第4章真菌農(nóng)藥-第二節(jié)

1、第二節(jié) 真菌殺蟲劑第二節(jié) 真菌殺蟲劑 o 一、昆蟲病原真菌和昆蟲真菌病一、昆蟲病原真菌和昆蟲真菌病 o 真菌殺蟲劑真菌殺蟲劑是利用昆蟲病原真菌經(jīng)生物發(fā)酵和制劑是利用昆蟲病原真菌經(jīng)生物發(fā)酵和制劑加工而制成的。人類通過它們對昆蟲的致病作用來加工而制成的。人類通過它們對昆蟲的致病作用來防治害蟲。防治害蟲。o 昆蟲病原真菌昆蟲病原真菌 o 昆蟲病原真菌昆蟲病原真菌指侵入昆蟲體內(nèi)引起昆蟲疾病的真菌。指侵入昆蟲體內(nèi)引起昆蟲疾病的真菌。它與蟲生真菌和昆蟲寄生真菌的含義不同。廣義的它與蟲生真菌和昆蟲寄生真菌的含義不同。廣義的蟲生真菌是指與昆蟲結(jié)成各種關(guān)系（致病、寄生、蟲生真菌是指與昆蟲結(jié)成各種關(guān)系（致病、寄生

2、、共生、攜播等）的真菌，而狹義的蟲生真菌有時(shí)也共生、攜播等）的真菌，而狹義的蟲生真菌有時(shí)也用于昆蟲病原真菌用于昆蟲病原真菌。一、昆蟲病原真菌和昆蟲真菌病一、昆蟲病原真菌和昆蟲真菌病 o 寄生在昆蟲體內(nèi)的真菌包括兩種情況：昆蟲寄生在昆蟲體內(nèi)的真菌包括兩種情況：昆蟲病原真菌和昆蟲體內(nèi)的共生真菌；而不少真病原真菌和昆蟲體內(nèi)的共生真菌；而不少真菌卻只寄生在昆蟲體壁上而不侵入其體內(nèi)，菌卻只寄生在昆蟲體壁上而不侵入其體內(nèi)，一般都不致死，對寄主影響不大，它們是外一般都不致死，對寄主影響不大，它們是外寄生真菌。由于昆蟲及其病原真菌種類多，寄生真菌。由于昆蟲及其病原真菌種類多，而已發(fā)現(xiàn)的其他無脊椎動(dòng)物病原真菌種

3、類少，而已發(fā)現(xiàn)的其他無脊椎動(dòng)物病原真菌種類少，且病理特征以及研究方法與昆蟲病原真菌相且病理特征以及研究方法與昆蟲病原真菌相似，故似，故“昆蟲病原真菌昆蟲病原真菌”術(shù)語往往被廣義地術(shù)語往往被廣義地使用，將其他無脊椎動(dòng)物病原真菌也包括在使用，將其他無脊椎動(dòng)物病原真菌也包括在內(nèi)。內(nèi)。嚴(yán)格意義的昆蟲病原真菌是初生病原，能侵染健康的寄主；有的種類只能侵染受傷的寄主或因其他原因而衰弱的寄主，通稱為次生病原，而前者稱傷口病原 ，后者稱兼性病原 ，它們都可以人工培養(yǎng)。相比之下，專性病原不僅侵染健康的寄主，而且對寄主的?；暂^強(qiáng)，寄主范圍較窄，只能在特定的寄主體內(nèi)增殖，甚至不能人工培養(yǎng)。o 在昆蟲病原真菌里，蟲

4、霉目真菌的寄主范圍在昆蟲病原真菌里，蟲霉目真菌的寄主范圍較窄，而各種絲狀菌的寄主范圍一般較廣，較窄，而各種絲狀菌的寄主范圍一般較廣，例如，已記載的球孢白僵菌的寄主范圍包括例如，已記載的球孢白僵菌的寄主范圍包括 15 個(gè)目的個(gè)目的 707 種昆蟲。種昆蟲。o 迄今已記載的昆蟲病原真菌有迄今已記載的昆蟲病原真菌有 700多種，多種，而昆蟲的外寄生真菌則有而昆蟲的外寄生真菌則有 2000種左右。然種左右。然而，已開發(fā)為真菌殺蟲劑的真菌卻只有十余而，已開發(fā)為真菌殺蟲劑的真菌卻只有十余種。種。昆蟲真菌病 o 昆蟲真菌病指由真菌侵入昆蟲體內(nèi)而引起的昆蟲疾病。o 真菌與非得被昆蟲攝入消化道才能引起感染的昆蟲

5、病原細(xì)菌、病毒、原生動(dòng)物和線蟲不同，它們的侵染途徑主要是通過昆蟲的體壁，因此可以侵染卵和蛹，而且對于防治蚜蟲、粉虱和介殼蟲這類刺吸式口器的害蟲具有無可比擬的潛力。只有少數(shù)種類能突破消化道，例如球囊菌和蚊霉。 1. 真菌侵染寄主的致病過程附著附著(attachment): 吸附吸附(adsorption)電荷電荷 凝集素凝集素 固化固化(consolidation)酶活化分泌萌發(fā)(germination)萌發(fā)的菌絲沿表皮生長萌發(fā)的菌絲沿表皮生長附著胞的形成附著胞的形成(appressorium)附著胞(appressorium)形成的附著胞開始穿透表皮穿透(Penetration)穿進(jìn)表皮的菌絲

6、二、真菌殺蟲劑的生產(chǎn) o 發(fā)酵方法和技術(shù)路線o 真菌殺蟲劑的活性成分主要是孢子和菌絲等活的菌體，尤其是各種孢子，包括分生孢子、芽生孢子和休眠孢子等，其中最為常見的是分生孢子。這些菌體通過微生物發(fā)酵來大量生產(chǎn)。 o 微生物發(fā)酵方法可分為兩大類：液態(tài)發(fā)酵液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵固態(tài)發(fā)酵。在實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)路線多采用液態(tài)和固態(tài)發(fā)酵交替進(jìn)行、逐級(jí)擴(kuò)大的雙相發(fā)酵.常用的三級(jí)擴(kuò)大的雙相發(fā)酵工藝流程常用的三級(jí)擴(kuò)大的雙相發(fā)酵工藝流程1.菌種的選擇和管理 o 生產(chǎn)真菌殺蟲劑所使用的菌種多半是從僵蟲上或土壤中分離的，而生產(chǎn)殺線蟲劑的菌種多半是從土壤中分離的，它們都是野生型菌株。o 在菌種活化后，應(yīng)一次性轉(zhuǎn)接并妥善保存充

7、足的菌種；在生產(chǎn)中傳代不要超過四代。生產(chǎn)菌種應(yīng)采取液氮保存、凍干保存或沙土管保存；常用的斜面冷藏一般只能保存不超過一年時(shí)間。2.培養(yǎng)基的選擇和配制o 培養(yǎng)基是人工配制的供微生物細(xì)胞生長、繁殖、代謝和合成所需產(chǎn)物的營養(yǎng)物質(zhì)和原料。o 不同的真菌甚至同一種真菌的不同培養(yǎng)時(shí)期對培養(yǎng)基的要求都不相同。培養(yǎng)基的組成、配比和 pH 是否合適對培養(yǎng)和發(fā)酵結(jié)果影響很大。 培養(yǎng)基的分類 o 牛肉膏、蛋白胨、玉米漿、麥芽汁、馬鈴薯等天然材料常用來配制供種子培養(yǎng)用的天然天然培養(yǎng)基培養(yǎng)基；o 用葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、尿素、硝酸銨等化學(xué)成分完全清楚的材料配制的為合成培養(yǎng)合成培養(yǎng)基基；o 用部分天然材料再補(bǔ)充少量鹽類配制

8、的半合半合成培養(yǎng)基成培養(yǎng)基適合很多真菌的正常生長，成本也不高，廣泛用于真菌的大規(guī)模生產(chǎn)。培養(yǎng)基的配制原則 o 不同的生產(chǎn)菌種需要不同的培養(yǎng)基，須通過實(shí)驗(yàn)了解其生理生化特征和營養(yǎng)要求。 o 不同的生產(chǎn)菌種需要不同的碳氮比。o 營養(yǎng)物質(zhì)要保持適當(dāng)濃度。o 保持適當(dāng)?shù)?pH 值。幾種常用的培養(yǎng)基 o 馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基：這是種子擴(kuò)大培養(yǎng)最常用的培養(yǎng)基之一。 o 薩氏葡萄糖-酵母浸出物瓊脂培養(yǎng)基：也是種子擴(kuò)大培養(yǎng)最常用的培養(yǎng)基之一。o 查氏培養(yǎng)基(CA)：這是最常用的鑒定培養(yǎng)基。 o 馬丁氏培養(yǎng)基：用于從土壤中分離真菌。o 玉米片瓊脂培養(yǎng)基o 麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基用于固體發(fā)酵及發(fā)酵罐液體深層發(fā)酵的天然

9、或半合成培養(yǎng)基應(yīng)盡可能滿足以下要求o 獲得目標(biāo)產(chǎn)物（孢子、菌絲或代謝產(chǎn)物）的最大收獲量；o 達(dá)到產(chǎn)物形成的最大速率；o 原料便宜，質(zhì)量穩(wěn)定并可常年保證供應(yīng)；o 給生產(chǎn)過程（例如通氣、攪拌、過濾和萃取等）及環(huán)保帶來的問題最少。 通用型發(fā)酵罐（左）和氣升式發(fā)酵罐（右） 我國常用于白僵菌的竹匾淺盤發(fā)酵 巴西和非洲常用的綠僵菌塑料袋發(fā)酵一種填充床反應(yīng)器一種填充床反應(yīng)器 兩種淺盤式固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器左： 1. 淺盤室；2. 水閥門；3. 紫外燈管；4,8,13. 空氣閥門；5,11. 空氣過濾器；6. 排氣口; 7. 加濕器；9. 加熱器；10. 空氣循環(huán)；12. 進(jìn)氣口；14. 淺盤；15. 淺盤架固態(tài)發(fā)

10、酵反應(yīng)器1. 罐體；2. 裝料架；3. 循環(huán)風(fēng)機(jī)；4. 連接管；5. 快開門；6. 溫度傳感器; 7. 冷卻水；8. 空氣入口；9. 控制臺(tái)；1016. 無菌空氣系統(tǒng)收孢機(jī)左：國內(nèi)常用的收孢機(jī) A, B.電動(dòng)機(jī)；C.風(fēng)罩；D.鼓風(fēng)機(jī)；E.100管道；F.200管道；G.上貯存桶；H.纖維絨布袋；I.下貯存桶；J, K.放料活動(dòng)門 （仿陳昌杰，1他們0）。 右：英國CABI公司產(chǎn)的MycoHarvester V型收孢機(jī)，左后方的長形圓筒是集孢筒。三、真菌殺蟲劑的應(yīng)用 o 真菌殺蟲劑的發(fā)展簡史o 人類對昆蟲疾病的科學(xué)認(rèn)識(shí)是從 1834 年意大利人巴希研究確定球孢白僵菌是家蠶白僵病的病原開始的。18

11、79 年俄國人梅契尼科夫在敖德薩試用金龜子綠僵菌防治奧地利金龜子，成為微生物防治害蟲的先驅(qū)；o 我國這一領(lǐng)域的研究始于上世紀(jì) 50年代。1954年1959 年間，林伯欣、徐慶豐和李運(yùn)帷等開始研究使用球孢白僵菌防治甘薯象甲、大豆食心蟲和馬尾松毛蟲等農(nóng)林害蟲，取得明顯成功，并開始了我國最早的深層發(fā)酵研究。 真菌殺蟲劑的優(yōu)缺點(diǎn) o 1. 優(yōu)點(diǎn) o 昆蟲病原真菌的種類豐富。o 真菌一般都能侵染昆蟲的幾乎所有發(fā)育階段,甚至包括卵，因此用途較廣。o 真菌多對人和其他脊椎動(dòng)物沒有侵染性、急性和慢性毒性，致敏性也不強(qiáng)，因此沒有么危險(xiǎn)，對于各種非目標(biāo)無脊椎動(dòng)物種群也多無大的影響。o 真菌致死寄主后一般能在體外大

12、量產(chǎn)孢，孢子隨風(fēng)雨擴(kuò)散傳播，在適宜的條件下能形成流行病。 o 真菌同各種天敵以及很多殺蟲劑是相容的，在某些情況下還有增效作用，從而至少能各盡所長。o 真菌對昆蟲的侵染能力是由多基因控制的，因此昆蟲產(chǎn)生抗性的可能性很小。 o 多能在培養(yǎng)基上人工培養(yǎng)，有些種類生長和繁殖速度快，易進(jìn)行遺傳調(diào)控。2. 缺點(diǎn) o 真菌引起的流行病不僅與昆蟲種群有關(guān)，而且受到復(fù)雜的環(huán)境因子的綜合影響。o 真菌對多種殺菌劑敏感，因此須錯(cuò)開施用時(shí)間。o 真菌的寄主范圍雖然比病毒廣，但遠(yuǎn)不及細(xì)菌農(nóng)藥蘇云金芽孢桿菌（BT） ，更不能與化學(xué)農(nóng)藥相比；所有的生產(chǎn)菌株都有一定的寄主?；?。因此，市場仍較有限。o 真菌殺蟲效果較慢，有時(shí)難以充分保護(hù)作物不受損失。 真菌殺蟲劑在綜合治理中的應(yīng)用方式 o淹沒式放菌 o引種定殖o接種式放菌o寄主調(diào)控 o環(huán)境調(diào)控 農(nóng)藥市場上的真菌殺蟲劑產(chǎn)品 o 真菌殺蟲劑自上世紀(jì) 60 年代即開始商品化，但多數(shù)是 80 年代以后注冊的。40 年來全