摘要
草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)分布范围广,是一种世界性的重大农业害虫,因其暴食性、杂食性和迁飞性等特点,给全球粮食作物生产带来难以挽回的损失。当前草地贪夜蛾的防治依赖于化学药剂,但不科学和不规范的使用化学药剂导致害虫抗药性强、农产品化学药剂残留超标、以及害虫再猖獗等严重问题。球孢白僵菌是一种对多种农业害虫有高毒力的昆虫病原真菌,且害虫不易对其产生抗性,但见效缓慢。因此,化学药剂与球孢白僵菌联合使用成为一种控制害虫爆发的潜在手段。本研究筛选了对草地贪夜蛾具有高毒力的球孢白僵菌,探究了高毒力的球孢白僵菌与目标杀虫剂四唑虫酰胺联合应用对草地贪夜蛾的防治效果,并通过转录组学阐述了球孢白僵菌和四唑虫酰胺联合应用的增效机制。主要研究结果如下: 1球孢白僵菌对草地贪夜蛾的毒力评估 测定了 17株球孢白僵菌菌株对草地贪夜蛾3龄幼虫的室内毒力,筛选对草地贪夜蛾具有高毒力的球孢白僵菌。结果表明,菌株Bb105的毒力最强,在1×107孢子/mL和1×108孢子/mL浓度下处理草地贪夜蛾3龄幼虫,7天后的累计校正死亡率分别为80.97%和86.44%,Bb105的LC50为0.159×107孢子/mL。评价了菌株Bb105对草地贪夜蛾不同虫态的毒力。结果表明,菌株Bb105对2-3龄草地贪夜蛾幼虫毒力效果强,随着草地贪夜蛾龄期的增长,毒力也随之下降。而对于草地贪夜蛾卵和蛹,菌株Bb105的毒力效果弱。 2球孢白僵菌Bb105与四唑虫酰胺联合应用对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒力研究 以对草地贪夜蛾具有高毒力的化学药剂四唑虫酰胺和球孢白僵菌Bb105为研究对象,测定了球孢白僵菌与四唑虫酰胺在不同使用方式下对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒力。结果表明球孢白僵菌Bb105与四唑虫酰胺以9∶1和4∶1混合使用防治草地贪夜蛾时,共毒系数分别为738.50和421.19,均表现出增效作用。当两者以不同使用顺序对草地贪夜蛾进行毒力测定时,先使用球孢白僵菌处理草地贪夜蛾幼虫24 h和48 h后,再使用四唑虫酰胺处理,草地贪夜蛾的预测曲线均处于实际曲线的置信区间内,未表现出增效作用;先使用球孢白僵菌处理72 h后使用四唑虫酰胺,草地贪夜蛾的预测曲线位于实际存活曲线的置信区间之外且处于下方,表现增效作用。先使用四唑虫酰胺处理草地贪夜蛾幼虫24 h、48 h和72 h后,再使用球孢白僵菌,草地贪夜蛾的预测曲线位于实际存活区间外且处于上方,表现拮抗作用。综上,菌药9∶1、4∶1混合和先菌(72 h)后药均表现增效作用,其中球孢白僵菌Bb105与四唑虫酰胺以9∶1混合防治草地贪夜蛾的毒力最强。 3球孢白僵菌Bb105与四唑虫酰胺联合应用对草地贪夜蛾的转录组学分析 构建了球孢白僵菌处理、四唑虫酰胺处理、球孢白僵菌与四唑虫酰胺混合处理以及对照(无菌水处理)的草地贪夜蛾转录组数据库,比对分析发现,与对照组相比,三个处理组的差异表达基因数量分别为507个,946个,1243个。其中129条基因在三个处理组中均发生差异表达,且表达谱分析发现,球孢白僵菌与四唑虫酰胺混合处理的差异基因下调数量最多,下调倍数最显著。GO和KEGG富集分析显示,差异表达基因主要富集在运输与分解代谢、信号分子与相互作用和免疫系统3条通路。在三组处理组富集的通路中筛选与代谢和免疫相关的差异基因,通过qPCR验证了差异表达基因的相对表达趋势,结果与转录组测序数据基本一致,表明转录组测序数据可靠。综上分析,推测四唑虫酰胺和球孢白僵菌联合应用是通过更大程度的抑制草地贪夜蛾的免疫和代谢,从而达到增效作用。 综上所述,本研究筛选到球孢白僵菌Bb105菌株对草地贪夜蛾具有高毒力;明确Bb105与四唑虫酰胺9∶1混合喷洒是最佳施用方法;且初步解析了 Bb105与四唑虫酰胺联合应用的增效机制是通过更大程度的抑制草地贪夜蛾的免疫和代谢。研究结果为菌药联合防治草地贪夜蛾的实践应用奠定了良好的理论基础。