茶园害虫真菌流行病发展进程中白僵菌种群时空格局动态的分子解析

Beauveria bassiana is one of the most important entomopathogenic fungi, with a great potential as a biological control agent. The lack of study on population ecology of B. bassiana leads an instable control effiency in field. The project focuses on fungal disease epizootic caused by B. bassiana in insect populations in a tea agro-ecosystem. The molecular marker of SCAR be used to monitor perticular B. bassiana population, and reveal the dynamic of temporal and spatial distribution of the fungal pathogen in a developping fungal epizootic. At the same time,horizontal transmission of B. bassiana in the host insects' populations, phorelic function of spiders as the fungus carriers, as well as influence of plants growth on the fungal spatial distribution pattern in a tea garden will be welll studied to find the trigger mechnism and key factors of an epzootic of insect fungal disease. Key factors and parameters induced an epizootic be tested by field investigation and laboratory simulation, and be used to construct a generation model of an epizootic of the fungal disease. The study will benefit the understanding of the epizootic of insect disease by B. bassiana, and drive the field application of B. bassiana as an efficient biological control agent.

球孢白僵菌是重要的昆虫病原真菌，在农林害虫的生物防治上具有巨大的应用潜力。在高密度害虫种群中诱发害虫的白僵菌流行病是真菌生物防治常用的手段。由于对流行病发生过程中病原真菌种群生态学的研究不足，导致白僵菌田间防治效果不稳定。本项目以茶园害虫的白僵菌流行病为研究目标，通过流行病学与分子生态学的研究方法，用SCAR分子标记等方法对特定的球孢白僵菌种群进行分子标记，研究茶园害虫真菌流行病在发生发展过程中白僵菌种群的空格局的动态变化，从而勾绘出清晰的白僵菌病原种群在疾病发生中的流动途径。同时，通过对白僵菌在寄主昆虫种群中的水平传播机制及蜘蛛种群对白僵菌的携播作用的研究，结合茶园植物植物对白僵菌分布的影响等研究，探讨流行病发生的关键因素及触发因子。研究还通过对田间流行病的案例调查与室内模拟，获取流行病发生的主要影响因子与参数，构建白僵菌流行病发生模型，模型的构建将加深对害虫真菌流行病的理解。

球孢白僵菌是重要的昆虫病原真菌，在农林害虫的生物防治上具有巨大的应用潜力。本项目通过对白僵菌的种群生态学与害虫真菌流行病的过程研究，探讨流行病发生的关键因素。通过对特定白僵菌释放菌株的SCAR分子标记，结合经典真菌种群生态学研究方法，精确监测了白僵菌种群在田间的时空动态，确定了白僵菌释放种群在田间的时空消长规律与流动过程，提出土壤中的长期宿存的白僵菌可能是诱发众多自然界白僵菌流行病的源头。. 通过对昆虫疾病流行病学三要素的研究，构建了白僵菌流行病发生发展的时间-湿度-死亡模型（THM）模型： Pij ＝1－exp[−exp（γj＋β lghi)]，阐明了白僵菌流行病在害虫种群中发生发展随着环境湿度与时间变化的过程；通过对多目标害虫的室内外侵染，发现球孢白僵菌具有明显的菌株专化性，菌株毒力水平的差异会直接影响真菌疾病的发生过程；通过与玫烟色棒束孢(Isaria fumosorosea)的比较试验及时间-剂量-死亡（TDM）模型构建，进一步证实菌株的毒力越高、应用剂量越高，害虫种群的疾病发生越迅速、死亡高峰期出现得越早且更集中；对于高毒力菌株，在其剂量较低时，可以通过时间效应来弥补，同样可以达到对害虫种群的高侵染。研究还发现菌株存在着剂量饱和现象。. 从室内诱发白僵菌流行病的过程来看，对于毒力水平较高的菌株，流行病的发生过程可分为初始侵染阶段（3-5d）、流行病暴发阶段（2-4d）和衰退阶段。对于低毒力菌株，则此种流行模式不会出现。通过对田间不同世代松毛虫种群诱发白僵菌流行病，确定病原密度、环境因子及寄主的抗性是影响白僵菌流行病的重要因子。. 在白僵菌释放的茶园中，有着丰富而稳定的天敌群落，蜘蛛、瓢甲等天敌对白僵菌的传播及茶园害虫的持续生态控制都有着重要的意义。研究发现白僵菌对植物有明显的促生作用，其作用效果与白僵菌的接种方式与接种剂量有关，初步研究证实多种酶类及次生代谢物参与了此种促生作用。