綠僵菌

綠僵菌

綠僵菌在分類地位上與青黴屬很相近,在馬鈴薯培養基上發育良好,先形成白色菌落,2-3天後菌絲分枝互相交織,形成分生孢子梗,孢子梗上著生青黴菌狀的成串分生孢子,分生孢子初為白色,慢慢到成熱時即呈綠色或暗綠色。分生孢子大小變異較大,但一般為(5-7)×(2- 3)μm左右。

綠僵菌是廣譜的昆蟲病原菌,據統計,綠僵菌寄主昆蟲達200種以上,能寄生金龜甲象甲金針蟲鱗翅目害蟲幼蟲和半翅目蝽象等。可誘發昆蟲產生綠僵病,可在種群內形成重複侵染。在應用上,主要是利用金龜子綠僵菌來防治害蟲,從防治規模看,綠僵菌發展成為僅次於白僵菌的真菌殺蟲劑。綠僵菌對人畜無害,對天敵昆蟲安全,不污染環境。

發現


最早發現綠僵菌的是梅契尼科夫,他在1879年觀察到一批死亡的金龜子在昆蟲死後兩天,從它們身上生出菌絲,尤其顯著的是菌絲環繞著氣門的周圍。菌絲初為白色,隨後變為綠色,最後呈暗綠色。

菌屬特徵


菌落初期白色,茸狀。產孢階段菌落中間呈一叢叢具不同程度綠僵菌綠色的分生孢子堆。菌落顏色由綠色變灰綠直至黑色或保持其原來綠色,或者呈翡翠綠色。基質反面色澤呈淡褐色,少數菌種可呈赭色。分生孢子梗單生或聚集,呈分生孢子梗座,緊密排列,,帚狀分枝或輪生體。帚狀枝層次不複雜,1-2層,其頂端分枝,末端為瓶狀小梗,以向基式產生分生孢子。分生孢子單細胞,鏈狀連接。分生孢子以粘液粘成平行排列的柱狀孢子鏈柱,老培養體柱狀孢子鏈柱潰散為菱形或其他不規則形狀的分生孢子團塊。分生孢子長形互長橢圓形,無色,成雄時呈淡綠色至橄欖綠色,形體一般較青黴屬孢子為大。本屬系昆蟲寄生菌。
本屬菌應同時具有下列五方面特徵:
(1)菌落初期白色,產袍子階段呈不同程度綠色;
綠僵菌
綠僵菌
(2)分生孢子梗單生或者聚集,呈分生孢子梗座;
(3)分生孢子以粘液粘成平行排列的柱狀孢子團塊;
(4)分生孢子長形至長橢圓形;
(5)屬於昆蟲寄生菌。

繁殖方式


蟲菌體以裂殖和芽殖繁殖。

分佈區域


大多分佈在熱帶和亞熱帶地區。
金龜子綠僵菌為世界分佈的廣譜性蟲生真菌。

下屬品種


2009年Bischoff等對綠僵菌分類地位進行了研究,綠僵菌屬共含12個種,分別為金龜子綠僵菌(M. anisopliae)、黃綠綠僵(M. flavoviride)、白色綠僵菌(M. ablum)、棕色綠僵菌(M. brunneum)、貴州綠僵菌(M. guizhouense)、平沙綠僵菌(M. pingshaense)、柱孢綠僵菌(M. cylindrosporum)、蝗綠僵菌(M. acridum)、大孢綠僵菌(M. majus)、耐寒綠僵菌(M. frigidum)、鱗翅目綠僵菌(M. lepidiotae)和球孢綠僵菌(M. globosum)。其中黃綠綠僵菌又包括4個變種,即黃綠綠僵菌小孢變種(M. f. minus)、黃綠綠僵菌大孢變種(M. f. flavoviride)、黃綠綠僵菌紐西蘭變種(M. f. novazealandicum)和黃綠綠僵菌癭綿蚜變種
(M. f. pemphogum)。
白色綠僵菌
白色綠僵菌(Metarhizium ablum Petch)分生孢子擬卵形或橢圓形,菌落產孢前形成菌絲段(菌體)而不是由菌絲體組成的膨大團塊,孢子灰棕色。該菌是葉蟬的專性寄生菌。
金龜子綠僵菌
金龜子綠僵菌( Metarhizium anisopliae Sorokin)在PDA培養基綠僵菌菌落及察氏培養基上菌落絨毛狀至棉絮狀,初為白色,產孢時橄欖綠色。菌絲具分隔和分枝,透明,直徑為15-20μm,分生孢子梗很難與菌絲區別,直徑約2pm,其末端產生瓶形小梗,(8-16)μm×(1.5-2.2)μm。從瓶梗的末端以向基式連續形成長串鏈的分生孢子。分生孢子單細胞,長橢圓形到圓柱形,兩端鈍截形或鈍圓,大小變化較大,(5-9)μm×(2-4.5)μm。單個存在時色亮,成堆時成橄欖綠色,脫落的孢子常聚成菱形孢子團狀或殼狀結構。
Tulloch將該菌分為兩個變種,即小孢變種和大孢變種。小孢變種即原變種分生孢子小,(5-8)μm×(3-4)pm,世界性分佈,寄主廣泛,至少寄生8個目200餘種昆蟲及一些蟎類線蟲。在生物防治中具有重要價值,已開發為真菌殺蟲劑,並已在巴西等國家註冊。大孢變種分生孢子大,(10-16)rm×(3-4)μm,較少見,寄主範圍較窄。
黃綠綠僵菌
黃綠綠僵菌( Metarhizium flavoviride)在察氏培養基上,菌落呈黃綠色,培養2周菌落直徑達55mm。分生孢子梗疏鬆輪狀分枝,其上著生1-2個瓶梗,瓶梗桿狀,頂部尖,大小為(7.2-12.5)μm×(1.8-3.0)μm。分生孢子單胞,卵圓形,具不同的端部,大小為(7.2-9.3)μm×(3-4)μm,在瓶梗上形成向基性的鏈。

主要用途


綠僵菌屬子囊菌門、肉座菌目、麥角菌科、綠僵菌屬,包括寄主範圍不同的昆蟲病原真菌。以蝗綠僵菌和金龜子綠僵菌為代表加工而的真菌殺蟲劑,在國外應用其防治害蟲的面積超過了白僵菌,防治效果可與白僵菌媲美。
能夠寄生於多種害蟲的一類殺蟲真菌,通過體表入侵作用進入害蟲體內,在害蟲體內不斷增繁殖通過消耗營養、機械穿透、產生毒素,並不斷在害蟲種群中傳播,使害蟲致死。綠僵菌具有一定的專一性,對人畜無害,同時還具有不污染環境、害蟲不會產生抗藥性等優點。
中國研究開發綠僵菌起步晚,經過多年的研究開發在菌株選育、生產工藝、劑型和防治對象上已有長足進步。目前,重慶大學基因研究中心完成了殺蝗綠僵菌生物農藥的研製,取得了重要的研究成果,生產的產品已在國內多個省份示範試驗。基礎研究方面,中國科學院上海生命科學研究院牽頭組織完成不同綠僵菌的基因組研究,證明廣譜菌為適應更多的寄主,基因組編碼更多的基因;在綠僵菌進化關係上,研究發現綠僵菌由專性菌,經中間過渡種類向廣譜菌方向進化,期間伴隨基因擴張,尤其是破壞素等殺蟲毒素基因只存在於廣譜菌中,從而便於適應更多的昆蟲寄主。
與傳統的化學藥物不同,綠僵菌複合劑用蟲生真菌消滅白蟻、蝗蟲等害蟲。田間大規模應用試驗的結果顯示,綠僵菌能適用於室內外,在防治桉樹白蟻方面具有用量少、成本低,保證苗木成活率95%以上的特點。據悉,目前綠僵菌滅白蟻、蝗蟲的方法已經作為國家重點推廣應用項目,可廣泛應用於農田、林木、橋樑等多個領域的防治工作。每株桉樹增加2分錢的成本,就能使95%以上的桉樹逃脫白蟻的摧殘。
綠僵菌寄主範圍廣,可寄生8目30科200餘種害蟲。主要用於防治金龜子、象甲、金針蟲、蛾蝶幼蟲、蝽和蚜蟲等害蟲。綠僵菌有金龜綠僵菌和黃綠綠僵菌等變種,生產上主要用金龜綠僵菌變種的製劑來防治害蟲,如地下害蟲、蛀干害蟲、桃小食心蟲椰心葉甲、飛蝗、甘藍小菜蛾、菜青蟲和番茄棉鈴蟲,以及小水體中的蚊幼蟲孑孓等衛生性害蟲。生產上常用劑型有粉劑(每克含孢量23億-28億個或50億以上)、10%顆粒劑和20%殺蝗綠僵菌油懸浮劑。

感染過程


綠僵菌對寄主昆蟲的感染與其它蟲菌基本上相同。綠僵菌的分生孢子很容易附著於寄主昆蟲皮膚的節間處,當遇到適宜的溫濕度,分生孢子即行萌發,產生芽管,並形成菌絲。菌絲可分泌能夠溶解幾丁質的酶,溶解昆蟲體壁。並藉助菌對寄主侵入產生的壓力,使菌絲侵入寄主的表皮,進而逐步向內侵染,侵入昆蟲的脂肪組織和肌肉。菌絲在昆蟲體內繁殖,進而導致昆蟲死亡。當寄主昆蟲被綠僵菌初感時,在體壁可見到黃褐色的斑點,由於受到綠僵菌毒素的作用,昆蟲開始表現神經系統障礙的現象。幼蟲取食停止,對刺激的反應降低,最終死亡。死亡后的屍體僵化,蟲體內的菌絲開始向體外伸延,蟲屍很快被一層白色菌絲所包被,之後一、二日,在菌絲上形成分生孢子梗和分生孢子,則變為綠色或暗綠色。