輻射時(shí)長(zhǎng)對(duì)S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力無(wú)影響。

圖1 UV-B輻射強(qiáng)度與處理時(shí)間對(duì)處理后不同時(shí)間S.felitiae 0639C(a)和0663TD(b)致病力的影響Fig.1 Effects of UV-B radiation time and intensity on pathogenicity of S.felitiae 0639C(a)and 0663TD(b)after different times of treatment

3 討論與結(jié)論

全球環(huán)境與氣候?qū)Τ粞鯇赢a(chǎn)生顯著影響,而臭氧層的破壞使地球表面的UV-B輻射不斷增強(qiáng),地球上的生物也將面臨逐漸增強(qiáng)的 UV-B脅迫,因此揭示UV-B脅迫對(duì)生命體的影響具有重要意義。以往研究結(jié)果表明,平流層O3的耗損及由此導(dǎo)致的太陽(yáng)UV-B輻射強(qiáng)度的增加,對(duì)生活在地球生物圈中的各種生物及其生存環(huán)境質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生影響,成年節(jié)肢動(dòng)物的存活時(shí)間和逆境壓力的強(qiáng)度、時(shí)長(zhǎng)之間存在著明顯的相關(guān)性,但是自然種群在生境中的相關(guān)研究鮮見(jiàn)報(bào)道[11-12]。UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)節(jié)肢動(dòng)物或昆蟲(chóng)的影響也有相關(guān)報(bào)道[13-14],而 UV-B輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的影響相關(guān)報(bào)道較少。

昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)作為一種生命體,逆境脅迫對(duì)其最明顯的影響是對(duì)生物學(xué)特性的影響,研究表明其存活率、侵入率、致病力和生殖力在受到逆境脅迫時(shí)都會(huì)發(fā)生變化[8-10]。且不同種或同一種類的不同品系昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)在不同發(fā)育階段,對(duì)不良環(huán)境條件的抵御能力均不同[8-10]。線蟲(chóng)的整個(gè)生活史中,最能抵御逆境壓力的階段為抗逆性幼蟲(chóng) daner juvenile(侵染期線蟲(chóng)),逆境對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)侵染期線蟲(chóng)的影響及塑造,直接決定了線蟲(chóng)是否能經(jīng)過(guò)逆境條件進(jìn)入下一個(gè)生活史階段[1]。甘肅省大部分地區(qū)處于500 mm等雨量線以下,總體氣候特征為干旱,且夏季降水集中,占年降水的 70%左右,造成了干旱缺雨、夏季日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)、紫外輻射強(qiáng)度大的地理氣候大背景。項(xiàng)目組在前期的研究中發(fā)現(xiàn),甘肅省(跨古北區(qū)和東洋區(qū))昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)資源比較豐富(8種51個(gè)品系,其中4種屬中國(guó)新記錄種)。本研究表明,UV-B輻射對(duì)甘肅省誘集分離得到的昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)存活有影響,但是在一定的脅迫強(qiáng)度和時(shí)長(zhǎng)內(nèi),大部分侵染期線蟲(chóng)能存活并完成生活史,說(shuō)明甘肅省昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)當(dāng)?shù)貜?qiáng)UV-B輻射脅迫有一定的適應(yīng)性和抗逆性。

本研究表明,不同昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)和同種不同品系昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)受不同逆境脅迫后,其致病力的變化不同,這與以往的研究結(jié)果相一致。分析其原因,首先昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)逆境脅迫的不同耐受程度首先取決于其遺傳特性,不同種、同種不同品系線蟲(chóng)對(duì)同種脅迫表現(xiàn)不同的耐受水平;其次,同一種線蟲(chóng)在對(duì)不同生存環(huán)境的長(zhǎng)期適應(yīng)中,抗逆能力也會(huì)發(fā)生較大的變化以獲得與生境相適應(yīng)的特性[8-10,20]。本研究所用不同昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)品系,為甘肅省不同地區(qū)或不同生境中誘集分離得到。不同的地理環(huán)境和氣候條件、非生物脅迫及當(dāng)?shù)刈魑镌耘喙芾碇贫?、適宜寄主昆蟲(chóng)等因素,均可導(dǎo)致不同品系的線蟲(chóng)對(duì)紫外輻射的抗逆性和適應(yīng)性發(fā)生分化,從而使其經(jīng)輻射后對(duì)大蠟螟的致病力發(fā)生不同變化。

昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)隱蔽性害蟲(chóng)具有較高的防治效果,但是對(duì)葉面害蟲(chóng)的防治效果較低,其中一個(gè)重要的原因就是UV-B輻射對(duì)侵染期線蟲(chóng)的影響[8-10]。本研究結(jié)果表明,UV-B輻射在一定的輻射時(shí)間內(nèi),對(duì)甘肅省昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的存活率無(wú)顯著影響,說(shuō)明甘肅省土著昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)UV-B輻射有一定的抗逆性,為甘肅省昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)葉部害蟲(chóng)的防治及推廣提供了理論依據(jù)。

決定昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)寄主昆蟲(chóng)的控制效能的因素,除昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)自身毒力大小外,還與其行為特征有關(guān),如寄主搜尋能力和遷移能力。昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)葉面害蟲(chóng)或其他裸露性害蟲(chóng)的控制效能較低,部分文獻(xiàn)推測(cè),是因?yàn)樽贤廨椛浣档土死ハx(chóng)病原線蟲(chóng)的毒力[8-9]。但本研究表明,經(jīng)UV-B輻射后,有2個(gè)品系的昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的致病力升高,充分說(shuō)明紫外輻射有刺激昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)侵染和致死寄主昆蟲(chóng)的作用,同時(shí)也說(shuō)明UV-B輻射降低昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)葉部害蟲(chóng)的防治效果,主要因素不是因?yàn)榇婊盥屎椭虏×Φ南陆?而是其他原因造成的。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果推測(cè),其中一個(gè)重要的原因應(yīng)為UV-B輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的遷移能力及趨性造成影響,在后期可進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

不同線蟲(chóng)品系的致病力大小和其能量?jī)?chǔ)備量有關(guān)[10]。亦有研究表明,昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)的能量物質(zhì)是決定昆蟲(chóng)行為特征和對(duì)逆境響應(yīng)的基礎(chǔ)[8-9],關(guān)于 UV-B輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)體內(nèi)能量物質(zhì)的影響,及能量物質(zhì)對(duì)致病力的影響是否取決于能量物質(zhì)對(duì)其侵染行為和遷移能力的調(diào)控,將在后期繼續(xù)探討。

本研究表明,甘肅省昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)對(duì)紫外輻射有一定耐受能力和適應(yīng)性。在20 W和40 W強(qiáng)度下,短時(shí)間UV-B輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)N存活率無(wú)顯著影響,但隨輻射強(qiáng)度增加,其存活率會(huì)下降。經(jīng)一定強(qiáng)度的紫外輻射后,9個(gè)甘肅省土著昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)品系的致病力存在差異、同一種的不同品系之間,其致病力變化不同。在20W UV-B輻射30 min后,斯氏S.felitiae0639C的致病力顯著升高(P＜0.05),S.felitiae0661YM的致病力顯著降低(P＜0.05),其余供試品系致病力變化差異均不顯著(P＞0.05)。

UV-B輻射對(duì)昆蟲(chóng)病原線蟲(chóng)致病力的影響,不但包括毒力大小的影響,同時(shí)也影響了其對(duì)寄主的致死速率。經(jīng)UV-B輻射后,供試?yán)ハx(chóng)病原線蟲(chóng)引起全部寄主昆蟲(chóng)死亡時(shí)間發(fā)生變化。致病力升高的品系,其引起全部寄主昆蟲(chóng)死亡的時(shí)間縮短;而致病力降低的品系,使寄主昆蟲(chóng)全部死亡的時(shí)間增長(zhǎng);致病力未發(fā)生變化的品系,其使寄主昆蟲(chóng)全部死亡的時(shí)間亦未發(fā)生顯著變化。

紫外輻射能刺激S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C侵染和致死寄主昆蟲(chóng),不同強(qiáng)度 UV-B輻射對(duì)S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C引起寄主昆蟲(chóng)死亡的時(shí)間有影響。經(jīng)輻射預(yù)處理后,2 品系線蟲(chóng)引起寄主昆蟲(chóng)死亡的時(shí)間較對(duì)照組均提前,其中S.felitiae0639C隨著輻射強(qiáng)度的增大,引起寄主昆蟲(chóng)開(kāi)始死亡時(shí)間提前,而S.felitiae0663TD隨著輻射強(qiáng)度增加,引起寄主昆蟲(chóng)開(kāi)始死亡時(shí)間延后。

侵染前期(24 h)紫外輻射強(qiáng)度對(duì)S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力有影響,隨著UV-B輻射強(qiáng)度的增加,S.felitiae0639C致病力升高,而S.felitiae0663TD致病力降低(仍高于未輻射組),但隨著時(shí)間的推移(48 h后),輻射強(qiáng)度(20 W和40 W)對(duì)S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力無(wú)影響;一定的輻射時(shí)長(zhǎng)內(nèi)(120 min),輻射時(shí)長(zhǎng)對(duì)S.felitiae0663TD和S.felitiae0639C的致病力無(wú)影響。