绿僵菌是世界上最早用于
生物防治的昆虫病原真菌,其
宿主范围广,可在8个目30个科200余种害虫上
寄生,广泛用于农林害虫的防治并获得成功。
绿僵菌是一种广泛存在于自然界中的病原真菌,其可在蜱类昆虫、植物根际、寄主体内及土壤中存活。绿僵菌于 1879 年被
俄罗斯生物学家 Metschnikoff 发现并命名。在真菌数据库中,绿僵菌属下共有 92 个种。
绿僵菌可以分泌
绿僵菌素,其作用机制独特,生物活性多样,具有较强的
杀虫脒活性,对
鳞翅目、
半翅目、
鞘翅目等 20 多种昆虫具有毒杀作用。绿僵菌已成功应用于农林和卫生害虫的防治,具有较强的致病力,防治效果好,且对人畜和
生态环境安全,可以作为一种绿色安全的生物源农药用来替代
化学杀虫剂。因其具有较高的潜在经济价值和生态价值,也引起了植物保护学、药物学等领域科学工作者的研究兴趣,极具发展前景。
发现
最早发现绿僵菌的是
埃黎耶·梅契尼可夫,他在1879年观察到一批死亡的
金龟子在昆虫死后两天,从它们身上生出
菌丝,尤其显著的是菌丝环绕着气门的周围。菌丝初为白色,随后变为绿色,最后呈暗绿色。
菌属特征
菌落初期白色,茸状。产孢阶段菌落中间呈一丛丛具不同程度绿僵菌绿色的
分生孢子堆。菌落颜色由绿色变灰绿直至黑色或保持其原来绿色,或者呈
翡翠绿色。基质反面色泽呈淡褐色,少数菌种可呈色。分生孢子梗单生或聚集,呈分生孢子梗座,紧密排列,,帚状分枝或轮生体。帚状枝层次不复杂,1-2层,其顶端分枝,末端为瓶状小梗,以向基式产生分生孢子。分生孢子单细胞,链状连接。分生孢子以粘液粘成平行排列的
柱状孢子链柱,老培养体柱状孢子链柱溃散为
菱形或其他不规则形状的分生孢子团块。分生孢子长形互长椭圆形,无色,成雄时呈淡绿色至橄榄绿色,形体一般较
青霉孢子为大。本属系昆虫寄生菌。
本属菌应同时具有下列五方面特征:
(4)分生孢子长形至长椭圆形;
(5)属于昆虫寄生菌。
繁殖方式
分布区域
下属品种
2009年Bischoff等对绿僵菌分类地位进行了研究,绿僵菌属共含12个种,分别为金龟子绿僵菌(M. anisopliae)、黄绿绿僵(M. flavoviride)、白色绿僵菌(M. ablum)、棕色绿僵菌(M. brunneum)、贵州绿僵菌(M. guizhouense)、平沙绿僵菌(M. pingshaense)、柱孢绿僵菌(M. cylindrosporum)、蝗绿僵菌(M. acridum)、大孢绿僵菌(M. majus)、耐寒绿僵菌(M. frigidum)、
鳞翅目绿僵菌(M. lepidiotae)和球孢绿僵菌(M. globosum)。其中黄绿绿僵菌又包括4个变种,即黄绿绿僵菌小孢变种(M. f. minus)、黄绿绿僵菌大孢变种(M. f. flavoviride)、黄绿绿僵菌
新西兰变种(M. f. novazealandicum)和黄绿绿僵菌绵蚜变种
(M. f. pemphogum)。
白色绿僵菌
白色绿僵菌(Metarhizium ablum Petch)
分生孢子拟卵形或椭圆形,
菌落产孢前形成
菌丝段(菌体)而不是由
菌丝体组成的膨大团块,孢子灰棕色。该菌是
大叶蝉科的专性寄生菌。
金龟子绿僵菌( Metarhizium anisopliae Sorokin)在
美国注射剂协会培养基绿僵菌菌落及察氏培养基上菌落绒毛状至棉絮状,初为白色,产孢时橄榄绿色。菌丝具分隔和分枝,透明,直径为15-20μm,分生孢子梗很难与菌丝区别,直径约2pm,其末端产生瓶形小梗,(8-16)μm×(1.5-2.2)μm。从瓶梗的末端以向基式连续形成长串链的
分生孢子。分生孢子单细胞,长椭圆形到圆柱形,两端钝截形或钝圆,大小变化较大,(5-9)μm×(2-4.5)μm。单个存在时色亮,成堆时成橄榄绿色,脱落的孢子常聚成
菱形孢子团状或壳状结构。
Tulloch将该菌分为两个变种,即小孢变种和大孢变种。小孢变种即原变种分生孢子小,(5-8)μm×(3-4)pm,世界性分布,
宿主广泛,至少
寄生8个目200余种昆虫及一些
螨形总目和
线虫。在
生物防治中具有重要价值,已开发为真菌杀虫剂,并已在巴西等国家注册。大孢变种
分生孢子大,(10-16)rm×(3-4)μm,较少见,寄主范围较窄。
黄绿绿僵菌
黄绿绿僵菌( Metarhizium flavoviride)在察氏
培养基上,
菌落呈黄绿色,培养2周菌落直径达55mm。分生孢子梗疏松轮状分枝,其上着生1-2个瓶梗,瓶梗杆状,顶部尖,大小为(7.2-12.5)μm×(1.8-3.0)μm。分生孢子单胞,卵圆形,具不同的端部,大小为(7.2-9.3)μm×(3-4)μm,在瓶梗上形成向基性的链。
主要用途
绿僵菌属
子囊菌门、
肉座菌目、
麦角菌科、绿僵菌属,包括
宿主范围不同的昆虫病原真菌。以蝗绿僵菌和
金龟子绿僵菌为代表加工而的真菌杀虫剂,在国外应用其防治害虫的面积超过了
白僵菌,防治效果可与白僵菌媲美。
能够
寄生于多种害虫的一类
杀虫脒真菌,通过体表入侵作用进入害虫体内,在害虫体内不断增繁殖通过消耗营养、机械穿透、产生毒素,并不断在害虫
种群中传播,使害虫致死。绿僵菌具有一定的专一性,对人畜无害,同时还具有不污染环境、害虫不会产生抗药性等优点。
中国研究开发绿僵菌起步晚,经过多年的研究开发在菌株选育、生产工艺、剂型和防治对象上已有长足进步。目前,
重庆大学基因研究中心完成了杀蝗绿僵菌
生物农药的研制,取得了重要的研究成果,生产的产品已在国内多个省份示范试验。基础研究方面,
中国科学院上海生命科学研究院牵头组织完成不同绿僵菌的
基因组研究,证明广谱菌为适应更多的
宿主,基因组编码更多的基因;在绿僵菌进化关系上,研究发现绿僵菌由专性菌,经中间过渡种类向广谱菌方向进化,期间伴随基因扩张,尤其是破坏素等
杀虫脒毒素基因只存在于广谱菌中,从而便于适应更多的昆虫寄主。
与传统的
化学药物不同,绿僵菌复合剂用
虫生真菌消灭
白蚁、
蚱蜢等害虫。田间大规模应用试验的结果显示,绿僵菌能适用于室内外,在防治桉树白蚁方面具有用量少、成本低,保证苗木成活率95%以上的特点。据悉,目前绿僵菌灭白蚁、蝗虫的方法已经作为国家重点推广应用项目,可广泛应用于农田、林木、桥梁等多个领域的防治工作。每株桉树增加2分钱的成本,就能使95%以上的桉树逃脱白蚁的摧残。
绿僵菌
宿主范围广,可
寄生8目30科200余种害虫。主要用于防治
金虫、
象鼻虫、
金针虫、
拟蛾大灰蝶美国白灯蛾、和
蚜虫等害虫。绿僵菌有
瓢虫绿僵菌和黄绿绿僵菌等变种,生产上主要用金龟绿僵菌变种的制剂来防治害虫,如地下害虫、蛀干害虫、
桃蛀果蛾、
椰心叶甲、
黄脊竹蝗、甘蓝
小菜蛾、
菜粉蝶和番茄
棉铃虫,以及小水体中的
蚊幼虫孑孓等卫生性害虫。生产上常用剂型有粉剂(每克含孢量23亿-28亿个或50亿以上)、10%颗粒剂和20%杀蝗绿僵菌油
悬浮剂。
感染过程
绿僵菌对
宿主昆虫的感染与其它虫菌基本上相同。绿僵菌的
分生孢子很容易附着于寄主昆虫皮肤的节间处,当遇到适宜的温湿度,分生孢子即行萌发,产生芽管,并形成
菌丝。菌丝可分泌能够溶解
甲壳质的酶,溶解昆虫体壁。并借助菌对寄主侵入产生的压力,使菌丝侵入寄主的表皮,进而逐步向内侵染,侵入昆虫的
脂肪组织和肌肉。菌丝在昆虫体内繁殖,进而导致昆虫死亡。当寄主昆虫被绿僵菌初感时,在体壁可见到黄褐色的斑点,由于受到绿僵菌毒素的作用,昆虫开始表现
神经系统障碍的现象。
美国白灯蛾取食停止,对刺激的反应降低,最终死亡。死亡后的尸体僵化,虫体内的菌丝开始向体外伸延,虫尸很快被一层白色菌丝所
包被,之后一、二日,在菌丝上形成
分生孢子梗和分生孢子,则变为绿色或暗绿色。
培养特性
发育的最适温度约24℃-26℃之间,在10℃-30℃之间仍可正常发育;分生孢子一般在60℃左右即能很快丧失发芽能力。此菌在pH4.7-10之间可以正常发育,但最适pH为6.9-7.4。虽然绿僵菌可以在
无机化合物培养基上生长,但培养基中含有机氮源比含无机氨源对它的生长更为适宜;绿僵菌对碳源则无特殊需要。在干燥情况下绿菌的分生孢子可以保存3年以上。