谷物叶甲虫虫生真菌多样性鉴定及球孢白僵菌与彭氏绿僵菌的强致病性研究

《Cereal Research Communications》：Entomopathogenic fungi associated with cereal leaf beetles and their comparative pathogenicity in the laboratory: possible sustainable control approaches

本研究针对欧盟化学杀虫剂限制背景下谷物叶甲虫（CLB）的可持续防控需求，系统调查了斯洛伐克西南部大麦田中CLB虫生真菌的多样性及致病性。从3536头成虫中分离鉴定出58株真菌，以假巴斯夫白僵菌（58.6%）和球孢白僵菌（34.5%）为主，彭氏绿僵菌（1.7%）虽野外罕见但实验室致病性最强（LC50=0.72×106 spores/ml）。研究为CLB生物防治提供了高潜力菌株，并强调需结合生态适应性筛选田间应用策略。

　　

谷物叶甲虫（Cereal leaf beetle, CLB）是欧洲小粒谷物作物中最具破坏性的害虫之一，其幼虫通过取食叶片直接削弱植物的光合作用能力，导致严重的产量损失。传统依赖化学杀虫剂的防治策略正面临欧盟日益严格的法规限制，同时害虫抗药性问题逐渐凸显，迫使农业生产转向更可持续的生物防治途径。虫生真菌（Entomopathogenic fungi, EF）作为一类天然昆虫病原体，在生态系统中扮演着重要的种群调节角色，尤其属于子囊菌门（Ascomycota）的球孢白僵菌（Beauveria bassiana）和绿僵菌属（Metarhizium）物种已被证实对多种农业害虫具有高致病潜力。然而，关于CLB自然种群中虫生真菌的多样性及其实际防控效力的研究仍较为缺乏。为此，研究人员在斯洛伐克尼特拉地区的大麦田中开展了系统性调查，旨在明确CLB关联真菌的组成，并通过实验室生物测定筛选出高毒力菌株，为开发基于真菌的生物农药提供理论依据。

本研究主要采用以下关键技术方法：首先通过扫网法采集野外CLB成虫，经室内培养后筛选出具有典型真菌感染症状的个体；利用萨布罗葡萄糖琼脂（SDA）培养基进行真菌分离纯化，结合形态学观察和多基因序列分析（ITS、TEF1-α、Bloc）对菌株进行分子鉴定；通过浸渍法将不同浓度的真菌孢子悬浮液处理CLB成虫，在控制温度（25±2°C）和湿度（饱和相对湿度）条件下进行致病性和毒力评估，采用Abbott公式校正死亡率，并运用概率分析（Probit analysis）计算半数致死浓度（LC₅₀）及置信区间；利用Kaplan-Meier生存分析比较不同菌株处理的昆虫平均存活时间。

物种多样性分析

研究共采集3536头CLB成虫，其中62头（1.75%）表现出真菌感染症状，从中成功分离出58株虫生真菌。分子鉴定显示，假巴斯夫白僵菌（Beauveria pseudobassiana）为优势菌种（58.6%），其次为球孢白僵菌（34.5%），而玫烟色棒束孢（Isaria fumosorosea, 5.2%）和彭氏绿僵菌（1.7%）占比较低。通过COX1基因测序进一步确认感染真菌的CLB宿主主要为奥氏叶甲虫（Oulema duftschmidi, 81.03%），其次为黑角叶甲虫（O. melanopus, 18.97%）。这一结果首次揭示了CLB自然种群中虫生真菌的物种组成，并为后续致病性比较提供了菌株资源。

致病性与毒力评估

所有测试菌株均对CLB成虫表现出致病性，但不同菌株间存在显著差异。在孢子浓度为2×10⁶ spores/ml时，接种后10天的校正死亡率范围为22.22%–55.00%。彭氏绿僵菌菌株NR-OM23致死率最高（55.00%），且其LC₅₀值最低（0.72×10⁶ spores/ml），显著优于多数白僵菌菌株。球孢白僵菌NR-OM01和NR-OM06亦表现出高毒力（LC₅₀分别为0.87×10⁶和0.96×10⁶ spores/ml）。生存分析显示，各菌株处理的CLB平均存活时间无显著差异（7.70–8.10天），但彭氏绿僵菌及高毒力白僵菌菌株在低浓度下即可引发快速死亡，表明其具有更强的侵染效率。

讨论与意义

本研究首次报道了彭氏绿僵菌对CLB的高致病性，但其在野外种群中的低检出率（1.7%）暗示其生态位可能局限于土壤环境，而白僵菌属菌株因更适应农田冠层生境而成为自然感染的主要菌群。这一发现强调了实验室毒力与田间实效之间的差异，提示未来真菌生物防治剂的开发需兼顾菌株的生态适应性及田间持久性。尽管彭氏绿僵菌在实验室条件下表现优异，但其实际应用需通过制剂优化（如载体改良、孢子包埋技术）或与栖息地管理（如保留绿篱和半自然生境）结合，以提升其在作物系统中的定殖能力。此外，针对CLB幼虫（主要危害阶段）的真菌致病性研究将是下一步重点，因其对作物的破坏性更强且可能对真菌更敏感。

该研究发表于《Cereal Research Communications》，不仅为CLB的绿色防控提供了具潜力的本土真菌资源，还深化了对虫生真菌与宿主昆虫互作机制的理解，为推动农业可持续发展提供了科学支持。未来工作应聚焦于田间验证、多因子互作（如与天敌昆虫的协同作用）及气候适应性评估，以应对中欧地区日益频繁的极端气候挑战。