越南黄檀锈病及其生物防治研究

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近年来,海南黄檀资源日益减少,人们开始把目光投向生长速度快、适应性强、经济价值高的越南黄檀,将越南黄檀作为海南黄檀的替代木材。中国林业科学研究院热带林业研究所自2002年起先后从泰国、越南、柬埔寨等地分批次开展引种试验研究,近年来,越来越多的林农或企业开始引种栽培。笔者在对越南黄檀病害调查过程中发现越南黄檀上发生了严重的锈病,严重影响寄主的生长发育,盛发期时重病株发病率可达75%以上。同时在对越南黄檀锈病检测过程中发现了其天敌昆虫锈菌瘿蚊,锈菌瘿蚊是一种菌食性昆虫,而菌食性昆虫是昆虫纲中食性较为特殊的一个类群,虽然此类食性昆虫较少,但它们对生态系统中菌类物质的物质能量循环和利用起着非常重要的作用。本论文通过实地调查该病害的发生和危害情况,观察并记录了越南黄檀锈病的发病症状,利用孢子形态观察结合ITS序列分析的方法对该病原菌进行鉴定,同时通过室内饲养观察的方法,对不同发育阶段的食锈菌瘿蚊形态特征及生活习性进探索,并通过定期林间调查及室内观察的方法,研究了食锈菌瘿蚊的生活史及其与锈菌相互关系,再结合套袋试验探讨了锈菌瘿蚊幼虫投放对越南黄檀锈病的防治效果。为越南黄檀锈病的进一步研究与生物防治奠定了基础。主要研究结果如下:  1、越南黄檀锈病鉴定及夏孢子生物学特性研究。越南黄檀锈病为害寄主叶片与枝条,以当年生嫩枝叶为主,每年暴发2次,重病株发病率可达75%以上。夏孢子堆初期为黄色或橙黄色,粉状,一般长在叶背面圆形或椭圆形小突起上,直径约0.2~2.5mm,严重时连接成片引起嫩叶卷曲或畸形,后期在叶片上形成锈褐色枯死斑,导致老叶枯死或早落;夏孢子圆形、椭圆形,表面有小刺,萌发孔不明显,大小为(13~21)μm×(10~16)μm,壁厚约1μm。冬孢子堆苍白色、胶质状,天气转凉时偶见,呈圆形,小于夏孢子堆;冬孢子椭圆形、棍棒形或近纺锤形,大小为(19~28)μm×(13~16)μm,无色,光滑单细胞,具柄,长约7~10μm,壁厚约1μm。该病原ITS序列扩增产物长约750 bp,产物经双向测序拼接后得到640 bp,进行Blast比对,结果表明,病原菌ITS序列与GenBank中已有的序列同源性最高为90%,故获取该序列的登录号为KU301795。本研究利用孢子形态观察结合ITS序列分析的方法对越南黄檀锈病病原菌进行鉴定,并经夏孢子、冬孢子形态学分析,确定引起海南省澄迈县越南黄檀锈病的病原菌为紫檀无眠单胞锈菌。对夏孢子进行生物学特性研究表明26℃是越南黄檀锈病夏孢子萌发的最适温度,1.5%葡萄糖液更有利于越南黄檀锈病夏孢子的萌发,夏孢子在全光照、全黑暗、12h光暗交替的条件下萌发差异不是很明显,中性条件最适宜越南黄檀锈病夏孢子萌发,夏孢子在碱性环境条件下较酸性环境条件下更易萌发。  2、越南黄檀锈菌天敌昆虫锈菌瘿蚊研究。卵椭圆形,表面光滑,通体透明,背侧弧形而腹侧平直。幼虫纺锤形,头部白色,体两侧是透视可见波浪状的白色脂肪体,中间橙黄色至红褐色,幼虫无足型,体12节。蛹为离蛹,其发育过程可分为前期、中期和后期。雌成虫全身密被绒毛;头黑褐色,三角形;触角念珠状,2+12节,鞭小节呈单结型圆柱状,其上有环丝;3对足近等长;前翅发达,透明,布满绒毛,后翅特化为平衡棒。雄成虫触角念珠状,2+9节,鞭小节双结状,端结中部缢缩而呈近三结状,每鞭小节的端结有两轮环丝,基结有一轮环丝;生殖器基部较粗,前端尖细,其它特征类雌虫。幼虫以夏孢子为食,1个叶片可发现0~50头不等的幼虫。在澄迈县9月上旬越冬代老熟幼虫停止休眠,在茧内直接化蛹,蛹羽化为成虫,9月下旬羽化结束,10~11月为幼虫暴发盛期,1年发生3代,具有世代重叠现象,锈菌瘿蚊蛹一天中有两个羽化高峰期,分别为07:00-10:00和17:00-19:00,即主要集中于早晨和傍晚。通过形态学以及生物学特性分析确定该昆虫为锈菌瘿蚊,瘿蚊幼虫COI序列Blast比对分析结果表明该瘿蚊COI序列与Contarinia fagi、Cecidomyiidae sp.同源性最高,最高为90%。  3、锈菌瘿蚊对越南黄檀锈病的林间防治研究。越南黄檀锈病几乎全年均有发生,有两个明显的爆发期,锈菌瘿蚊出现于第2个爆发期,2015年在锈病第2个爆发期内锈病病情指数与锈菌瘿蚊幼虫数量的相关系数可达0.82,2016年在锈病第2个爆发期内锈病病情指数与锈菌瘿蚊幼虫数量的相关系数高达0.97,2015年及2016年均呈显著相关性。黄色夏孢子堆经锈菌瘿蚊幼虫取食后变成灰色孢子堆,对灰色夏孢子堆进行显微观察,可发现夏孢子黄色内含物消失、夏孢子内陷或破裂。林间试验表明无论越南黄檀锈病严重与否锈菌瘿蚊均对锈病有一定防治的效果,发病较轻的情况下每个小枝条放置200头锈菌瘿蚊幼虫用以防治锈菌最好。在中等发病程度的情况下每个小枝条放置300头锈菌瘿蚊幼虫对中等程度发病的枝条防治效果较好。但对于发病严重的情况下单纯依靠幼虫的取食进行锈病防治,较难达到好的防治效果。
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