基本信息
- 项目名称：
- 黄绿绿僵菌对褐飞虱致病作用与机理研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品通过毒力测定筛选高致病力菌株，用扫描电镜手段观测黄绿绿僵菌侵染褐飞虱的生活史过程，研究其对褐飞虱的致病作用与机理，为真菌的开发利用提供理论依据。本研究所获结果可应用稻区褐飞虱的生物防治，符合“公共植保，绿色植保”理念。
- 详细介绍：
- 本作品用绿僵菌6个菌株和白僵菌6个菌株的固体培养物，对褐飞虱成虫进行了毒力测定，利用扫描电镜观察了黄绿绿僵菌菌株（Mf82）分生孢子侵染褐飞虱的生活史过程。结果表明：黄绿绿僵菌菌株Mf82对褐飞虱成虫有明显的致病效果，累计校正死亡率为83.5%，致死中时（LT50）为4.65d；分生孢子多分布在褐飞虱节间膜、体表的褶皱凹陷等部位，主要以芽管或产生附着胞入侵，在体表长出菌丝后再产孢。菌丝体进入寄主血腔后，利用体腔内营养大量增殖和扩散。本研究首次发现黄绿绿僵菌能侵染褐飞虱卵巢中的卵块，菌丝虽被体液包裹但依然能继续生长并产孢，这说明菌丝的绝大部分都具有潜在的生长能力，即使是一个微小的菌丝碎片也能形成一个新的个体。本作品筛选出的菌株Mf82对褐飞虱具有高致病力作用，为研发新微生物农药提供了重要材料，用扫描电镜手段研究其对褐飞虱的致病机理，所获结果进一步为黄绿绿僵菌的开发利用提供理论依据。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 利用6个绿僵菌菌株和6个白僵菌菌株对褐飞虱进行毒力测定，筛选出具有高致病力的黄绿绿僵菌菌株（Mf82），并用扫描电镜观察该菌株（Mf82）的分生孢子在褐飞虱体表的附着部位、孢子萌发及侵入时间和侵入行为，研究其对褐飞虱的致病机理，为黄绿绿僵菌在防治褐飞虱的应用上提供理论依据，同时也为研发新微生物农药提供了技术支撑。
科学性、先进性及独特之处
- 1.通过科学的毒力测定试验，得出的数据表明黄绿绿僵菌菌株Mf82对褐飞虱具有高致病力； 2.利用了先进的场扫描电镜观察了菌株Mf82侵染褐飞虱体表过程，得到许多直观而充满信息的图像； 3.首次发现黄绿绿僵菌能侵染褐飞虱卵巢内的卵块，并且侵染至褐飞虱体内的菌丝能继续生长产孢。
应用价值和现实意义
- 本作品获得了对褐飞虱高致病力的黄绿绿僵菌菌株（Mf82）并掌握了该菌株在褐飞虱体表侵染过程，为进一步提高黄绿绿僵菌防治褐飞虱提供技术支撑，同时也为防治褐飞虱生防制剂提供了重要生物材料，提高了该种昆虫病原真菌的应用价值。
学术论文摘要
- 用绿僵菌6个菌株和白僵菌6个菌株的固体培养物，对褐飞虱Nilaparuata lugens Stål成虫进行了毒力测定，并利用扫描电镜观察了黄绿绿僵菌Metarhizium flavoviride var.minus Gams et Rozsypal菌株分生孢子侵染褐飞虱的生活史过程。结果表明：黄绿绿僵菌对褐飞虱成虫有明显的致病效果，累计校正死亡率为83.5%，致死中时（LT50）为4.65d；分生孢子多分布在褐飞虱节间膜、体表的褶皱凹陷等部位，主要以芽管或产生附着胞入侵，然后在体表长出菌丝和产孢。菌体进入寄主血腔后,利用体腔内营养大量增殖、扩散并能侵染褐飞虱卵巢中的卵块。侵染卵块的菌丝虽被体液包裹但依然能继续生长并产孢，说明菌丝的绝大部分都具有潜在的生长能力，几乎任何一个微小的菌丝碎片都能形成一个新的个体。Mf82菌株有潜力成为微生物农药控制水稻褐飞虱。
获奖情况
- 拟在相关刊物上发表
鉴定结果
- 1.获得了对褐飞虱具有高致病力的黄绿绿僵菌株（Mf82）； 2.掌握了菌株Mf82侵染褐飞虱体表的致病机理； 3.发现菌株Mf82能侵染褐飞虱卵巢内的卵块，菌丝虽被体液包裹但依然能继续生长产孢。
参考文献
- [1]Liu S,Lin HF,Li MY,2010. Pathogenicity of a Metarhzium anisopliae Isolate against the Nymphs of Brown Planthopper. Agrochemicals, v.49(07):527-529. [刘苏, 林华峰, 李茂业等, 2010,金龟子绿僵菌对褐飞虱若虫的毒力测定. 农药, v.49(07): 527-529.] [2]Cheng JA, Zhu ZR,2006. Analysis on the key factors causing the outbreak of brown planthopper in Yangtze Area, China in 2005.Plant Protection, 32(4): 1-4.[程家安, 祝增荣. 2005年长江流域稻区褐飞虱暴发成灾原因分析[J]. 植物保护, 2006, 32(4): 1-4.] [3]J i XY, Yang CJ, 2003. Infection and application of Beauveria spp. Chinese Journal of Biological Control, 19 (2) : 82-85. [季香云, 杨长举, 2003. 白僵菌的致病性与应用. 中国生物防治, 19(2):82-85 .] [4]Sandhu SS, Rajak RC, Sharma, M, 1993. Mode of entry of Beauveria bassiana in Helicoverpa armigera larvae. N at. Acad . Sc. Letters, 16(4) :133-135. [5]Pu ZL, Li ZZ 1996 Isect Mycology, Anhui Publishing House of Science and Technology. [蒲蛰龙,李增智, 1996. 昆虫真菌学, 安徽科学技术版社.]
同类课题研究水平概述
- 褐飞虱Nilaparuata lugens Stål是一种嗜食水稻，食性单一的害虫。自20世纪50年代以来逐渐发展成为我国和许多亚洲国家水稻的主要害虫之一，由于其有繁殖快、迁飞性和抗药性强等特点，大发生时可造成水稻严重减产，甚至绝收。随着褐飞虱危害的加重，人们也在不断地加强对褐飞虱的研究。长期大量使用化学农药对人类健康和环境构成威胁，因而急需寻求与环境相和谐的褐飞虱天敌替代化学防治或极大减少化学农药的使用量。因褐飞虱是刺吸式口器难于防治，而白僵菌、绿僵菌等虫生真菌是以独特的方式侵入，其分生孢子主要通过表皮萌发侵入昆虫体壁，也可通过消化道、伤口等途径侵入虫体，这为褐飞虱的生物防治提供了基础。黄绿绿僵菌属于丝孢纲绿僵菌属，能寄生直翅目、同翅目等多个目的昆虫，英国致力于将该菌发展为杀虫剂在西非治蝗虫。目前，耿博闻等从广东省稻田自然感病褐飞虱虫尸上分离、鉴定得到黄绿绿僵菌（Mf）菌株，并利用该菌株对褐飞虱进行生物测定，结果表明对成虫和若虫都有较高的致病力，同时用黄绿绿僵菌孢子外包植物油层制成可使褐飞虱种群数量明显减少的真菌乳悬剂。但黄绿绿僵菌对褐飞虱致病机理及入侵机理方面的相关研究报道还未见到。现代扫描电镜技术能够对材料表面微区进行定性定量分析，使我们能够观察材料表面的细微形貌及内部组织特征，得到许多充满信息的清晰图像。
