高黎贡山虫生真菌物种多样性及其对森林害虫的调控研究

The special conditions of natural geography in the Gaoligong mountain have created the diversity of the ecosystems and biological resources. However, little research has been done into entomogenous fungi. Entomogenous fungus is an important biological factor to regulate and keep balance of the pest population growth, but its biocontrol effect is often limited by environmental factors. This project intends to study species diversity of entomogenous fungus in the Gaoligong mountain from the aspects of species, numbers and distribution, and to study the regulation of forest pest from three aspects: the relation of species diversity of entomogenous fungus and the forest pest population, the regulation of predominant fungus species to the forest pests in different habitats and the role of superior strains with stress tolerance in the process of pest control. The results provide theoretical basis for the protection and rational utilization of entomogenous fungus resources in the Gaoligong mountain, and lay the foundation to enhance the environmental adaptation of biological control agent and mitigate the ecological crisis and the food safety problems caused by chemical pesticide.

高黎贡山特殊的自然地理条件造就了多样性的生态系统和生物资源，但其虫生真菌资源的研究很少。虫生真菌是自然界中调控和平衡害虫种群消长的重要生物因子，但其生防效果常受到环境因子的限制。本研究拟从高黎贡山不同生态环境中虫生真菌的种类、数量和分布等方面研究其虫生真菌的物种多样性，从虫生真菌物种多样性与森林害虫种群的关系、不同生境中优势虫生真菌对森林害虫的调控及不适宜环境中的耐逆性优良菌株在控制害虫过程中的作用三个方面探讨高黎贡山虫生真菌对森林害虫的调控，为高黎贡山自然保护区虫生真菌资源的保护和合理开发利用提供理论依据，为提高生防制剂的环境适应性和缓解化学农药滥用导致的生态危机和食品安全问题奠定基础。

在高黎贡山不同海拔(600–3800 m)7种典型植被生境中(I: 干热河谷; II: 季风常绿阔叶林; III: 暖性针叶林; IV: 中山暖性常绿阔叶林; V: 山地苔藓矮林; VI: 寒温性灌丛或草甸; VII: 流石滩稀疏植被) 采集土壤和罹病昆虫，并分离鉴定菌株，研究虫生真菌物种多样性及其对森林害虫的调控作用。结果表明，高黎贡山虫生真菌物种资源丰富，获得1156株菌株，分属于3科15属83种。采集样品中罹病昆虫较多 (69.1%)，分离真菌中优势物种的种群数量较多(48.3%–63.3%) ，说明虫生真菌控制了大量害虫，其中优势物种起着较重要的作用。虫生真菌广泛分布于7种植被类型中，中海拔植被生境II中物种 (53种)和菌株数(560株)最多，优势物种最多(4种)、优势度最低(0.0900) ；最高海拔植被生境VII中物种(2种)和菌株数(7株)最少，优势物种少(1种)、优势度最高(0.5918)。从优势物种的空间分布来看，其生态适应策略多样，有的(如A. farinose、M. brunneum和B. bassiana)能适应多种生境(≥5种植被)，而有的(C. cicadae、O. nutans、O. tricentri和C. militaris)在较狭窄范围的植被类型(II或III)中大量繁殖。从5种优势物种的时间分布来看，多数(4种) 对季节变化适应能力较强(分布时间≥11个月)，有利于对森林害虫的持续控制；少数(1种)受季节变化影响较大(集中于5–9月)。虫生真菌对森林害虫的调控方式多样，同类虫生真菌((如：白僵菌)可以控制多种害虫(9目35科)，同类害虫(如：毒蛾科)也可以作为多种虫生真菌(14种)的寄主，但也有的感染同类害虫(如：蝉总科)的虫生真菌种类(4种)较少。在优势物种中筛选到3株耐逆侵染能力较强的优良菌株(MAX-2、MBR-1和IFK-20)。在模拟干旱条件下，被MAX-2感染的黄粉虫三种虫态(幼虫、蛹和成虫)都有部分带菌生存，虫体自我防御体表形成局部黑斑，但生活力下降、发育畸形，最终死亡，说明其生防效果具有持续性；而被MAX-2感染的玉米螟幼虫缺乏类似的自我防御特征。用半定量RT-PCR分析不同耐逆能力的菌株在不同盐浓度和紫外线处理下Hog1基因的转录表达差异，结果表明MAX-2较高的耐逆能力与其Hog1基因的高水平转录表达相关。