蛴螬高毒力苏云金芽孢杆菌研究

减小字体 增大字体 作者:佚名  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2010-06-13 18:10:05

 摘 要:苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)能产生具有强烈杀虫作用的晶体蛋白(insecticidal crystal protein,ICP),对鳞翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目、同翅目等节肢动物,以及动植物线虫、蜱螨等都具有特异性的毒杀活性,而对非目标生物安全。目前,通过现代生物技术和基因工程的方法对苏云金芽孢杆菌进行改造,扩大其杀虫谱,提高杀虫毒力,使多种因素和成分发挥作用,害虫不易产生抗药性,避免了化学农药所带来的环境污染和抗性问题。
  关键词:苏云金芽孢杆菌;高毒力;生物防治
  中图分类号:S3
  文献标识码:A
  文章编号:1672-3198(2010)09-0353-02
  
  1 苏云金芽孢杆菌的研究历史
  1901年日本学者S.Ishiwata报道了从猝倒死亡的家蚕体内分离出一种杆状细菌,即Bt猝倒亚种(Bacillus thuringiensis subsp. scotto),从而揭开了人类对苏云金芽孢杆菌的研究史。1911年Berliner报道了从德国苏云金省染病的地中海粉螟中分离出一种杆菌并定名为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)。1927年,Matts再次从地中海粉螟中分离出类似的杆菌并沿用了苏云金芽孢杆菌的名称,这就是现在的模式种苏云金亚种Matts和Berliner(Bacillus thuringiensis subsp. thuringiensis Matts or Berliner)。1938年,第一个苏云金芽孢杆菌商品制剂问世,用于防治地中海粉螟。到1953年Hannay第一次发现苏云金芽孢杆菌的杀虫活性与伴孢晶体有关,并与Fitz-James一起证实了伴孢晶体是一种蛋白质。Dulmage(1970)筛选出对夜蛾科毒力较高的菌株HD-1,并以此建立了标准品的生物测定程序,实现了苏云金芽孢杆菌制剂的标准化。1962年,Barjac等首先根据生理生化反应和鞭毛抗原(H)血清反应的不同,把苏云金芽孢杆菌划分为6个亚群。1967年、1968年Heimpel把形态特征、生化反应、H型和酯酶型结合在一起,提出了产伴孢晶体的细菌分类表。1976年Zakharyon最先提出:质粒可能对伴孢晶体的编码起作用。Debabiov等(1977)证实苏云金芽孢杆菌确实含有质粒,伴孢晶体的形成和质粒有关。同时Goldberg和Mangalit(1977)分离出对双翅目幼虫有特异活性的ONR菌株(subsp. israelensis),成为苏云金芽孢杆菌开拓性研究的起点。1981年Schnepf和Whiteley克隆出苏云金芽孢杆菌的第一个cry基因,并于1985年发表了它的核酸序列,标志着Bt研究跨入了分子生物学时代。1995年Crickmore等提出了新的cry基因分类系统。2004年9月11日,美国能源部的Brettin等在NCBI上公布了Bt 97-27的基因组全序列,标志着对Bt的研究进入了基因组时代。2007年7月发现了cry52和cry53,cry基因已达53类。截止2009年7月,确定并公布的杀虫基因已达400余种。
  2 蛴螬的危害现状
  2.1 我国蛴螬的发生危害
  蛴螬分布广泛,发生遍及全国各地,占地下害虫总虫量的70-80%以上,据粗略统计,全国每年蛴螬危害造成的产量损失达到20%以上。蛴螬危害植物种类多,包括除了水田植物之外的粮食、棉花、蔬菜、油料、糖料、烟草、麻类、牧草、中草药、花卉、草坪及果树、林木等多种植物。发生面积最大、虫量较多的是黄淮海地区,主要危害粮食、油料等作物;危害甘蔗的蛴螬,在广东、广西、福建、四川、云南等地发生普遍;在西藏、新疆、青海、甘肃等省(自治区)蛴螬发生也非常严重。它一般为多个种类混杂发生,生活史多为1-2年或3年一代,危害时间长,从春季到秋季,从播种至收获,咬食植物的幼苗、根、茎、种子及块根、块茎、荚果等。苗期受害,造成缺苗断垄;生长期受害,破坏根系组织,啃食嫩果,使植株矮小变黄,降低产量,影响品质。
  2.2 花生蛴螬的危害
  蛴螬是花生产区的主要害虫。2003-2004年笔者在河北定州市调查,暗黑鳃金龟(Holotrichia parallela)危害严重,造成花生严重减产,严重地块花生产量不足50公斤/亩;2005-2008年调查,铜绿丽金龟(Anomala corpulenta)是近几年花生的主要地下害虫,其发生占蛴螬总数的30-45%(未发表资料)。刘广瑞等报道,山东省的花生由于受到蛴螬的危害,每年减产约10万吨,优势种为华北大黑鳃金龟(Holotrichia oblita)、暗黑鳃金龟。李素娟等报道,2000年河南拓城县一农户每亩只收花生5kg,2002年河南濮阳县一农户每亩只收花生25kg,但空壳占60%以上。2003-2007年江新林对山东菏泽地区农田金龟子成虫的发生进行诱集调查,主要虫种为暗黑鳃金龟、铜绿丽金龟、黄褐丽金龟(A. exoleta)及大云斑鳃金龟(Polyphylla laticollis)。2003-2005年铜绿丽金龟为主要优势虫种,2006、2007年暗黑鳃金龟的数量增加,占总虫量的72.4%。2007年调查田间幼虫发生情况,花生田蛴螬数量最多,虫量为每平方米6.52头。
  2.3 草坪蛴螬的危害
  近年来,由于草坪草多年生、不翻耕的特点,蛴螬对草坪的危害日益严重,短时间内即可将成片草坪破坏得残缺不全,轻者影响草坪的美观,重者造成草坪大面积枯死;用手轻提,就能揭起大片草坪,并可看到大量的幼虫,由此造成超过60 %的草坪被毁。罗晨2004-2006年在北京及其周边地区对草坪生产基地、绿化草坪、高尔夫球场草坪及运动场草坪地下害虫蛴螬种类和为害进行了调查,华北大黑鳃金龟、黄褐丽金龟和铜绿丽金龟是重要的为害种。徐志宏对高尔夫球场蛴螬种类的调查结果,铜绿丽金龟子是高尔夫球场蛴螬的优势种,中华喙丽金龟子(Adoretus sinicus Burmeister)、蒙古丽金龟子(Anomala mongolia)及四纹丽金龟子(Popillia quadriguttata)为次优势种。

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