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灰白蚕蛾Ocinara varians(鳞翅目:蚕蛾科)主要为害小叶榕Ficus microcarpa、黄榕F.microcarpa cv.Golden Ieaves、大叶榕F.virens等榕属植物。灰白蚕蛾的发生近年呈上升趋势,已成为广州地区重要的园林害虫。本论文根据协同进化原理,通过探讨寄主植物和几种昆虫病原真菌对灰白蚕蛾取食行为、生长发育和生理生化等方面的影响,揭示灰白蚕蛾与寄主植物及昆虫病原真菌的相互关系,为开展灰白蚕蛾生态调控研究奠定科学基础。首次研究球孢白僵菌Beauveria bassiana、玫烟色拟青霉Paecilomyces fumosoroseus和金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae胁迫下灰白蚕蛾幼虫生长发育及其生理生化的变化,并采用双向凝胶电泳(2-DE)技术对感病的灰白蚕蛾V龄幼虫血淋巴蛋白质组进行分析,探索病原真菌致病的生化机理,同时研究病原真菌毒力与培养条件的关系及其离体、活体传代后的变化,从理论上确定三种昆虫病原真菌防治灰白蚕蛾的可行性;首次研究不同寄主植物对灰白蚕蛾幼虫行为及营养效应的影响,采用顶空固相微萃取(HS-SPME)、气相色谱,质谱联用技术(GC-MS)分析寄主植物的挥发物成份,为进一步揭示灰白蚕蛾与寄主植物相互作用提供了研究基础。主要的结果如下:
1、采用多向选择试验。结果表明灰白蚕蛾幼虫对黄榕、小叶榕与垂叶榕、树菠萝、高山榕的趋向反应差异显著,其趋向率排序为:黄榕(65％)＞小叶榕(21％)＞垂叶榕(8％)＞树菠萝(3.6％)＞高山榕(2.4％)＞菩提榕(0％)。
利用Hs-SPME-GC-MS从树菠萝等6种植物中检出的挥发性有机化合物种类从多到少排序为:垂叶榕(34种)＞树菠萝(24种)＞黄榕(21种)＞菩提榕(18种)＞黄榕(15种)、高山榕(15种)。5种榕树都含有单萜类、萜烯类、烷烃类,并且单萜类占总峰面积比例均超过50％以上。菩提榕、高山榕挥发性物质种类较单一,只有这三类物质,其它3种榕树的挥发性成份较多,其中黄榕所含的酯类也占了相当的比例(占总峰面积24.9％)。树菠萝主要由酯类、酸类、醛类构成,不含单萜类。
2、灰白蚕蛾随着龄期的增长对食料总消耗量及幼虫生长量增加,从大到小排序为:黄榕＞小叶榕＞垂叶榕＞树菠萝＞高山榕＞菩提榕;取食同一寄主植物的灰白蚕蛾相对消耗率、相对生长率随幼虫龄期的增长而减少,取食黄榕、小叶榕、垂叶榕的相对较高,取食菩提榕的最低;取食同一寄主植物的灰白蚕蛾近似消化率基本随龄期的增长而减少,取食黄榕、小叶榕的近似消化率较低,其次是取食垂叶榕的,而取食菩提榕的最高:取食黄榕、小叶榕的净转化率较高,其次是取食垂叶榕,最低的是取食菩提榕的;寄主植物对灰白蚕蛾幼虫毛转化率的影响差异不显著,对幼虫历期也无明显影响。
3、金龟子绿僵菌02049、金龟子绿僵菌406、球孢白僵菌03005和玫烟色拟青霉03011四种昆虫病原真菌(株系)对灰白蚕蛾幼虫生长和发育有明显的影响:感病灰白蚕蛾Ⅲ-Ⅴ龄期幼虫死亡率均为80％以上,且生长明显受到抑制;其中,球孢白僵菌、金龟子绿僵菌02049对Ⅲ和Ⅳ龄期幼虫生长抑制作用较大(＞80％);金龟子绿僵菌对Ⅲ龄幼虫抑制较少(34％),而对Ⅴ龄期幼虫抑制较大(66％),而玫烟色拟青霉对各龄期幼虫的生长抑制相对较弱;与未感染幼虫相比,大多数感染幼虫历期延长。
感染病原真菌后灰白蚕蛾Ⅲ-Ⅴ龄幼虫的相对生长率、总消耗量、相对消耗率、近似消化率、净转化率、毛转化率等营养指标差异显著,不同菌株对同一龄期幼虫的营养指标的影响也存在差异。与对照相比,除近似消化率外,真菌菌株侵染明显降低幼虫的另外5个营养指标;4个真菌株系对Ⅲ-Ⅴ龄幼虫食物消耗量影响基本一致,从大到小依次为:金龟子绿僵菌406＞玫烟色拟青霉03011＞球孢白僵菌03005＞金龟子绿僵菌02049;Ⅲ龄幼虫净转化率以球孢白僵菌、金龟子绿僵菌02409处理的较高,Ⅳ、Ⅴ龄幼虫则分别以金龟子绿僵菌02409和406处理的较低;Ⅲ龄幼虫毛转化率以球孢白僵菌处理为最低,而Ⅳ、Ⅴ龄幼虫则分别以金龟子绿僵菌02049和406处理为较低;Ⅲ龄幼虫近似消化率以球孢白僵菌处理为最高,Ⅳ龄幼虫以球孢白僵菌和会龟子绿僵菌02409处理较高,Ⅴ龄幼虫以金龟子绿僵菌406处理为最高。
4、灰白蚕蛾幼虫感染上述4种病原真菌(株系)后,超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)活性变化不同。感染金龟子绿僵菌406、金龟子绿僵菌02049后,其超氧化物岐化酶(SOD)活性下降,而感染球孢白僵菌03005、玫烟色拟青霉03011后SOD活性无明显变化;感染4种病原真菌(株系)后幼虫的过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性明显下降;感染球孢白僵菌、玫烟色拟青霉后其酸性磷酸酶的活性增强,而感染金龟子绿僵菌406、02049其酸性磷酸酶的活性无明显变化。
5、病原真菌侵染明显地影响了灰白蚕蛾幼虫血淋巴蛋白质的表达。在对照幼虫及金龟子绿僵菌2049、球孢白僵菌03005处理幼虫的血淋巴双向凝胶电泳上分别显示出350、326、259个蛋白斑点。与对照相比,余龟子绿僵菌、球孢白僵菌处理的有20个斑点上调,有26个斑点下调,显示差异表达的有8个斑点。金龟子绿僵菌、球孢白僵菌处理的有19个蛋白斑点(1、2、64-73、76-81)显示出新的表达,斑点3及8仅分别在金龟子绿僵菌、球孢白僵菌处理的双向凝胶电泳上显示,而斑点13、33、41、88-107及109-117从两种真菌处理的双向凝胶电泳上消失,4、5、83、84等4个斑点从金龟子绿僵菌处理的上消失,而8个斑点(7、56、74、75、82、85-86、108)则从球孢白僵菌处理的上消失。
6、试验株系经离体传代培养后对灰白蚕蛾幼虫致病性的变化有影响。灰白蚕蛾Ⅲ龄幼虫感病的百分比随着试验株系传代代数的增加而不断下降。金龟子绿僵菌406、球孢白僵菌03005、玫烟色拟青霉03011经传代13代后,幼虫的感染率明显下降,第13代分别比第1代下降了16％、19％和25％。金龟子绿僵菌02049离体传代培养对灰白蚕蛾Ⅲ龄幼虫致病性的影响不显著。
四个株系在不同营养条件培养后,其生长量、产孢量、孢子萌发率、Pr1酶活性及对灰白蚕蛾Ⅲ龄幼虫死亡率影响差异显著。在通过灰白蚕蛾幼虫传代后,各菌株在PDA上生长量、产孢量、孢子萌发率与不经过活体传代的无显著差异,说明通过灰白蚕蛾幼虫传代后菌株生长、产孢及孢子萌发没有受到影响。除玫烟色拟青霉外,其它三种菌株孢子Pr1活性则在灰白蚕蛾活体传代后增强,对灰白蚕蛾幼虫的致病性明显更强。