(农学)生物农药 4虫生真菌

(农学)生物农药 4虫生真菌

真菌杀虫剂\n一、概述具备显著的流行(无国界)潜力种类繁多(800种以上)白僵菌应用举世瞩目\n昆虫病原真菌的利用1、特点：杀虫谱广残效期长扩散能力强作用缓慢过程长受环境影响大2、杀虫原理：毒素作用：绿僵菌毒素，白僵菌毒素寄生作用：（1）孢子萌发产生芽管；（2）形成附着孢，分解表皮；（3）形成入侵孢，生成入侵菌丝段；（4）产生菌丝，由表皮侵入血腔；（5）菌丝段在血腔中循环，发芽，使菌丝布满虫体体腔；（6）在死虫体产生可侵染的孢子。\n4、主要种类虫草是虫生真菌的子实体与寄主昆虫尸体结合在一起的复合体。每年夏季，虫草菌的菌丝体成熟后形成子囊孢子。子囊孢子随风传播，落到合适的昆虫体上，侵入虫体内，以虫体作为营养物不断扩大繁殖，使虫体或蛹死亡僵硬。经一段时期，菌丝体由营养生长转化为有性繁殖，夏季到来时形成子座，产生子实体。由于虫草子实体外形似草而得名。虫霉绿僵菌白僵菌\n4、真菌制剂生产与应用杀虫真菌目前主要有白僵菌和绿僵菌。白僵菌用于防治松毛虫、玉米螟；绿僵菌主要防治金龟子。影响因素：温度20－30℃湿度95－100％相对湿度光线强度时间\n白僵菌属(BeauveriaVuillemin)属于丝孢纲、丛梗孢目、丛梗孢科、白僵菌属。是一种广谱性的昆虫病原真菌，对700多种有害昆虫都能寄生,致病性强、适应性强。在多种农林害虫的生物防治中都取得了明显成效。例如在中国防治玉米螟和松毛虫、在巴西防治小蔗螟、在欧洲防治西方五月鳃金龟等，都获得了成功。由于其能快速、有效地控制虫口，同时不伤害其他天敌昆虫和有益生物，从而可以有效地与其它杀虫因子协同作用并维持物种的多样性，完全符合IPM的宗旨，同时由于其容易大量生产，防治成本较有竞争力，因而其研究成果具有广泛的应用前景。\n多年来，国内应用白僵菌对近40种农林害虫防治成功，目前在生产中使用的主要有：松毛虫、玉米螟、蛴螬、茶小绿叶蝉、桃小食心虫等。  白僵菌防治最成功的是苗圃、草坪、农田等的蛴螬、玉米螟、松毛虫、茶小绿叶蝉等。仅蛴螬、玉米螟、茶小绿叶蝉三种就已构成了巨大的潜在市场。蛴螬危害花生、大豆、草坪、蔬菜、苗圃等多种作物，危害面积达数亿亩，仅以花生为例，我国种植300万公顷花生，均受蛴螬危害，按20%面积用白僵菌防治计算，需防治60万公顷，需白僵菌制剂9000吨，合高孢粉400吨左右。玉米螟是危害玉米的主要害虫，仅东北地区发生面积即达800万公顷，引起产量损失10%左右，如20%发生面积用白僵菌防治，计需白僵菌制剂1600吨。茶小绿叶蝉是茶园上的常发害虫，常年防治面积在250万公顷左右，按10%面积25万公顷计算，需白僵菌高孢粉50吨。近年来白僵菌防治松毛虫面积每年在60万公顷，需白僵菌高孢粉90吨。国内市场白僵菌高孢粉年需求在2000吨左右。——中国农科院生物防治研究所白僵菌组课题负责人邓春生\n白僵菌对鞘翅目害虫有独特的防治效果，日益引起研究者重视。七十年代初，法国用布氏白僵菌芽生孢子制剂成功地防治森林西方五月鳃金龟（Ferronetal,1974），其液体发酵产品曾经达到半商品化的程度。已有十几个国家将布氏白僵菌用于田间防治试验，防治对象达十余种，并有一些大面积防治成功的实例，日本防治桑树、无花果树的黄星天牛（Shibataetal,1988,1993;Kashioetal,1988）；中国用于防治花生、大豆和苗圃的大黑鳃金龟（邓春生等1996，林莲欣等）等均获较好的防治效果。木蠹蛾染白僵菌\n白僵菌菌株菌落粉状，白色，后变为淡黄色。产孢细胞单生，很少簇生，产孢轴纤细，膝状弯曲，具小齿突。分生孢子透明，光滑，椭圆形，基部有时有小尖突。自然状态下寄生在虫体生长并穿出外骨骼，在虫体表面形成白色被覆物；产孢细胞浓密簇生，但有时轮生或单生，直接着生在气生菌丝、稍有分化的分生孢子梗或膨大的柄细胞上，瓶状，下部膨大，上部延长呈颈状，在顶生的分生孢子下方不远处再分枝产孢，反复向顶部合轴式产孢，形成具小齿突的产孢轴。球孢白僵菌的分生孢子梗及孢子\n绿僵菌主要用来防治地下害虫，是继白僵菌后又一个新的生物防治方法。该项目为国家林业局“948”引进项目，由省林科院主持，1999年立项，2000年3月份引进了高毒株绿僵菌和剂型加工、配方、配制参数及绿僵菌纯孢子粉分离技术，并对引进菌种进行了培养、室内试验和田间防治白蚁试验，试验表明绿僵菌对金龟子、白蚁等地下害虫具有明显的防治效果，\n广东省林科院从澳大利亚引进对白蚁有很好杀虫作用的绿僵菌菌株，经室内毒力测定，杀虫效果达95%以上，林间大面积试验，桉树苗存活率提高11.5%-31.6%,防治成本比其它药剂降低20%-50%。药剂推广一年多以来，在广东省增城市、肇庆市、河源市、海南省白沙县、福建省漳州市等地防治桉树苗白蚁900hm2，苗木存活率在90%以上，绝大部分在95%~100%；平均提高苗木存活率20.98%，最高达35%。\n利用绿僵菌防治椰心叶甲杀虫效果显著\n虫霉是害虫自然控制和生物防治的重要生物资源。80年代前我国对该领域的研究几乎呈空白状态。1986年以来，安徽农业大学李增智教授在国家自然科学基金(批准号：38670003,39070014)资助下，与北京林业大学、福建林学院、山东林科院等单位协作研究，通过对我国虫霉形态学、分类学、分离培养生物学及流行病学等方面的深入研究，使我国虫霉资源研究水平居世界先进行列。该项研究建立了独特的虫霉形态学方法；将有关术语及汉名规范化，有494条汉名已收入《拉汉真菌名称》；按最新分类系统编制成虫霉目实用检索表；进行了全国范围内的虫霉资源调查，发表新种11种，新结合种1种，修订种1种，新亚种1种及中国新记录50种；该研究在查清中国虫霉资源及重要种的综合特征的基础上，提出并通过试验证实了虫霉在害虫生物防治中的新的应用策略。对减少杀虫剂的用量，减轻环境污染，保护生物多样性及环境保护将有重要意义。虫霉\n虫霉是对蚜虫和螨类等刺吸式口器害虫很重要的杀虫真菌。它们能主动侵染蚜虫和螨类，自然流行潜力极高，能在短期内摧毁害虫种群，是理想的生物杀虫剂材料。\n摇蚊上的虫霉新种——摇蚊虫疫霉(Eryniachironomis)感染的摇蚊幼虫菜叶蜂上的虫霉新种——菜叶蜂虫疫霉(Eryniaathaliae)感染的菜叶蜂幼虫有活力的干菌丝粉在水化后很快复苏,形成分生孢子梗(扫描电镜照片)\n病原真菌诱发的多种蚜虫流行病在蚜害的自然控制中具有举足轻重的作用，此类流行病可在几周内杀死所有的蚜虫，因而一直是国际上害虫生物防治领域的研究热点。自然感染蚜虫的病原真菌主要为虫霉目真菌，包括虫疠霉、虫瘟霉、虫霉、新接霉及耳霉等常见属种。据悉，影响这些病原真菌在蚜虫种群中流行的因素虽然很多，但作物生长季节田间初始病原的存在与否是当季蚜虫是否遭受流行病控制的重要因素，也是认识蚜虫真菌性流行病侵染循环的关键环节。    冯明光介绍，侵染蚜虫的虫霉有可能以休眠孢子的形式在土壤中越冬或在不利条件下存活。然而，田间蚜虫种群的虫霉流行病总是具有突发性，如此情形很难以土壤中存在的休眠孢子为初始侵染源给予解释。此外，普朗肯虫霉虽有休眠孢子存在，却主要以蚜尸中特化的菌丝体越冬。新蚜虫疠霉是全球蚜虫流行病的主要病因，迄今却并无休眠孢子被发现。有研究表明，该菌以蚜尸菌丝体的形态在灌丛中可顺利越冬，但在积雪覆盖的表土层中却因土壤高湿度使蚜尸半月内便失去产孢和侵染能力。显然，上述两种专性蚜虫病原真菌的初始侵染源存在着土壤以外的其它传播途径。蚜虫感染虫霉后一般经历4至6天的病害潜伏期才死亡，而田间研究表明虫霉感染并无对蚜虫型态的偏嗜。冯明光认为，设若被虫霉感染的孤雌胎生有翅蚜在病害潜伏期内仍能迁飞，这显然成为病菌传播的可能途径。\n二、特点1.种类多、数量大昆虫病原真菌800种植病真菌1300种脊椎动物真菌200多种2.流行有利：特异产孢结构、繁殖方法多样、主动扩散3.体壁侵染：刺激式口器、钻蛀性、地下害虫4.代谢产物多样：综合利用开发、毒素、虫草5.研究深度:不如细菌、病毒(医学微生物成就)深入分子少6.受外界影响大7.一些种类安全性未知\n三、利用真菌防治害虫简史\n简史1879：揭开序幕，开辟新纪元1880：美.ForbsBeauveria--麦长蝽Thaxter<<美国的虫霉>>至今为经典20-30's美、苏、日二战：欧美、日本两个真菌所关闭60's:日本、欧美重振旗鼓中、苏走在前头南美:巴西、哥伦比亚、委内瑞拉活跃国内:1987专业组1994.虫生真菌中心\n陈旉(1149-1189)农书(1149)记载了蚕的黑僵、白僵和红僵病\n李时珍（1518-1593）本草纲目（1578）记载了冬虫夏草、蝉茸和僵蚕的药性\n后汉乾佑二年（949年）宋州奏蝗一夕抱草而死。《旧五代史·五行志》宋淳化三年（992年）七月贝、许、沧、沂、蔡、汝、商、兖、单等州，淮阳、平定、彭城飞蝗，抱草自死。《宋史·太宗本纪，五行志》宋大中祥符九年（1016年）秋七月丙辰，开封府祥符县蝗抱草死，有数里。《宋史·真宗本纪》宋天禧元年（1017年）六月江淮大风，多吹蝗入江，或抱草木僵死。《宋史·真宗本纪》元大德十一年（1307年）诸暨蝗及境，皆抱竹死。《元史·真宗本纪》清雍正十年（1732年）泗阳西乡柴林湖夏蝗蝻遍地，厚数寸。官兵惶惧，旋尽抱草僵死。《清史稿·灾异志》清乾隆五年（1740年）八月河南蝗来境，抱草而死，不为灾。《清史稿·灾异志》\nAgostinoBassi(1773-1856)昆虫病理学之父证明球孢白僵菌是家蚕白僵病的病因证明除家蚕外其他昆虫对球孢白僵菌也敏感\nИльяИльичМечников(IlyaIlichMetchnikov)(1845—1916)试验用金龟子绿僵菌防治麦田的奥地利金龟子——害虫微生物防治的首次尝试(1873)在啤酒筛上大量生产金龟子绿僵菌提出孢子、僵虫以及僵虫周围的土壤都可用于生物防治\nS.A.ForbesandF.H.Snow(1882-1898)在美国中西部大规模试验用球孢白僵菌防治卖长蝽\nEdwardArthurSteinhaus(1914-1969)现代昆虫病理学奠基人发起产业界大量生产微生物杀虫剂\n林伯欣试验用球孢白僵菌防治甘薯象甲1958徐庆丰试验用球孢白僵菌防治大豆食心虫李运帷试验用球孢白僵菌防治马尾松毛虫1970农林部在广东新会县召开使用白僵菌防治松毛虫现场会——我国微生物防治史上的里程碑\n四、我国利用白僵菌防治害虫的成就和存在的问题\n20世纪70年代的广口瓶生产\n20世纪70—80年代的大规模生产\n机械拌料手工拌料\n上世纪80年代中期以来生产和应用规模基本上徘徊不前；应用研究集中在工艺的改进上，基本都采用双相发酵工艺路线，所发明的各种表面发酵设备（浅盘或发酵床）大同小异，迄今仍在使用；产品质量不稳的重大问题无法解决；一些相对较先进的工艺（如几种半固体发酵工艺，载体生产工艺等）多因成本过高而未能推广；干燥始终是工艺的瓶颈，造成质量下降；菌种退化问题没引起足够注意。\n20世纪80年代的摇瓶生产\n20世纪90年代的发酵罐生产\n自上世纪90年代中后期以来，开始着手解决产业化问题；球孢白僵菌和金龟子绿僵菌正在登记之中。\n世纪之交的固体发酵罐大规模生产中国科学院过程工程研究所设计的全套设备\n全世界最大、设备和工艺较先进的真菌杀虫剂企业\n试用球孢白僵菌至少防治过50种害虫，取得不同程度的成功；上世纪70年代以来，使用球孢白僵菌防治松毛虫技术日臻完善，早已达到实用程度，每年数百万亩，成为世界最大、最成功的生物防治项目之一。\n存在的问题产业化、市场化程度低，工厂规模小，工艺落后，技术人员缺乏；产品技术含量低，质量标准不全，质量不稳，杂菌含量高，剂型理化性状不佳；市场有限，受化学农药冲击较大；与化学农药相比，投入研究经费太少研究成果多，绝大部分成果未实现产业化。政府无政策倾斜，产品登记困难。\n菌种问题自上世纪80年代后期以来，一直有人研究菌种改良问题，但始终无重大突破；生产中仍使用野生型菌种；继代培养中退化严重。异核现象、异质现象、准性生殖、核内外基因突变都会造成退化变异（菌落局变）。\n菌种退化变异多数菌种传代4－14代即完全退化。培养基、光照、湿度和温度都能诱发菌落局变。调控以上因子可控制退化的速度。\n迄今只有2种产品登记，其中一种为外资产品，另一种不是活菌剂！\n五、国外应用真菌杀虫剂的现状和前景\n当前国外的真菌杀虫剂产品Currently21registeredfungalpesticideproductsavailableinnearly20countriesProductList.bmp.pdfDIRECTORYOFMICROBIALCONTROLPRODUCTS&SERVICES.htm\n球孢白僵菌BeauveriabassianaBiotrolFBBBotanigard.pdfBotaniGard1.pdfBoverinMycotrolNaturalis-L\n\n布氏白僵菌BeauveriabrongniartiiBeauveria-SchweizerBioLisaKamikiriBetelEngerlinspilz\n金龟子绿僵菌MetarhiziumanisopliaeBio1020BioBlastBioGreenNewBio1020\n黄绿绿僵菌MetarhiziumflavovirideGreenMuscle\n玫烟色拟青霉PaecilomycesfumosoroseusBiobestPFR97PreFeRal\n蜡蚧霉（蜡蚧轮枝孢）Lecanicilliumlecanii=VerticilliumlecaniiMycotalThriptalVertalec\n六、应用真菌防治害虫的新应用策略\n\n摄于1975年上世纪70年代的淹没式放菌(常用量:>300g/ha,0.5—1.0×1011分生孢子/g)\n上世纪90年代的淹没式放菌(常用量:>300g/ha,0.5—1.0×1011分生孢子/g)\n接种式放菌(常用量:淹没式放菌的1/8—1/4)\n虫草我国位置特殊，地貌复杂，种类丰富一.自然地貌与虫草分布1.4000米以上青藏高原，最高一级，冬虫夏草。2.1000-2000米，二级。青藏以北以东。云贵高原、黄土高原、内蒙古高原、四川盆地、塔里木盆地、准嗝尔盆地。虫草种类:凉山虫草、粗糙虫草、山西虫草、总状虫草3.大兴安岭山脉、太行山脉、巫山及云贵高原东缘一线以东，＜1000m三级蛹草,泰山虫草、长白山虫草、霍克斯虫草、大蜱虫草、蚁虫草、黄蜂虫草、台湾虫草。特点:高原低湿地区:特有种、种群小、种间分布面窄低海拔高温高湿地区:常见种、广泛种沙漠、干旱、冰川:稀少\n二.福建虫草资源蝉花(大蝉虫草、虫花)C.cicadae寄主:草蝉若虫无性:蝉棒束孢霉珊瑚虫草C.martialis寄主:鳞翅目幼虫、蛹。无性:头孢霉蛹虫草C.militaris寄主:多种鳞翅目蛹。无性:蛹头孢霉绿虫草C.olivaceo-virescens蝉蛹虫草C.sobolifera寄主:云南黑蝉，透翅蝉等蛹\n三.虫草资源用途药用资源:10多种虫草常用中药蝉花历史最久，名间流传3000多年冬虫夏草最著名食用品:冬虫夏草类雍正、乾隆年间、冬虫夏草炖鸭，并流传日本著名食品:云南“虫草汽锅鸡”福建“清炖虫草鸡”青海“青炒虫草”沿海各省“冬虫夏草炖老鸭”。生防资源:研究不多，应加强蝼蛄、金龟子、白蚁、蝉、蛾类\n四.利用及保护历史、资源、利用，三者为世界之最几乎全部采自野生，除少数种批量培育成功无性阶段外，还未有人工大量培育完全型的种类。日益贫乏。主产区:藏、云南、川、青海、甘肃五省高寒草甸之中。态度:它是能自我繁殖更新的资源加快资源调查改进分类鉴定技术深入植化研究及药理研究科学地人工繁殖\n\n\n\n环境恶化，雪线上抬；畜牧业发展，载畜量过大；生存区域缩小，数量逐年减少；掠夺性采挖利用，毁灭性资源萎缩；继续放任自流，自然难以恢复。产业现状—天然冬虫夏草生产————————————————————————————\n虫霉一、生活史及生物学特性虫霉已记载有160多种，往往具有分生孢子和休眠孢子循环。两者寿命长短、抗逆性强弱不同。二、分类虫霉分类在很长时期造成混乱，Humber提出根椐主要属征和第二属征划分，已被昆虫病理学家广泛接受。三、培养及生产有一些培养成功例子如弗氏三孢霉、块状耳霉等，还有可能适合发酵罐的大量生产，关键在于加强营养生理的研究。\n四.流行病学病原的连续积累和扩散寄生的高虫口多雨量发病不受气候因子限制带菌量和寄主种群密度是主要影响因子种群分布型比种群密度本身对流行病影响大\n六.今后工作蚜虫抗性突出，应用虫霉有意义引种:环境条件要相似。休眠孢子是可行的(抗逆加强、定居)基础研究:培养方法---生产、应用自然流行特点，预测预报人为措施:强化地方病\n白僵菌一、资源调查及分类球孢白僵菌、卵孢白僵菌、白色白僵菌、孺孢白僵菌、多孢白僵菌、粘孢白僵菌、多形白僵菌。二、致病机制体壁、消化道、呼吸道感染一些毒素重要：球孢白僵菌素、卵孢白僵菌素、酶三、菌剂生产生产工艺：菌的生产、毒素提取半固体发酵、深层发酵，浓缩孢子粉工艺\n四、安全性分生孢子对人有过敏反应、中毒，并无致变作用嗜虫微生物，家蚕病原，不能在蚕场附近使用。五、生理生化及遗传胞外蛋白酶、几丁质酶、酯酶产酶水平、产酶方式与毒力关系等研究较多遗传育种六、应用农林害虫、卫生昆虫防效显著七、展望自然资源丰富，加强资源调查实验流行病学空白活性代谢产物研究\n绿僵菌1879、世界性分布对象:土栖、卫生生产:巴西(1975)方法：米粒经26-29℃、相对湿度80-85%培养15-20天后，在25℃相对湿度35%脱水3天，粉碎后，7℃贮藏应用(Metaquino)：金龟子、蝽、天牛、蛴螬、茶毛虫、吹绵蚧、甘蔗沫蝉、蚁、蚊、蝇，但对蟑螂无效。\n多毛菌(被毛孢)1950:美国Fisher鉴定70年代:Abott生产1979:浙江柑桔所与上海工业微生物所，1984:鉴定美、中、以、台等寄主:蜱螨、叶螨，有效期：2月(化学农药所不及)分离技术①采样:雨季②避免喷化学农药树上③分离前，空白培养，氯霉素优于链霉素④勤检查移植影响感染率因素：①田间菌源量②农药:含铜、硫、铁严重影响。波尔多液用得多，菌就少，锈壁虱增加③雨日、雨量剂型:粉剂、可湿性粉剂，加0.1%糖蜜好，轻油、中性油无抑制农药抑制:波尔多液、托布津、多菌灵、石硫合剂、倍硫磷、三氯杀螨醇、三环锡、水胺硫磷、百菌清。\n拟青霉菌配合平腹小蜂防治荔枝蝽成若虫，效果更好粉质拟青霉菌主要用于防治森林害虫。轮枝孢菌分布：热带、亚热带、温带我国1982年在贵州首次发现主要用于防治蚜虫、介壳虫等。\n座壳孢菌一、概述荷兰：商品化菌剂美国、哥伦比亚：生物学、生态学、应用二、分类与分布国外列出32种中国（大陆、台湾）：13种三、培养国外：不多中国：高日霞(1985，生理发育）陈祝安(1988，培养特性）方祺霞(1983，生长特性）四、寄主专化性及流行粉虱、介壳虫专化性较强空间分布、流行动态五、应用挂枝、喷雾\n2.2IsolationStromataofAschersoniasp.formedonD.citriIsolationandPurificationofAschersoniasp.\n镰刀菌一、概述人们注意力多集中在镰刀菌的危害上益处多：产生赤霉素、动物雌性激素等）害虫、寄生性植物、杂草、病原微生物生防二、镰刀菌的应用介壳虫：美国佛罗里达、福建棉蚜：天津蔬菜害虫、水稻害虫、青杨天牛其它：膜翅目、卫生害虫丽蝇、鞘翅目害虫、白蚁（丹麦）\n三、代谢产物在害虫防治中的应用杀虫活性代谢物质研究利用是新方向比利时、英国研究四、应用优点生态系统中本来就有的组分能在体外大量产孢，扩散，流行病，长期控制对营养要求不严，容易培养\n五.缺点①有些种类产生毒素：单孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮、串珠镰刀菌素、丁烯酸内酯和人畜真菌病、真菌中毒有关②许多种类也是作物病原菌：筛选生防菌株要考虑