虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧侵染和致病机制的研究

松突圆蚧是我国林业重大的外来有害生物，严重威胁长江以南大片松林，其危害造成的经济损失是松毛虫的3.2倍。我们调查发现病死的松突圆蚧并从虫体上分离微生物，用传统形态学鉴定方法和ITS rRNA序列分析表明，获得的优势菌株为拟盘多毛孢真菌，但在系统发育树上与松突圆蚧寄主马尾松的内生菌及病原菌均不同,用"科赫法则" 验证后确认No.10菌株为虫生广布拟盘多毛孢而非植物内生菌或次生病原物，并研究证实了该菌株对松突圆蚧有强致病力。鉴于目前尚未有关于虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧的侵染机制和致病机理的系统研究，本申请拟在前期工作基础上，从侵染途径和组织病理学、侵染过程中多种胞外水解酶的活力和作用、以及松突圆蚧对虫生广布拟盘多毛孢侵染的免疫反应和病理改变等内容深入研究，从理论上系统阐明虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧的侵染机制和致病机理，为今后深入研究和应用奠定科学基础。

为了探讨虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧的侵染途径和致病机制，本项目深入研究了：（1）虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧的致病力及影响因素；（2）虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧虫的侵染过程和组织病理学；（3）虫生广布拟盘多毛孢在侵染松突圆蚧体壁过程中蛋白酶、几丁质酶和脂酶等多种胞外水解酶活性与致病力的关系；（4）虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧酚氧化酶原激活系统的影响等内容。研究结果发现：（1）在25 ℃、湿度≥95%条件下，孢子浓度为1×107个孢子/mL的虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧的致病力最强，松突圆蚧的校正死亡率较高，可在生产中推广应用。（2）虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧侵染2d后，虫生广布拟盘多毛孢可以附着于蚧壳表面；5d后，感病松突圆蚧蚧壳外部出现白色菌丝，随后直至长出黑色孢子囊，蚧壳最后变成淡黄色或灰黑色，虫体发暗、扁平、褶皱，虫体对触感反应迟钝；10d后，感病死亡的松突圆蚧虫体内部各组织器官裂解，表皮层与皮细胞层、围膜与肌层、肌层与肠壁细胞、肠壁细胞之间均发生解离。（3）在侵染松突圆蚧过程中，虫生广布拟盘多毛孢胞外酶活性以蛋白酶＞几丁质酶＞脂肪酶；脂肪酶的活性高峰出现在第3天，蛋白酶活性高峰出现在第4天，几丁质酶活性出现在第6天；胞外酶活性与松突圆蚧校正死亡率呈显著或极显著正相关；在GlcNAc、Allosamidin、Zn2+存在下蛋白酶、几丁质酶、脂肪酶分别受到抑制，其中某一种酶被抑制，虫生广布拟盘多毛孢毒力都极大下降；三种酶活性都充分表达时，它们表现出协同效应，毒力作用更强，降解底物的能力更强。（4）虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧酚氧化酶原激活系统的影响以及松突圆蚧死亡率与酚氧化酶之间的关系研究表明，松突圆蚧酚氧化酶的最适温度为35℃，最适 pH 值为7.5， Km=1.176 mmol/L。不同孢子含量菌液侵染松突圆蚧后其酚氧化酶活性变化趋势有差异，以1×107孢子/mL 浓度侵染松突圆蚧的酚氧化酶活性变化趋势最明显，前3天在上升最快，3天以后下降也最快。松突圆蚧死亡率与酚氧化酶活性呈负相关。项目研究阐明了虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧的侵染机制和致病机理，填补了虫生广布拟盘多毛孢对松突圆蚧侵染和致病研究的空白。