综述:昆虫病原真菌作为榆树守护者:针对小蠹属及其相关长喙壳属的双重作用生物防治剂综述

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Invertebrate Pathology 3.6

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  这篇综述系统探讨了昆虫病原真菌(EPFs)在防治榆树荷兰榆树病(DED)中的双重潜力,既可作为生物杀虫剂靶向媒介昆虫小蠹属(Scolytus spp.),又能抑制病原体长喙壳属(Ophiostoma spp.)。文章指出当前研究仅聚焦于127种小蠹属中的20种媒介,并筛选出14种EPFs(如Metarhizium anisopliae和Beauveria bassiana),其中5种兼具抗真菌活性。环境因素(温度、紫外线)和化学药剂可能影响EPFs效能,但现有证据支持其作为综合病虫害管理(IPM)的生态友好方案。

  

昆虫病原真菌:榆树生态系统的双重防线

Abstract
榆树作为河岸生态系统的关键物种,因荷兰榆树病(DED)遭受严重损失。研究发现,小蠹属(Scolytus)127个物种中仅20种传播DED,而昆虫病原真菌(EPFs)对媒介昆虫和病原菌Ophiostoma ulmi/O. novo-ulmi的双重控制潜力尚未充分开发。现有研究集中在S. scolytus、S. multistriatus和S. schevyrewi,筛选出14种EPFs,其中5种(如Metarhizium anisopliae和Beauveria bassiana)兼具抗真菌活性。环境因素(温度、紫外线)和农药可能干扰EPFs效能,但现有数据支持其作为生态友好型综合管理策略的核心。

Introduction
榆属(Ulmus)植物在科学、生态及城市景观中具有重要价值,但20世纪DED的爆发导致全球数千万榆树死亡。病原体Ophiostoma ulmi和O. novo-ulmi通过小蠹属昆虫传播,其共生关系加剧了病害扩散。历史上,化学药剂(如carbendazim和acephate复配)和生物制剂Dutch Trig?(Verticillium albo-atrum)曾用于防控,但EPFs因其对昆虫和真菌的双重作用成为更可持续的解决方案。

Elm bark beetles: Focusing on the genus Scolytus as potential vectors of DED
小蠹属127个物种中,S. scolytus、S. multistriatus和S. schevyrewi是欧亚及北美DED主要媒介。这些甲虫通过繁殖行为将Ophiostoma孢子带入榆树维管束,而真菌在虫道内的腐生阶段进一步促进传播。

Scolytus-Ophiostoma relationship: A destructive combination
DED传播依赖小蠹属与Ophiostoma的共生。甲虫取食或产卵时携带孢子,而真菌通过菌丝阻塞导管并诱发宿主防御反应,最终导致树木死亡。春季分生孢子释放与甲虫羽化周期同步,确保传播持续性。

Infection mechanisms of EPFs
EPFs(如Ascomycota的Metarhizium和Beauveria)通过附着胞穿透昆虫体壁,分泌蛋白酶(如Pr1)和几丁质酶破坏宿主结构。部分菌株还能产生次级代谢产物(如destruxins),直接抑制Ophiostoma生长。

EPFs: Biocontrol agents of DED vectors
针对Scolytus的EPFs研究中,Beauveria bassiana对S. multistriatus的致死率达89%,而Metarhizium anisopliae可缩短甲虫寿命50%。然而,仅36%的测试EPFs(如Trichoderma harzianum)同时表现出抗Ophiostoma活性。

Environmental challenges
EPFs效能在25°C时最佳,但紫外线辐射可使其半衰期缩短至2小时。农药(如杀菌剂)可能抑制真菌孢子萌发,而榆树树皮pH值(5.5–7.0)也影响定殖成功率。

Future perspectives
结合树干注射(如Dutch Trig?模式)和林间喷雾可能提升EPFs应用效果。基因工程改造菌株(如过氧化氢酶增强型Beauveria)或可缓解环境胁迫,而纳米载体技术有望延长孢子田间存留时间。

Conclusions
EPFs作为DED综合治理工具,需进一步研究其种间特异性、环境适应性及规模化生产工艺。尽管当前数据有限,但双重作用机制为榆树保护提供了兼具生态和经济效益的新途径。

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