爪哇虫草菌JS001浸种处理对水稻生长和防御褐飞虱的影响

【目的】明确新登记的真菌杀虫剂爪哇虫草菌Cordyceps javanica JS001在调控水稻生长和防御褐飞虱Nilaparvata lugens中的作用。【方法】室内分别用1×10^(4),1×106和1×10^(8)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸泡水稻种子48 h,以0.01%Triton X-100溶液浸种为对照,待培养8 d后,对水稻苗进行生长测定,并测定褐飞虱成虫对其的行为选择反应;通过气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)分析1×10^(8)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种对水稻苗次生代谢化合物含量的影响。采用1×10^(7)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液和清水(对照)分别浸泡水稻种子48 h,于种子直播50 d后,调查稻田中稻飞虱和蜘蛛个体数量。【结果】室内测定结果表明,与对照相比,1×10^(6)和1×10^(8)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种处理不仅显著促进水稻种子发芽、水稻苗根和茎叶的生长,而且降低褐飞虱成虫对水稻苗的选择性。化合物分析结果表明,与对照相比,1×10^(8)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种处理的水稻苗中防御性化合物过氧化氢、油酸、辛烷等含量显著增加,能吸引褐飞虱的化合物2-壬酮含量显著降低。田间试验结果表明,与对照相比,1×10^(7)孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种显著降低稻田中稻飞虱数量,但对捕食性天敌蜘蛛个体数量无影响。【结论】爪哇虫草菌JS001浸种处理不但能促进水稻苗的生长,而且能提高水稻对褐飞虱的防御能力。田间试验进一步明确了爪哇虫草菌JS001在增强水稻防御稻飞虱危害中的作用。这些结果可为爪哇虫草菌的应用及稻飞虱生物防治策略的制定提供新途径。

硅藻土介导的截形叶螨成螨爪哇虫草菌敏感性提升和表皮特征变化

【目的】截形叶螨Tetranychus truncatus抗药性演化快,防治难度不断加大,研发微生物杀螨剂迫在眉睫。杀虫真菌爪哇虫草菌Cordyceps javanica JS001菌株已开发为防烟粉虱Bemisi tabaci等害虫的生防药剂。本研究旨在探索爪哇虫草菌对截形叶螨的致病力以及其理想助剂材料,以挖掘爪哇虫草菌对截形叶螨的生防潜力。【方法】采用喷雾法测定爪哇虫草菌JS001菌株1.0×106孢子/mL孢子悬浮液侵染后截形叶螨卵、若螨以及成螨的累计死亡率;分别用硅藻土(0.025 g/L)溶液以及添加了硅藻土的爪哇虫草菌JS001菌株孢子悬浮液(1.0×106孢子/mL)喷施截形叶螨2日龄成螨,观察记录成螨的感染死亡情况;以硅藻土溶液(0.025 g/L)喷施截形叶螨2日龄成螨,扫描电子显微镜下观察并计算截形叶螨2日龄成螨表皮褶皱间距和单位距离(10μm)内褶皱数。【结果】爪哇虫草菌JS001菌株对截形叶螨的卵未表现出致病力,造成成螨的死亡率为81.75%,显著高于若螨的死亡率(40.91%)。硅藻土能加速爪哇虫草菌JS001菌株对成螨的致死作用,平均存活时间缩短0.6 d。扫描电子显微镜观察结果表明,与对照比较,硅藻土处理能疏松成螨表皮的微阵列结构,相邻褶皱之间的平均距离显著变大,且单位距离(10μm)内的平均褶皱数目显著下降。【结论】爪哇虫草菌JS001菌株对截形叶螨成螨具有较高致病力,硅藻土能改变成螨表皮物理结构并提升爪哇虫草菌JS001菌株的杀螨活性。

腐生培养下爪哇虫草对寄主的转录组响应

爪哇虫草菌是广谱性虫生真菌,具有防治膜翅目社会性昆虫红火蚁Solenopsis invicta的生防潜能。为探究蚁巢弃尸堆中携菌虫体在侵染循环链的关键作用,探讨腐生条件下爪哇虫草Cordyceps javanica响应寄主的分子致病机制,本研究通过向培养基添加冷冻干燥的虫尸粉进行诱导,对诱导前后的菌丝孢子混合体进行转录组测序分析。结果表明,与纯培养条件相比,菌株经虫尸粉诱导后发掘新基因1912个,有379个得到功能注释。显著差异表达基因有242个,上调表达基因111个,下调表达基因131个;GO富集分析表明,生物学过程的代谢过程和细胞过程、细胞组分的细胞结构体及分子功能中参与催化活性和结合相关的基因可能在爪哇虫草响应寄主过程中发挥了重要作用;KEGG分类和富集分析表明,代谢过程分类的色氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解、糖酵解/糖原异生和乙醛酸和二羧酸酯代谢,遗传信息过程分类的碱基切除修复和内质网的蛋白质加工,环境信息过程分类的ABC转运蛋白和丝裂原活化蛋白激酶信号通路,细胞过程分类的自噬和过氧物酶体通路是爪哇虫草的主要代谢途径。随机筛选8个差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证,这些基因的表达模式与转录组数据分析结果基本一致。本研究结果表明,爪哇虫草在适应腐生环境过程中与氨基酸代谢和能量代谢相关的基因活跃,这可能是其在垂直和水平扩散过程中需维持侵染力,为自身提供营养并转化为能量和中间产物等物质所致。

响应面法优化爪哇虫草菌的培养条件及其对斜纹夜蛾的毒力和保护酶活性影响

【目的】优化爪哇虫草菌Bd01的固态发酵培养条件,测定分生孢子对斜纹夜蛾3龄幼虫的毒力,研究被爪哇虫草菌侵染后寄主体内的保护酶活性变化。【方法】采用单因素试验确定爪哇虫草菌Bd01最佳的固态培养基及培养条件,利用Box-Behnken响应面法优化发酵参数,采用浸渍法测定分生孢子对斜纹夜蛾3龄幼虫的毒力,同时利用分光光度计法测定斜纹夜蛾3龄幼虫体内酶活性变化。【结果】以产孢量为指标,通过响应曲面法优化的爪哇虫草菌Bd01最佳产孢条件为:培养基营养成分含量为30.24 g/L,pH值为7.55,光照时长为12.06 h,在该条件下,培养基的产孢量为2.78×10^(8)孢子/mL。浓度为1×10^(8)孢子/mL的爪哇虫草菌孢子液对斜纹夜蛾3龄幼虫具有一定毒力,处理7 d时致死中浓度(LT50)为3.11 d,致死中时(LC50)为4.68×105孢子/mL,校正死亡率为88.68%。处理后未死亡的斜纹夜蛾幼虫体内保护酶活性与对照组相比发生显著变化。【结论】优化后的培养基能够显著增加爪哇虫草菌的产孢量;爪哇虫草菌对斜纹夜蛾幼虫的致死率和致死效率与浓度呈正相关;斜纹夜蛾幼虫体内的保护酶可能在抵抗爪哇虫草菌侵染的过程中起关键作用。

一株咖啡灭字脊虎天牛幼虫虫生真菌鉴定、培养及致病力研究

为探索防治咖啡灭字脊虎天牛的生物菌剂,从田间自然罹病死亡的咖啡灭字脊虎天牛幼虫的僵虫虫体上分离到1株对其有高致病力的虫生真菌(编号Bd01),生测实验发现该菌对咖啡灭字脊虎天牛幼虫的LC为4.56×10^(5)孢子/mL。采用形态学观察和ITS序列分析对该菌进行鉴定,并测试不同环境因子对该菌营养生长和致病力的影响。结果显示:该菌为爪哇虫草,PPDA为该菌最适生长培养基,26℃、85%~100%的相对湿度是其最适宜的生长条件,紫外光照射30 min后不利于该菌生长;1×10^(8)孢子/mL孢子悬浮液接种咖啡灭字脊虎天牛幼虫10 d后,在26~28℃条件下致病力最强,相对湿度为85%~100%致病力最强,紫外光照射60 min后致病力减弱。结果表明:爪哇虫草Bd01在适宜的环境条件下对咖啡灭字脊虎天牛幼虫有较好的生防潜力,具有进一步深入研究和开发利用的前景。

一株灰肉红菇内生真菌的分离鉴定及其抑菌活性研究

灰肉红菇(Russula griseocarnosa)是岭南地区著名的野生食药用真菌。本研究通过组织分离的方法,从灰肉红菇子实体分离获得一株内生真菌,经形态学和分子生物学分析鉴定为爪哇虫草(Cordyceps javanica)。以牛津杯抑菌圈法及二倍稀释法测试了其菌丝体胞内和胞外多糖粗提物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的抑菌活性。结果表明:水溶性胞内、胞外多糖对金黄色葡萄球菌及铜绿假单胞菌均具有抑菌活性,最低抑菌浓度(MIC)为37.5 mg/mL。