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利用Bursaphelenchus mucronatus验证Beauveria bassiana对松材线虫的潜在杀线虫活性及其在活体条件下的应用价值
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年02月14日 来源:Annals of Forest Science 2.5
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本研究针对松材线虫病(PWD)这一全球性森林威胁,创新性地采用非检疫性近缘种Bursaphelenchus mucronatus作为替代模型,验证了昆虫病原真菌Beauveria bassiana(B. bassiana)及其代谢产物beauvericin(BEA)对松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)的杀灭效果。通过构建"树-昆虫-线虫"病理系统模拟自然条件,证实B. bassiana不仅能抑制线虫繁殖,还能显著降低虫媒Monochamus galloprovincialis携带的线虫数量,为松材线虫病的综合治理提供了新型生物防治策略。
松树林正面临着一场无声的入侵——松材线虫病(Pine Wilt Disease, PWD)。这种由松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)引发的毁灭性疾病,通过天牛属昆虫(Monochamus spp.)传播,已导致全球针叶林大面积死亡。在欧洲,自20世纪90年代葡萄牙首次发现疫情后,该病害已扩散至西班牙多个地区,被欧盟列为A2类检疫性有害生物。传统防治手段主要依赖砍伐病树和防控媒介昆虫,但针对线虫本身的生物控制策略仍存在空白。
西班牙巴利亚多利德大学可持续森林管理研究所(iuFOR)的研究团队另辟蹊径,选择松材线虫的近缘种Bursaphelenchus mucronatus(B. mucronatus)作为安全替代模型。这种非检疫性线虫与松材线虫形态和生物学特性高度相似,但致病性显著降低。研究人员通过体外和活体实验,系统评估了昆虫病原真菌Beauveria bassiana(B. bassiana)EABps 11/01-Mg菌株的杀线虫潜力,相关成果发表在《Annals of Forest Science》上。
研究采用三项关键技术:体外培养实验比较两种线虫对B. bassiana及其毒素beauvericin(BEA)的敏感性;商业BEA处理验证特异性杀线机制;创新性构建人工蛹室系统模拟"松树-天牛-线虫"自然病理环境。实验样本包括从西班牙莱昂地区采集的Monochamus galloprovincialis幼虫和实验室培养的线虫种群。
体外实验揭示高度一致性
通过比较B. xylophilus和B. mucronatus在含B. bassiana培养基中的生长状况,发现两者均出现近乎100%的死亡率(89.0% vs 98.5%)和繁殖完全抑制。商业BEA处理也显示相似趋势,两种线虫校正死亡率分别达44.1%和36.4%,并观察到特征性的褐色"包裹"现象,证实B. mucronatus可作为松材线虫研究的可靠替代模型。
活体系统验证防治潜力
研究人员设计的人工蛹室实验首次将B. bassiana引入"树-虫-线虫"系统。结果显示,经真菌处理的昆虫体内活线虫数量(267条/个体)较对照组(691条/个体)减少61.4%,证实B. bassiana不仅能杀灭游离线虫,还能显著降低媒介昆虫的线虫携带量。
这项研究具有双重突破意义:在方法学层面,建立了基于B. mucronatus的安全实验体系,规避了检疫性病原的操作风险;在应用层面,证实B. bassiana EABps 11/01-Mg菌株可作为"一箭双雕"的生物防治剂——既能控制媒介天牛(此前野外试验已证实其使后代减少53%),又能抑制线虫种群。该发现为构建包含信息素诱捕、自动感染装置和真菌制剂的PWD综合管理系统提供了关键科学依据,尤其适用于疫情已定殖地区的长期防控。未来研究可进一步优化真菌施用方式,评估不同森林生态系统中的实际防治效果。
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