本土木霉菌制剂对葡萄虎天牛卵和成虫的生物防治研究

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Biological Control 3.7

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  针对西班牙主要葡萄酒产区葡萄虎天牛(Xylotrechus arvicola)防治难题,研究人员评估本土木霉菌(Trichoderma)菌株作为生物防治剂(BCAs)的效果。发现 T154+Tween 80 等制剂可有效控制卵和成虫,为绿色防控提供新方向。

  在西班牙葡萄种植的核心地带,一种名为葡萄虎天牛(Xylotrechus arvicola)的甲虫正悄然成为葡萄园的重大威胁。这种隶属于鞘翅目天牛科的多食性蛀木昆虫,雌虫将卵产在葡萄树干的裂缝、修剪伤口或树皮褶皱(rhytidome)等隐蔽处,孵化后的幼虫会在树干和枝条内进行长达两年的钻蛀生活,形成广泛的虫道。这一过程不仅直接破坏葡萄植株的输导系统,导致果实变小、葡萄酒品质下降,还会为木材侵染真菌的侵入打开门户,进一步加剧植株的衰弱。传统的化学农药防治面临着抗药性上升、食品安全隐患和环境污染等多重挑战,而人工清除树皮或修剪受害枝条等方法既昂贵又难以持续,迫切需要环保高效的生物防治策略。
在此背景下,西班牙莱昂大学(University of León)的研究团队将目光投向了木霉菌(Trichoderma spp.)—— 一类在农业生物技术中极具潜力的昆虫病原真菌。这类真菌不仅能通过分泌抗菌、杀虫化合物直接作用于害虫,还能激活植物防御机制或通过代谢物吸引害虫天敌,实现间接防治。研究团队希望通过评估本土木霉菌菌株对葡萄虎天牛卵和成虫的控制效果,为葡萄园害虫管理提供可持续的解决方案。这项研究成果发表在《Biological Control》上,为全球葡萄产区应对此类虫害提供了重要参考。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,在西班牙莱昂地区的葡萄园设置乙醇诱捕器,捕获葡萄虎天牛成虫并带回实验室饲养,获取不同日龄的卵和成虫用于实验。其次,从生态管理的葡萄园中分离出两种本土木霉菌菌株 ——T. carraovejensis(T154)和T. harzianum(T214),并制备浓度为 1×107孢子 /mL 的悬浮液。随后,设计两组实验:一组在培养皿内测试菌株单独使用及与 Tween 20/Tween 80 混合时对卵的抑制率,另一组在田间利用圆柱形防虫网笼评估菌株对成虫存活时间的影响。实验数据通过 ANOVA 方差分析、Kaplan-Meier 生存分析等统计学方法进行处理。

3.1 不同木霉菌制剂对葡萄虎天牛不同虫态的影响


3.1.1 卵期抑制效果


通过为期 20 天的培养皿实验发现,所有木霉菌处理均显著高于蒸馏水对照组的卵抑制率。其中,T. carraovejensis(T154)与 Tween 80 的组合表现最为突出,在第 20 天达到 95.71% 的抑制率,显著优于其他处理。显微镜观察显示,被感染的卵表面出现菌丝和孢子,颜色偏离正常的乳白状态,且无法孵化。经统计学分析,T154+Tween 80 与 T214+Tween 80(82.86%)、T154 单独处理(79.17%)之间存在显著差异,而 Tween 20 的添加未显著提升抑制效果。

3.1.2 成虫存活时间影响


田间网笼实验表明,木霉菌处理显著缩短了成虫的存活时间。对照组成虫的中位存活时间为 13.71 天,而T. harzianum(T214)单独处理组仅为 5.69 天,T154 及两种菌株与 Tween 80 的组合处理组存活时间在 5.69-6.80 天之间,均较对照组减少超过 50%。生存曲线分析显示,所有木霉菌处理组与对照组之间存在极显著差异(X2=153.18,P<0.001),但各处理组之间无显著差异。

研究结果表明,本土木霉菌菌株及其与 Tween 80 的制剂在葡萄虎天牛的生物防治中具有显著效果。其中,T. carraovejensis(T154)+Tween 80 是控制卵期的最佳配方,而 T154、T. harzianum(T214)及其 Tween 80 制剂均能有效缩短成虫寿命。值得注意的是,新发现的T. carraovejensis菌株在生态管理的葡萄园中表现出独特优势,其与表面活性剂的结合显著增强了对卵的黏附性和感染效率,这可能与其在自然环境中的适应性进化有关。

与化学农药相比,木霉菌制剂不仅实现了 comparable 的防治效果(如 T154+Tween 80 对卵的抑制率接近化学杀虫剂吡丙醚的 97.9%),更避免了化学残留和抗药性问题。此外,田间应用策略的优化(如成虫羽化一周后喷雾)为实际推广提供了操作指南。尽管研究未涉及木霉菌对葡萄园昆虫群落的影响,但作为环境友好型生物防治剂,其在综合害虫管理(IPM)中的潜力值得进一步探索。

这项研究不仅为葡萄虎天牛的绿色防控提供了新工具,也为其他蛀木害虫的生物防治开辟了思路。随着全球对可持续农业的关注日益增加,木霉菌等昆虫病原真菌的应用有望在减少化学依赖、保护生态平衡方面发挥更重要的作用。未来研究可进一步拓展至不同地理区域的菌株筛选、与其他生物防治剂的协同作用,以及对非靶标生物的安全性评估,以推动该技术的商业化应用。

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