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家蚕是世界上最重要的资源昆虫之一,而由球孢白僵菌引起的家蚕白僵病是影响蚕业生产的重要因素之一。球孢白僵菌是一种最常见的虫生真菌,因其寄主范围广范,易于大量生产,现已开发为真菌杀虫剂在害虫生物防治中广泛使用。由于人们一直担心大面积使用(特别是在桑蚕养殖区)白僵菌防治害虫会对蚕业带来危害,因此查明家蚕白僵病来源和传播途径对于控制蚕病流行至关重要。
本研究对皖西南潜山县和皖南泾县的病蚕、蚕室及其周边桑园、农田及松林进行了调查采样。应用ISSR分子标记分别对采集的126株球孢白僵菌进行聚类分析和主坐标分析,并且对它们及用于防治松毛虫的菌株进行种群遗传结构分析,同时还将两地采集的家蚕和松毛虫分离株对家蚕的毒力进行生物测定。
结果:表明,两个地区的球孢白僵菌种群均为异质性明显的种群。
对于在潜山县蚕区采集的77株白僵菌菌株的遗传多样性研究结果发现:筛选出来的10个ISSR引物共扩增出99条带,多态位点百分率高达87.9%。UPGMA聚类分析表明,该白僵菌种群为异质性明显的种群,77株白僵菌可分为6个类群;主坐标分析将家蚕分离株所在的第二类群进一步划分为两个亚群,其中仅主病源第Ⅱ-1类群和次病源第Ⅳ类群引起家蚕的地方性白僵病;遗传距离和遗传分化分析也表现出相同结果。用于防治松毛虫的菌株及在附近松毛虫种群中自然流行的土著菌株与Ⅱ-1和Ⅳ的亲缘关系较远,它们不是家蚕白僵病的病源。另外,在潜山蚕室附近引起螳螂类群流行病的类群也与蚕病类群无关。
对于在泾县章渡蚕区采集的49株白僵菌菌株的遗传多样性分析表明,10个ISSR引物共扩增出96条带,多态位点百分率达70.8%。UPGMA聚类分析和主坐标分析结果表明,该白僵菌种群也是异质性明显的种群,49株白僵菌可严格按照寄主分为三大类群,各类群体内菌株的遗传相似性较高,而各类群之间遗传相似性很低。遗传距离和遗传分化分析表明,家蚕分离株亚种群与松毛虫亚种群以及附近其他僵虫亚种群相对独立。两者间遗传距离较远,基因流较小,产生高度的遗传分化,说明它们不仅与当时的家蚕白僵病无关,而且也不会与家蚕病原株发生基因交换以致引起寄主范围的变化或对家蚕致病性的增强。
采用两种方法对家蚕进行生物测定的结果表明,家蚕分离株处理蚕体后对家蚕14d的累积死亡率达到了87.5%-100%,而松毛虫分离株处理蚕体后对家蚕14d的累积死亡率仅为12.5%-27.5%。使用松毛虫分离株使家蚕死亡25%的LC25、LD25和LT50分别为使用家蚕分离株使家蚕死亡75%的LC75、LD75和LT75的1327、1378和1.5倍。这进一步说明在蚕区使用由松毛虫分离株研制的白僵菌杀虫剂防治松毛虫对蚕业是安全的。
两个地区家蚕白僵病病源比较分析表明,两个白僵菌种群皆为异质种群,但潜山地区蚕病亚种群是多源的,而泾县地区蚕病亚种群是单源的。泾县蚕病亚种群和潜山的蚕病优势亚种群具有典型的地方性:只在蚕室内循环侵染家蚕,引起其低频常在性的地方性白僵病;而潜山的非优势亚种群可以在蚕室外的某些转主寄主中传播。在潜山和泾县当地流行的土著白僵菌菌株和两个白僵菌生产菌株以及在周围环境中流行的螳螂分离株对桑蚕业均是安全的。
两个地区白僵菌种群的遗传结构分析表明,潜山白僵菌种群以及家蚕白僵病病源亚种群的遗传异质性均高于泾县章渡种群。潜山种群,尤其是家蚕白僵病病源亚种群的基因流弱、遗传分化大,变异主要由各亚种群间的变异以及蚕病亚种群的各小群体间的变异造成;而泾县的种群和亚种群基因流强、遗传分化小,变异主要由亚种群内的变异以及蚕病亚种群的各小群体内的变异造成。这种差异与两地的地形及生态环境不同有关。