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蝉棒束孢作为一种名贵的传统中药,不仅具有较高的营养价值和药理活性,还可作为一种具有较强致病作用的真菌应用于害虫生物防治。本文通过对从贵阳森林公园采集的蝉花(蝉棒束孢)标本进行分离,通过形态学观察和分子生物学方法进行鉴定;探究不同营养及培养条件对菌株毒力的影响;研究了蝉棒束孢粗毒素对小菜蛾的杀虫活性及作用的生理生化机制;采用UPLC-MS/MS检测技术研究了蝉棒束孢两个菌株间代谢物的差异及其杀虫活性。以期为蝉棒束孢代谢物的进一步研究和代谢物杀虫作用机制提供理论基础。主要研究结果如下:1.菌株鉴定及对小菜蛾的杀虫活性。通过形态观察和分子生物学鉴定,明确了供试菌株3716、GL为蝉棒束孢Isaria cicadae;蝉棒束孢对小菜蛾杀虫活性试验结果表明,菌株代谢液对小菜蛾的毒力较强,小菜蛾死亡率随着处理时间的延长而增加,在72h时3716菌株代谢液对小菜蛾的致死率为70.00%,GL菌株代谢液对小菜蛾的致死率为78.33%;蝉棒束孢菌丝提取物对小菜蛾的毒力较小。2.高产毒素培养基及培养条件筛选。筛选出适宜菌株生长且对小菜蛾有较强致病力的培养基为察氏培养基(Czapek)。通过对不同营养成分和培养条件的筛选,获得3716菌株的最优培养基配方为:蔗糖30 g,牛肉膏2 g,K2HPO41 g,Mg SO4·7H2O 0.5 g,KCl 0.5 g,Fe SO40.01 g,微量元素Na H2PO430 g,维生素E 0.02 g,蒸馏水1 L,在此营养条件下培养得到的滤液粗毒素处理小菜蛾72 h后小菜蛾死亡率达88.33%;GL菌株的最优培养基配方为:葡萄糖30 g,蛋白胨2 g,K2HPO41 g,Mg SO4·7H2O 0.5 g,KCl 0.5 g,Fe SO40.01 g,微量元素Mn SO430 g、维生素C 0.02 g,蒸馏水1 L,在此营养条件下培养得到的滤液粗毒素处理小菜蛾72 h后小菜蛾死亡率达85.00%。培养条件对菌株毒素的产生没有明显影响,在200 m L、20℃、p H 8、液体培养8 d的条件下,得到的滤液粗毒素对小菜蛾的致病力最大,3716菌株对小菜蛾死亡率为56.67%,GL菌株对小菜蛾死亡率为45%。3.菌株粗毒素对小菜蛾的作用方式。在所选的4种提取剂中,二氯甲烷所提取的3716菌株中的杀虫活性物质对小菜蛾的致病力最强,在72 h时小菜蛾死亡率为65.00%;GL菌株在四氯化碳的提取下,获得的四氯化碳提取物对小菜蛾的致病力在72 h时为68.33%。对小菜蛾的作用方式影响试验结果表明,菌株代谢粗毒素对小菜蛾具有明显的胃毒和忌避作用,在72 h时,3716菌株粗毒素对小菜蛾的胃毒活性达100%,忌避率为85.52%;GL菌株粗毒素对小菜蛾的胃毒活性达67.145%,忌避率为84.63%。可见蝉棒束孢代谢粗毒素对小菜蛾有较强的胃毒和趋避作用,但3716菌株对小菜蛾的影响明显大于GL菌株。4.代谢产物分析及对小菜蛾杀虫活性。代谢组学分析结果表明,在供试菌株代谢液中共检测到5大类48种代谢产物,分别为氨基酸及其衍生物、生物碱、酚酸类、木脂素和香豆类及其他类;其中在两菌株间有差异的代谢物为17种,主要为生物碱和酚酸类。在代谢物富集通路分析中筛选出了13条代谢通路途径,主要为代谢途径通路。在所选的9种差异代谢物对小菜蛾致病作用发现,生物碱类的吲哚-3-乙醇和N-甲基烟酰胺对小菜蛾有较高的致病力,在72 h时小菜蛾死亡率分别为60%和51.67%。5.代谢粗毒素和代谢化合物对小菜蛾作用的生理生化机制。代谢粗毒素对小菜蛾酶活性影响试验结果表明,与对照组相比,随着处理时间的增加,粗毒素处理组小菜蛾谷胱甘肽S转移酶(GST)和乙酰胆碱酯酶(ACh E)活性升高,羧酸酯酶(Car E)活性被抑制;粗毒素处理后的小菜蛾蛋白质含量明显少于对照组。代谢化合物对小菜蛾酶活性影响试验结果表明,与对照组相比,代谢物处理小菜蛾72 h后,乙酰胆碱酯酶(ACh E)活性降低,羧酸酯酶(Car E)和谷胱甘肽S转移酶(GST)活性升高;蛋白质含量明显减少。