寒区昆虫病原线虫生物学特性对低温胁迫的响应

Entomopathogenic nematodes are one of the effecitve biological agents to underground pests, but the sensitivity to cold temperature resultes in short shelf life and lower infectivity to insects which limit commercial application of EPNs in northen China. The project will explore responses of biological characteristics of EPNs isolated from cold region to low temperature stress according to overwintering characteristics and preliminary storage conditions at low temperature in four aspects, (I) determining the ability of EPN seeking the host and the infectivity to host insect below 0℃ by using Pluronic gel system; (II) demonstrating EPN pathogenicy after low temperature through measuring the amount of symbiosis bacteria released in host body and killing activity of insects after infection of EPNs; (III) clarifying the effect on EPN reproductivity by comparing biological index, such as sex ratio, occurrence time from host surface, reproduction peak and total production after low temperatures stress; (IV) analyzing EPN adaptation and validity by investigating control effect to chive gnat and population density above 0℃ at different low temperature in the pot experiments. The project would provide helpful scientific theory basis for establishing storage technology at low temperature, extending shelf life, increasing biological control effect and maintaining EPN ecological adaptation. Moreover, the project would shed more light on the biological theory of cold stress.

昆虫病原线虫已成为地下害虫的有效生防制剂，但由于多数线虫对低温敏感，导致货架期短和在低温田间持效性差，严重制约了昆虫病原线虫在我国北方大面积推广和应用。鉴于此，该项目利用从我国寒区分离的昆虫病原线虫耐低温特性，1）借助Pluronic三维胶系统，探讨0℃以下低温胁迫后线虫对寄主韭蛆寻找和侵入能力的影响；2）研究低温胁迫后线虫侵入寄主后共生细菌的释放量和杀虫活性；3）线虫在寄主体内的发育性比、从寄主体表出现时间、繁殖高峰和总产量；4）低温胁迫后线虫在0℃以上不同低温下对韭蛆的防治效果和定期调查土壤中线虫种群密度。旨在明确低温胁迫对寒区昆虫病原线虫的侵染力、致病力和繁殖力的影响，分析其田间低温适应能力及持效性。研究成果将为建立该线虫低温储存技术，延长其货架期，更好地发挥该线虫在低温环境下的生防效果，保持其种群生态适应性提供科学依据。同时，该研究对昆虫病原线虫低温生物学理论研究有重要意义。

昆虫病原线虫已成为地下害虫的有效生防制剂，但由于多数线虫对低温敏感，导致货架期短和在低温田间持效性差，严重制约了昆虫病原线虫在我国北方大面积推广和应用。该项目利用从我国寒区分离的昆虫病原线虫耐低温特性，1）借助Pluronic三维胶系统，探讨0℃以下低温胁迫后线虫对寄主韭蛆寻找和侵入能力的影响；2）研究低温胁迫后线虫侵入寄主后共生细菌的释放量和杀虫活性；3）线虫在寄主体内的发育性比、从寄主体表出现时间、繁殖高峰和总产量；4）低温胁迫后线虫在0℃以上不同低温下对韭蛆的防治效果和定期调查土壤中线虫种群密度。该研究结果表明：随着-4℃储存时间的延长HBN寻找寄主能力、侵染力和致病力均下降，但HBN下降幅度明显低于NJ，HBN寻找寄主能力明显强于NJ；HBN随着-4℃储存时间延长体内共生细菌的释放量增加，而10℃储存时随着时间延长共生菌的释放量却降低；-4℃储存5d的2个品系线虫体内共生细菌毒力高于10℃储存，10℃储存5d 的HBN毒力大于NJ。-4℃储存15d的2个品系线虫的共生细菌毒力明显下降，并且HBN毒力明显高于NJ；HBN耐受结冰状态的介质时间较NJ长；-4℃储存45d内使线虫HBN繁殖速度逐渐减慢，对其总产量无明显影响，但NJ线虫繁殖能力明显减弱。从-4℃储存对线虫HBN和NJ的质量指标影响来评价，从哈尔滨分离的线虫HBN比从美国引进的NJ线虫更具有低温储存潜力。持效性试验结果表明：在施用30d后，土壤中仍有昆虫病原线虫存在，但在半年后调查时已无线虫活动。该研究结果明确了低温胁迫对寒区昆虫病原线虫的侵染力、致病力和繁殖力的影响，分析了其田间低温适应能力及持效性。研究成果将为建立该线虫低温储存技术，延长其货架期，更好地发挥该线虫在低温环境下的生防效果，保持其种群生态适应性提供科学依据。同时，该研究对昆虫病原线虫低温生物学理论研究有重要意义。