蔡守平

(福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建省森林培育與林產(chǎn)品加工利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建福州 350012)

油桐鷹尺蠖Biston suppressaria(Guenée)(Lepidoptera:Geometridae)[1]，異名:Buzura suppressaria(Guenée)，又稱油桐尺蠖、桉尺蠖等，分布廣泛，食性雜，可危害桉樹、油桐、茶樹、核桃、木荷等數(shù)十種木本植物[2]。近年來在速生桉樹上大面積暴發(fā)，甚至數(shù)千畝連片發(fā)生，可將整片林分的葉片全部吃光，形如枯死，嚴(yán)重影響林木的健康生長，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失[3-4]。目前，油桐鷹尺蠖主要依靠化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行防治，但大量使用化學(xué)農(nóng)藥可能帶來環(huán)境污染等問題[5]，因此，探尋高效、環(huán)保的生物防治資源是生產(chǎn)上的迫切需求。

綠僵菌Metarhizium是應(yīng)用廣泛的殺蟲真菌，篩選對靶標(biāo)害蟲具有較強(qiáng)致病力的優(yōu)良菌株是綠僵菌應(yīng)用的基礎(chǔ)[6-7]，已有學(xué)者篩選出對鞘翅目[8-11]、鱗翅目[12-14]、半翅目[15]及膜翅目[16]等多種害蟲具有較高致病力的優(yōu)良菌株。蔡守平等篩選出1株對油桐鷹尺蠖幼蟲具有較強(qiáng)致病力的金龜子綠僵菌M.anisopliae菌株MaFZ-13[17]，筆者利用時(shí)間-劑量-死亡率模型(TDM模型)，分析該菌株對油桐鷹尺蠖幼蟲的致病力，為進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用該菌株提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試菌株 金龜子綠僵菌MaFZ-13，原始寄主為鱗翅目幼蟲，由本課題組人員分離，保存于福建省林業(yè)科學(xué)研究院森林保護(hù)研究所。將菌株接種于PDA平板培養(yǎng)基上，在(25±1)℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)15 d，獲得分生孢子用于生物測定。

1.2 試蟲 2019年5月中旬，在福建省漳浦縣長橋鎮(zhèn)潭陽村2 a生桉樹林中采集油桐鷹尺蠖，以3～4齡幼蟲為主，尼龍養(yǎng)蟲籠中以新鮮桉樹葉飼養(yǎng)。

1.3 孢子懸浮液配制 從產(chǎn)孢好的平板培養(yǎng)基表面獲得分生孢子[18]，用0.03%吐溫-80溶液分別配制成 1.0 × 109，1.0×108，1.0 × 107，1.0 × 106，1.0×105孢子/mL的孢子懸浮液，用于接種試驗(yàn)。

1.4 生物測定 挑選健康的油桐鷹尺蠖幼蟲放置于昆蟲飼養(yǎng)盒中，每盒20頭，為1個(gè)重復(fù)，每個(gè)濃度處理3個(gè)重復(fù)。使用微量噴霧法將孢子懸浮液均勻噴在試蟲的體表，每重復(fù)2 mL，對照以滅過菌的0.03%吐溫-80溶液處理。處理后將養(yǎng)蟲盒置于室內(nèi)自然室溫下，溫度變幅為22～30℃，養(yǎng)蟲盒內(nèi)使用無菌水潤濕的棉球保濕。每2 d更換1次新鮮桉樹葉，每天記錄幼蟲存活情況，統(tǒng)計(jì)死亡率。

1.5 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS數(shù)據(jù)處理軟件(v7.05版本)分析處理，用軟件自帶的時(shí)間-劑量-死亡率模型分析功能對生測數(shù)據(jù)分析，得到綠僵菌對油桐鷹尺蠖幼蟲致病力的TDM模型模擬與參數(shù)估計(jì)，進(jìn)而分析時(shí)間效應(yīng)和劑量效應(yīng)[19-21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠僵菌MaFZ-13孢子對油桐鷹尺蠖幼蟲的致病力 油桐鷹尺蠖幼蟲接種綠僵菌MaFZ-13不同濃度孢子懸浮液均可出現(xiàn)死亡，但累計(jì)死亡率和死亡速度差異較大，累計(jì)死亡率隨著孢子懸浮液濃度的增大和接種時(shí)間的延長而增加(圖1)。

圖1 綠僵菌MaFZ-13孢子對油桐鷹尺蠖幼蟲致病力Fig.1 Cumulative mortality of B.suppressaria larvae inoculated M.anisopliae MaFZ-13 conidia

接種1.0×109，1.0×108孢子/mL懸浮液的幼蟲死亡速度差異不大，死亡高峰期出現(xiàn)在3～7 d，接種7 d后，幼蟲累計(jì)死亡率均超過80%；10 d分別達(dá)到100%和98.3%。1.0×107孢子/mL處理的幼蟲死亡高峰出現(xiàn)在3～8 d；接種10 d后，累計(jì)死亡率為91.7%。而接種1.0×106，1.0×105孢子/mL懸浮液的幼蟲死亡速度較慢，累計(jì)死亡率也較低；接種10 d后，幼蟲累計(jì)死亡率分別為70%和48.3%；15 d時(shí)，累計(jì)死亡率為76.7%和56.7%。對照組15 d時(shí)死亡率為8.3%。處理組蟲尸經(jīng)保濕培養(yǎng)后，大部分表現(xiàn)出感病癥狀。

2.2 時(shí)間-劑量-死亡率模型分析 通過時(shí)間-劑量-死亡率(TDM模型)模型對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，結(jié)果見表1。模型中γ值反映在接種后第j個(gè)時(shí)段里油桐鷹尺蠖幼蟲的平均死亡率。條件死亡率模型中各處理劑量與時(shí)間效應(yīng)參數(shù)的t測驗(yàn)值均達(dá)到極顯著水平，說明時(shí)間、劑量及其二者之間的互作效應(yīng)對油桐鷹尺蠖幼蟲的死亡率均有顯著貢獻(xiàn)。

綠僵菌對油桐鷹尺蠖幼蟲的劑量效應(yīng)參數(shù)β為0.422 7，卡方統(tǒng)計(jì)量為0.874 9(df＝8，P＝0.998 9)，小于，表明利用生測數(shù)據(jù)建立的模型通過了Hosemr-Lemeshow擬合異質(zhì)性檢驗(yàn)[13]，即分析結(jié)果描述綠僵菌不同濃度與油桐鷹尺蠖幼蟲間的互作關(guān)系。幼蟲接種后3～8 d，γi值較前后變化較大，表明該時(shí)間段幼蟲死亡數(shù)較多。累計(jì)死亡率效應(yīng)參數(shù)τ值反映在第j個(gè)時(shí)段里幼蟲的累計(jì)死亡率，τ值一直隨時(shí)間推移而增大，說明累計(jì)死亡率隨著時(shí)間增大。

表1 綠僵菌MaFZ-13對油桐鷹尺蠖幼蟲的TDM模型模擬與參數(shù)估計(jì)Tab.1 Parameters estimated from modeling of the time-dose-mortality using bioassay for M.anisopliae MaFZ-13 against B.suppressaria larvae

2.3 綠僵菌MaFZ-13對油桐鷹尺蠖幼蟲的劑量效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng) 綠僵菌對油桐鷹尺蠖幼蟲的致死濃度(LC50和 LC90)隨時(shí)間延長而降低，綠僵菌MaFZ-13菌株接種油桐鷹尺蠖幼蟲第4，5，6，7天的致死中濃度(LC50)對數(shù)值分別為7.79，6.97，6.33，5.64。接種后3 d以內(nèi)幼蟲死亡率較低，所以估算出的LC50和LC90偏大(圖2)。

圖2 綠僵菌MaFZ-13對油桐鷹尺蠖幼蟲的致死劑量估計(jì)Fig.2 Logarithms of the time-dependent LC50and LC90values for M.anisopliae against B.suppressaria larvae

孢子懸浮液濃度越高，綠僵菌MaFZ-13對油桐鷹尺蠖幼蟲致病力的致死時(shí)間LT50和LT90值越小，接種 1.0 ×107，1.0 ×108，1.0×109孢子/mL 濃度的 LT50值分別為 4.96，3.79，2.89 d，而 LT90值分別為11.58，7.76，6.29 d(表2)。

表2 綠僵菌MaFZ-13孢子對油桐鷹尺蠖的致死時(shí)間估計(jì)值Tab.2 The estimated value of LT50和LT90of M.anisopliae against B.suppressaria larvae

3 結(jié)論與討論

油桐鷹尺蠖幼蟲的累計(jì)死亡率隨接種綠僵菌MaFZ-13孢子懸浮液濃度增大和接種時(shí)間延長而增加，綠僵菌對害蟲致死過程中的劑量效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)存在顯著的互作關(guān)系。通過時(shí)間-劑量-死亡率模型(TDM模型)分析結(jié)果描述不同濃度綠僵菌與油桐鷹尺蠖幼蟲間的互作關(guān)系，致死時(shí)間隨著孢子懸液濃度的增加而縮短，當(dāng)孢子濃度為1.0×107，1.0 ×108，1.0 ×109孢子/mL 時(shí)，致死中時(shí)(LT50)值分別為 4.96，3.79，2.89 d。 可見，綠僵菌MaFZ-13是1株對油桐鷹尺蠖幼蟲具有較強(qiáng)致病力的菌株，具有較好的應(yīng)用潛力，107～108孢子/mL是較理想的防治油桐鷹尺蠖幼蟲施用濃度。試驗(yàn)結(jié)果為科學(xué)利用該菌株進(jìn)行油桐鷹尺蠖的生物防治提供了科學(xué)依據(jù)。但林間環(huán)境復(fù)雜，與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)條件有較大差別，尤其是桉樹屬速生樹種，樹體通常高大，而油桐鷹尺蠖幼蟲一般在林冠層危害，如何科學(xué)施菌對能否取得良好防治效果十分關(guān)鍵，故林間應(yīng)用技術(shù)需進(jìn)一步研究。

受試蟲、工作量等因素的影響，在比較多個(gè)菌株對害蟲致病力時(shí)，往往僅分析了不同菌株的時(shí)間效應(yīng)，即以某個(gè)特定的濃度進(jìn)行接種，將受試?yán)ハx在生測期間的累計(jì)死亡率進(jìn)行機(jī)率值轉(zhuǎn)換后，通過建立直線回歸模型，估計(jì)致死時(shí)間(LT50，LT90)[8-16]。時(shí)間-劑量-死亡率(TDM)模型則使用同一個(gè)模型同時(shí)分析時(shí)間與劑量效應(yīng)，避免了時(shí)間效應(yīng)和劑量效應(yīng)的相互排斥[19-20]，體現(xiàn)了時(shí)間和劑量間的互作，充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性，應(yīng)用該模型來分析評價(jià)菌株的生防潛力更加全面可靠[22-23]。