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本文对黄山风景区松材线虫病(Bursaphelenchusxylophilus)发生的风险性进行了分析研究,主要内容包括风险性分析研究进展、风险性评估指标体系的确立、风险性评估和风险性管理四部分。
在遵循重要、相对稳定、相对全面、相对独立、易于评价、实践性、开放式等原则的基础上,结合松材线虫病发生特点和黄山风景区特殊地域等情况,初步确定了以松材线虫、媒介昆虫、寄主植物、气象条件、交通情况、周边检疫检查站布局和实际检疫封锁能力等6个二级指标作为黄山风景区松材线虫病风险性评估指标体系。
在风险性评估部分,通过连续两年监测发现,黄山风景区内媒介昆虫种类有松褐天牛(Monochamusalternatus)、短角幽天牛(Spondylisbuprestoides)、褐幽天牛(Arhopalusrusticus)、小灰长角天牛(Acanthocinusgriseus)、台湾长角天牛(Acanthocinustaiwanensis)和马尾松角胫象(Shirahoshizopatruelis)。各种群数量按大小顺序为马尾松角胫象>松褐天牛>短角幽天牛>褐幽天牛>小灰长角天牛>台湾长角天牛;主要媒介昆虫松褐天牛的性比为♀∶♂=1∶1.15。根据各监测点海拔分布情况将其划分成7个不同海拔高度的类型区,并对每个类型区内所诱捕到的媒介昆虫种群数量分别进行统计。结果表明松褐天牛种群主要分布在海拔1000m以下,集中分布在海拔400m以下。褐幽天牛主要分布在海拔1500m以上。马尾松角胫象是黄山风景区内松蛀干害虫种群数量最多者,其主要分布在海拔1000m以下,集中分布在海拔400m以下。短角幽天牛种群分布大体与松褐天牛、马尾松角胫象种群分布相似,主要分布在海拔1000m以下,集中分布在海拔400m以下。主要媒介昆虫松褐天牛不仅种群密度较高,且繁殖能力强,平均孕卵量为19.3粒;同时,携带线虫能力也较强,携带线虫的机率高达61.3%,平均每头成虫可携带3622.0条线虫。羽化高峰期分散,分布在6、7、8三个月份,羽化历期长达135天。在诱捕松褐天牛等媒介昆虫的同时,也诱捕到了3种天敌昆虫,包括黑脂猎蝽(Velinusnodipe)、日本盲蛇蛉(Inocelliajaponica)、山郭公虫(CylisterLineicolle)。在对林间虫生真菌群落进行调查时,从媒介昆虫的僵虫体上分离出6种虫生真菌。这些天敌资源的存在,对松褐天牛的种群消长起着一定抑制作用。
黄山风景区的气温比周边地区低,降雨量大,对媒介昆虫种群的繁殖数量和活动范围起着一定的作用,对松材线虫病疫情的发展起着一定的缓解和抑制作用。
对寄主植物进行调查统计表明,海拔650m以下主要为马尾松,约占整个松林面积的10.63%;海拔650m至850m为黄山松和马尾松的混交地带,约占19.48%;海拔850m以上以黄山松为主,约占69.89%。整个风景区内从山上到山下都有松材线虫病自然感病树种存在,这为松材线虫病的发生提供了良好的基质。
此外,黄山风景区的检疫工作仍有相当程度的漏洞,松材线虫病随松木及其制品传入的可能性极大。综合对各指标的定性和定量分析,黄山风景区的大部分区域均具备松材线虫病的发病条件,存在松材线虫病侵入和危害的风险。依据这些可将其划分为4种类型区:高度危险区、中度危险区、低度危险区和相对安全区。
在风险性管理部分,在研究应用金龟子绿僵菌(Metarhiziumanisopliae)无纺布菌条联合引诱剂防治短角幽天牛和松褐天牛时发现,短角幽天牛无论是通过直接接触菌条、还是通过空气传播,都可以达到较高的侵染率,且其侵染率与接触菌源的机会和剂量大小成正相关。通过交配能传播疾病,但作用不显著。这说明短角幽天牛对金龟子绿僵菌Ma83菌株生产的无纺布菌条较敏感。而松褐天牛只有直接接触菌条或在高菌源区自由活动过的个体才发生侵染,且侵染率较低,而通过空气传播或雌雄交配的方式则难以实现侵染。这说明松褐天牛对Ma83菌株生产的金龟子绿僵菌无纺布菌条敏感性较差。此外,金龟子绿僵菌无纺布菌条有效地缩短了短角幽天牛成虫在林间存活的时间,降低了其传播松材线虫病的可能性和传播能力。
在研究应用球孢白僵菌(Beauveriabassiana)和金龟子绿僵菌无纺布菌条联合引诱剂防治松褐天牛的试验中发现,Bb202菌株生产的球孢白僵菌无纺布菌条对松褐天牛有较高的致病力,其侵染率也与接触菌源量的机会与剂量大小成正相关。在球孢白僵菌高菌源区松褐天牛成虫的侵染率可达39.1%,且成虫平均寿命缩短了1个月左右,因此有效地降低了其传播松材线虫病的可能性和传播能力。此外,感染球孢白僵菌后的松褐天牛成虫的繁殖能力也受到了一定程度抑制。本研究采用Ⅰ型内含子标记对防治效果进行分子评价,结果表明,在一个诱捕点周围布设15条球孢白僵菌无纺布菌条没有诱发流行病,而布设30条的诱捕点则在一定程度上诱发了流行病,从而使地方病从低频常发状态转变为高频突发状态,这表明高菌源区的接种量必须达到一定程度时才可诱发流行病。此外,金龟子绿僵菌无纺布菌条在林间的有效侵染期在30d左右,而球孢白僵菌无纺布菌条在林间的有效侵染期在50d左右。
本研究还采用Ⅰ型内含子技术对应用球孢白僵菌无纺布菌条持续控制松褐天牛的林间遗传多样性及防治效果进行了分子生物学评价。结果表明,从林间分离的232株球孢白僵菌菌株可划为17个内含子类型,表现出了丰富的遗传多样性。其中0001型,即释放株系内含子类型所占比例最高,达38.8%,其次为0021型、0101型和0000型,分别占13.8%、11.2%和103%。其它13种类型都低于10.0%。所有菌株在28SrDNAD8-D11域内的4种Ⅰ型内含子的理论组合数目应有81种类型,本研究中只有17种类型,说明其它类型的单元型(haplotype)存在比例很小或不存在。在232株球孢白僵菌中,不含任何内含子的占10.3%,含所有四种内含子的占0.9%,含有内含子4的菌株高达81.5%。这与王成树对来源不同的125株球孢白僵菌菌株的内含子分析结果相似。从内含子4所出现的比率来看,在球孢白僵菌种群中,该内含子序列段在菌株的遗传性是相对稳定的。不同内含子类型的球孢白僵菌菌株的寄主链具有不同的寄主种类与数量,反映不同内含子类型的球孢白僵菌具有不同的寄主谱专化性,同时也表明,球孢白僵菌在自然状态下具有寄主转移的能力,释放菌株在目标昆虫密度较低时,可以侵染非目标昆虫,从而在林间宿存下来。
本研究也证明,常规评价微生物防治效果时,以死亡率或侵染率来计算,难以排除当地微生物区系中的土著菌株所造成的侵染死亡,而采用分子生物学手段进行防治效果的评价即可从一定程度上消除土著菌株的干扰,不管是增效作用还是减效作用,从而比较准确地反映人工放菌的防治效果。