免费文献传递   相关文献

Effect of tree-inhabitant fungi on the life cycle of the dispersal forms of Bursaphelenchus xylophilus (Nematoda: Aphelenchoididae) carried by Monochamus alternatus (Coleoptera: Cerambycidae) in vitro

树栖真菌对扩散型松材线虫生活史的影响



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  45(2): 121 ̄129(2015)
收稿日期: 2013 ̄11 ̄12ꎻ 修回日期: 2014 ̄12 ̄25
基金项目: 国家林业公益性行业科研专项经费(200904061)
通讯作者: 张星耀ꎬ研究员ꎬ博导ꎬ主要从事森林病害的分子生态研究ꎻTel: 010 ̄62889068ꎬ E ̄mail: xyzhang@caf.ac.cn
第一作者: 吕全ꎬ男ꎬ内蒙古四子王旗人ꎬ副研究员ꎬ博士ꎬ主要从事森林病害的分子生态研究ꎻE ̄mail: luquan@caf.ac.cnꎮ
doi:10.13926 / j.cnki.apps.2015.02.002
树栖真菌对扩散型松材线虫生活史的影响
吕 全1ꎬ 刘慧敏1ꎬ 曾凡勇1ꎬ 陈卫平2ꎬ 李成喜3ꎬ 张星耀1∗
( 1中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所ꎬ国家林业局森林保护学重点实验室ꎬ北京 100091ꎻ
2浙江省林业有害生物防治检疫局ꎬ杭州 310000ꎻ 3内蒙古赤峰市克什克腾旗广兴林场ꎬ赤峰 025350)
摘要:松材线虫病是一种涉及多个生物因子的复杂病害系统ꎬ其病原松材线虫的生活史受媒介昆虫、寄主、树栖真菌和伴生
细菌等多种因素影响ꎮ 利用感染松材线虫病的马尾松林内的两种优势内栖真菌的 3 个菌株ꎬ松球壳孢( Sphaeropsis
sapinea)E11、MHS7.3和小孢拟盘多毛孢(Pestalotiopsis microspora)M32ꎬ接种于松褐天牛模拟蛹室ꎬ研究松褐天牛蛹期和
羽化过程松材线虫种群动态ꎬ以及松褐天牛携带扩散型松材线虫的动态变化ꎮ 结果表明ꎬ天牛发育处于蛹期时ꎬ松材线虫
主要以扩散型三龄幼虫(JⅢ)附着于天牛体表ꎻ发育至羽化期时ꎬ松材线虫主要以扩散型四龄幼虫( JⅣ)位于天牛体内ꎮ 不
同优势内栖真菌接种处理下ꎬ松褐天牛携带的扩散型幼虫数量的大小顺序为:小孢拟盘多毛孢 M32>松球壳孢 E11>松球壳
孢 MHS7.3ꎬ这与模拟蛹室中松材线虫种群的大小顺序是一致的ꎬ表明松褐天牛携带的线虫数目与蛹室中线虫种群的大小
关系密切ꎮ 在松褐天牛携带的 JⅢ、JⅣ和扩散型幼虫(JⅢ+JⅣ)占线虫种群比例方面ꎬ松球壳孢 E11和MHS7.3均大于小孢拟
盘多毛孢 M32ꎬ显示不适宜繁殖的真菌能促进群体内更多个体转化为扩散型虫态ꎮ JⅣ在蛹期的第二天即从天牛体内分离
得到ꎬ但数量极少ꎬ随着 JⅢ在羽化前达到最大值ꎬJⅣ也开始大量出现ꎬ预示着较大 JⅢ种群数量可能是 JⅣ大量发生的基础条
件之一ꎮ 研究结果表明在松材线虫的扩散过程中ꎬ松林优势树栖真菌对媒介天牛携带的松材线虫数量产生显著影响ꎮ
关键词:松褐天牛ꎻ 羽化ꎻ 小孢拟盘多毛孢ꎻ 松球壳孢
Effect of tree ̄inhabitant fungi on the life cycle of the dispersal forms of Bursaphe ̄
lenchus xylophilus (Nematoda: Aphelenchoididae) carried by Monochamus alter ̄
natus (Coleoptera: Cerambycidae) in vitro   LÜ Quan1ꎬ LIU Hui ̄min1ꎬ ZENG Fan ̄yong1ꎬ
CHEN Wei ̄ping2ꎬ LI Cheng ̄xi3ꎬ ZHANG Xing ̄yao1   ( 1Research Institute of Forest Ecologyꎬ Environment and
Protectionꎬ Chinese Academy of Forestryꎬ Key Lab of Forest Ecology and Protection of State Forestry Administrationꎬ Beijing
100091ꎬ Chinaꎻ 2Management and Quarantine Bureau of Forestry Pests in Zhejiang Provinceꎬ Hangzhou 31000ꎬ Chinaꎻ 3Guang
Xing Forest Farm of KeShiKeTeng Countyꎬ Chifeng 025350ꎬ China)
Abstract: Pine wilt disease primarily caused by pine wood nematodeꎬ Bursaphelenchus xylophilus is a disease
complex involved with a series of biotic factorsꎬ including vector beetlesꎬ host pinesꎬ tree ̄inhabitant fungi and
associated bacteriaꎬ which directly impacts the life cycle of the nematode and contributes to the wilt syndrome to
some extent. Three strains of two dominant fungi isolated from the infected Pinus massoniana forests in eastern
Chinaꎬ Zhejiang Provinceꎬ were tested as the potential food for propagation of the nematodeꎬ B. xylophilusꎬ and
the effect of these tree ̄inhabitant fungi on the formation of dispersal larvae of the nematode were also evaluated
during the pupation and eclosion of Monochamus alternatus in mimic pupal chambers. The results showed that
the third ̄stage dispersal juveniles (JⅢ) of the nematode were mainly carried by the pupae stage of the beetles on
the body surfaceꎻ and the fourth ̄stage dispersal juveniles ( JⅣ) of the nematode were carried by the eclosed
beetles inside their bodies. Of the three strainsꎬ Pestalotiopsis microspora M32 could increase the nematode
 
植物病理学报 45卷
population to its highest level and the inoculated chambers contained the beetles with the highest amounts of
dispersal juveniles. In comparisonꎬ two strains of Sphaeropsis sapineaꎬ E11 and MHS7.3 could only maintain the
nematode population at lower levels and the dispersal juveniles carried by the treated beetles were also at lower
levels. The proportion of the dispersal nematodes (JⅢ+JⅣ) in total nematodes in M32 treatment was much lower
than that in E11 and MHS7.3 treatmentsꎬ indicating the unsuitable fungi induced the conversion of the nematodes
from propagative forms to dispersal forms. JⅣ first appeared two days after the beetle pupation and then
dramatically increased at the beginning of eclosion. JⅢ reached to peak before eclosion in P. microspora inocula ̄
tion predicted the large amount of JⅢ might be necessary for them to molt to JⅣ. We concluded that the tree ̄in ̄
habitant fungi can significantly impact the spread efficiency of B. xylophilus vectored by M. alternatusꎬ which on
the other hand provides a new insight for the disease management.
Key words: Monochamus alternatusꎻ enclosionꎻ Pestalotiopsis microsporaꎻ Sphaeropsis sapinea
中图分类号: S432.44          文献标识码: A          文章编号: 0412 ̄0914(2015)02 ̄0121 ̄09
    松材线虫病是以病原松材线虫为主导的ꎬ综合
有人为及社会因素、媒介昆虫、寄主松树、树栖真菌
和伴生细菌以及其它非生物环境因素互作的复杂
病害系统ꎮ 病原松材线虫 [Bursaphelenchus xylo ̄
philus (Steiner and Buhrerꎬ 1934) Nickleꎬ 1970]
被认为是 20世纪 80年代初由境外传入我国[1]ꎬ曾
给日本、中国和韩国带来了巨大的经济损失和生态
压力ꎮ 松材线虫病病害系统的复杂性直接导致其
难以防治ꎬ其病程反应和致病机理也仍然存在争
论ꎬ为病害的防治带来困难[2~4]ꎮ
    松材线虫需要媒介昆虫的携带传播完成病害
的扩散和侵染ꎬ 这些媒介集中在墨天牛属
(Monochamus spp.)的昆虫种类上ꎮ 研究表明ꎬ松
材线虫与墨天牛的生活史相互偶联ꎮ 松材线虫的
生活史包括繁殖型和扩散型两个阶段ꎬ当环境条件
不适宜时ꎬ由繁殖型二龄幼虫(J2)转变为扩散型三
龄幼虫(JⅢ)ꎬ并向天牛蛹室周围聚集ꎬ在天牛成虫
羽化前ꎬ松材线虫扩散型三龄幼虫蜕皮变为扩散型
四龄幼虫(JⅣ)ꎬ通过气孔进入刚羽化的、体壁尚未
完全骨化的天牛成虫呼吸系统ꎮ 随后ꎬ天牛成虫进
行补充营养取食或者产卵时ꎬ线虫从天牛气管逸
出ꎬ并从天牛取食或产卵造成的伤口进入新的寄主
植物体内[5ꎬ 6]ꎮ 因此 JⅣ型幼虫是松材线虫生活史
中重要的一个虫态ꎬ是种群形成和扩散的关键ꎮ 天
牛携带的松材线虫越多ꎬ侵染健康松树的松材线虫
病原就越多[7]ꎮ 接种试验表明松材线虫接种体数
量直接影响病害的发展速率[8ꎬ 9]ꎮ 在我国ꎬ松褐天
牛是松材线虫主要的传播媒介[1ꎬ 3ꎬ 10~13]ꎮ 自然界
中天牛蛹室往往由于各种真菌的侵染发生蓝变ꎬ寄
主体内的这些树栖真菌与松材线虫种群大小有密
切关系[3ꎬ 8ꎬ 14~19]ꎮ 松材线虫在长叶松(Pinus palus ̄
tris)上首次发现时就已经注意到了线虫和包括蓝
变菌在内的树栖真菌之间的密切联系[20]ꎮ 关于树
栖真菌在松材线虫病中扮演的作用ꎬ目前的研究普
遍认为:松材线虫侵入寄主后通过分泌纤维素酶破
坏寄主薄璧细胞ꎬ或产生空穴化、毒素等因素导致
寄主衰弱、死亡ꎬ之后线虫开始取食树栖真菌ꎬ其种
群得以扩大和维持ꎬ从而为羽化的媒介昆虫提供大
量的接种体完成下一个侵染循环[8ꎬ 14ꎬ 15ꎬ 18ꎬ 21ꎬ 22]ꎮ
    本文通过建立内栖真菌接种天牛模拟蛹室的
研究体系ꎬ首次开展了马尾松林优势内栖真菌在松
褐天牛蛹期和羽化过程中ꎬ对松材线虫种群动态变
化的影响规律研究ꎬ以及扩散型松材线虫幼虫的形
成和消长变化等生活史特征ꎬ以期明确我国马尾松
林生态系统内ꎬ松材线虫种群的形成及其结构在病
害传播与扩散中的作用ꎮ
1  材料与方法
1.1  材料来源
    3株供试真菌分离自浙江富阳、平湖和舟山的
感染松材线虫病马尾松的寄主木质部内ꎬ其中松球
壳孢[Sphaeropsis sapinea (Fr.) Dyko &B. Sutton]
菌株 E11分离自马尾松纯林ꎬ该种为第一优势菌
种ꎬ优势度为 36.7%ꎻ松球壳孢( S. sapinea)菌株
MHS7.3 分离自马尾松与黑松的混交林ꎬ该种为第
一优势菌种ꎬ优势度为 17. 7%ꎻ小孢拟盘多毛孢
M32 [Pestalotiopsis microspora (Speg.) G.C. Zhao
221
 
  2期 吕 全ꎬ等:树栖真菌对扩散型松材线虫生活史的影响
&N. Li]菌株 M32ꎬ该种为该生态系统第二优势菌
种ꎬ优势度为 10.0%ꎮ 菌株的分离采用常规表面消
毒法ꎬ鉴定采用形态学和 ITS 与 LSU 序列比对相
结合[23]ꎮ 供试松材线虫虫株(NXY61)分离自浙
江舟山马尾松病死木ꎮ 寄主组织木块为采自浙江
省富阳市的健康马尾松木质部ꎮ 从野外马尾松木
质部内收集供试松褐天牛老熟幼虫ꎮ 对老熟幼虫
进行随机抽样贝尔曼漏斗法分离松材线虫ꎬ全部没
有检测到线虫个体ꎮ 所有供试材料保存于中国林
科院森林病理研究室ꎮ
1.2  试验方法
    将松褐天牛的老熟幼虫ꎬ装在盛有人工饲料的
透明小瓶中ꎬ置于 25℃下黑暗培养ꎬ待其化蛹ꎮ 5
至 7月期间ꎬ每隔 4个小时观察一次天牛老熟幼虫
的化蛹情况ꎬ挑出刚化蛹的天牛置于 6 ~ 8℃冰箱
中ꎬ使其滞育备用ꎬ贮存最长不超过 2 个月ꎮ 将处
于蛹期初始阶段的松褐天牛实行短时间低温滞育
处理ꎬ可以成功的将其发育严格控制在蛹期的第一
天ꎬ得到发育历期高度一致的供试天牛个体ꎮ 试验
即将开始前ꎬ将化蛹第一天的天牛从冰箱中取出ꎬ
在常温下放置半小时ꎬ松褐天牛蛹的尾部不断摆
动ꎬ证明其还有很强的生活力ꎮ 将天牛进行表面消
毒ꎬ消毒方法为:先在 70%的酒精中浸泡 5 S 后取
出ꎬ再用 0.1%的升汞处理 4 minꎬ然后用无菌水清
洗 7~8次ꎮ 将消毒完毕的松褐天牛放在超净台上
吹干待用ꎮ
    试验用松材线虫株系首先繁殖培养于松球壳
孢 E11菌落上ꎬ贝尔曼漏斗法分离并进行表面消
毒[12]ꎮ 消毒后的松材线虫制成无菌水悬浮液
(7 800条􀅰mL-1)供接种备用ꎬ接种线虫种群的幼
虫与成虫比例为 3.2 ∶ 1ꎬ成虫性比为 8.33 ∶ 1ꎮ
    试验在人工模拟天牛蛹室的离体环境条件[24]
下进行ꎮ 首先将健康马尾松木质部切割成 2.5 cm
×2.5 cm×5 cm的长方体木块ꎬ钻椭圆形洞(1.7 cm
×1.2 cm×4 cm)模拟松褐天牛的蛹室ꎬ置于可密封
圆柱形玻璃培养瓶内ꎬ121℃高压灭菌 3 hꎮ 随后在
每个灭菌木块上接种从生长旺盛的上述 3 个菌株
菌落边缘切取的 6 mm 直径的菌饼 3 个ꎮ 置于
25℃下黑暗培养ꎮ 10 d 后真菌长满木块ꎬ在每个
木块的小孔内接种上述线虫液 0.5 mLꎮ 继续25℃
黑暗培养ꎮ 松材线虫接种一个月后ꎬ每个模拟蛹室
内接种 1头表面消毒的处于蛹期第一天的松褐天
牛ꎮ 继续 25℃黑暗培养ꎮ 每个处理设 3 个重复ꎮ
以不接松褐天牛的处理为空白对照ꎮ 所有供试松
褐天牛个体在模拟蛹室内ꎬ有真菌和松材线虫接种
处理下ꎬ经 12±0.5 d正常羽化ꎮ
    在松褐天牛处于蛹期第 2、4、6、8、9、10、11 和
12 d及羽化期的前 6 d 共计 14 个点取样ꎬ采用贝
尔曼漏斗法对松材线虫进行分离计数ꎬ包括寄主组
织木块表面和内部、培养瓶内壁、松褐天牛蛹及成
虫体表体内等各处的线虫ꎬ统计线虫总数及松褐天
牛携带的 JⅢ和 JⅣ数量ꎮ 扩散型三龄幼虫同营养
繁殖期中的各龄幼虫相比ꎬ具有更深的体色和更宽
更钝的半圆形尾端ꎬ体色因储藏密集颗粒状物质在
体内所致ꎮ 扩散型四龄幼虫唇部为高出的圆顶状ꎬ
形成不完善ꎬ不见口针ꎬ中食道球不明显ꎬ食道和食
道腺退化ꎮ 尾部圆锥状ꎬ端部上翘ꎮ 体内有深色颗
粒密集部分ꎬ体表有粘性物质[25]ꎮ
    数据处理与分析采用 SPSS(10.0)统计软件进
行方差分析和多重比较ꎬ利用 Excel 2003制图ꎮ
2  结果与分析
2.1  松材线虫种群在松褐天牛发育历期的动态变化
    在松褐天牛的蛹期和羽化期当中ꎬ3 个真菌菌
株培养的松材线虫种群大小总体上都呈稳定趋势ꎮ
松褐天牛的存在对松材线虫的繁殖与没有松褐天
牛只接种真菌的对照处理相比ꎬ没有显著差异
(P>0.1)ꎮ 3个菌株处理下种群的大小依次为小孢
拟盘多毛孢 M32 >松球壳孢 E11 >松球壳孢
MHS7.3(图 1)ꎮ 其中小孢拟盘多毛孢对松材线虫
种群的繁殖作用远远大于松球壳孢的 2 个菌株处
理ꎬ有极显著差异(P<0.001)ꎬ而松球壳孢的 2 个
菌株之间对于松材线虫的繁殖没有显著影响
(P>0.05)ꎮ松球壳孢相较于小孢拟盘多毛孢不适
宜作为松材线虫的营养来源ꎬ其处理下的松材线虫
种群始终维持在初始接种数量的水平ꎮ
    在 3个菌株处理中的松褐天牛个体ꎬ无论处于
蛹期还是羽化期ꎬ都能携带松材线虫ꎮ 蛹期时ꎬ线
虫主要位于天牛表面ꎬ并且绝大多数为扩散型三龄
幼虫ꎻ羽化期时ꎬ线虫主要位于天牛的体内ꎬ并且绝
大多数为扩散型四龄幼虫ꎮ 松褐天牛携带的除扩
散型松材线虫幼虫外ꎬ繁殖型幼虫和成虫比例极小
(<1%)ꎮ
321
 
植物病理学报 45卷
Fig. 1  Effect of different tree ̄inhabitant fungi on the total number of PWN (Bursaphelenchus
xylophilus) in experimental chamber during the development of Monochamus alternatus
Fig. 2  Effect of different tree ̄inhabitant fungi on the JⅢ( third ̄stage dispersal juveniles)
number of PWN (Bursaphelenchus xylophilus) vectored by Monochamus alternatus
in experimental chamber during the beetle development
.
2.2  松褐天牛携带 JⅢ随发育历期的动态变化
    在小孢拟盘多毛孢 M32 接种处理中ꎬ松褐天
牛处于蛹期时ꎬ携带的 JⅢ数目呈上升趋势ꎬ蛹期第
11天达到最大ꎻ而羽化期时呈下降趋势ꎮ 松球壳
孢 E11和 MHS7.3处理中ꎬ在 14次取样过程中ꎬ天
牛携带的 JⅢ数目总体上呈下降趋势(图 2)ꎮ
    天牛携带的 JⅢ数目总体上从大到小的顺序
为:小孢拟盘多毛孢 M32>松球壳孢 E11>松球壳
孢MHS7.3ꎮ 其中ꎬ小孢拟盘多毛孢M32的处理下
天牛携带的 JⅢ数目远大于松球壳孢 2 个菌株的处
理ꎮ 接种有小孢拟盘多毛孢 M32 处理的 JⅢ数目
与另外两个处理差异显著(P 均小于 0.05)ꎮ 松球
壳孢 E11 和 MHS7.3 的两个处理的扩散型三龄数
目不存在显著差异(P>0.05)ꎮ 与上述线虫种群大
421
 
  2期 吕 全ꎬ等:树栖真菌对扩散型松材线虫生活史的影响
小规律一致ꎮ
    松褐天牛处于蛹期时ꎬ3 个菌株处理中的天牛
携带 JⅢ所占线虫总数的比例呈增大趋势ꎻ而天牛
羽化后ꎬ此比例则呈减小趋势ꎮ 总体上ꎬ天牛携带
的 JⅢ所占线虫总数比例的大小顺序为:松球壳孢
MHS7.3>松球壳孢 E11 >小孢拟盘多毛孢 M32ꎮ
JⅢ是松材线虫在不适宜环境条件下能够长期忍受
饥饿的一种虫态ꎮ 由于松球壳孢不适宜松材线虫
种群的繁殖ꎬ表现出不适宜繁殖的真菌刺激促进了
群体内更多个体转化为持久型虫态[26]ꎮ
2.3  松褐天牛携带 JⅣ随发育历期的动态变化
    从试验的第一次取样(蛹期第二天)即在 3 个
处理中都检测到了 JⅣ的出现ꎮ 在 3 种真菌的接种
处理中ꎬ松褐天牛携带的 JⅣ数目都呈曲折上升状
态ꎬ尤其是天牛羽化后ꎬ天牛携带的 JⅣ数目急剧增
大ꎮ 总体来讲ꎬ天牛携带的 JⅣ数目的大小顺序为:
小孢拟盘多毛孢 M32>松球壳孢 E11>松球壳孢
MHS7.3(图 3)ꎮ 对于接有 3 种真菌的处理ꎬ天牛
携带的 JⅣ数目在羽化第 6天表现出显著差异ꎮ
    天牛携带的 JⅣ幼虫占线虫总数比例的大小顺
序为:松球壳孢 E11>松球壳孢 MHS7.3>小孢拟盘
多毛孢 M32ꎮ 对于接有松球壳孢 E11 和小孢拟盘
多毛孢 M32的处理ꎬ天牛携带的 JⅣ幼虫占线虫总
数比例存在显著差异(P<0.05)ꎬ 而接有松球壳孢
MHS7.3的处理相比另外两个处理ꎬ天牛携带的 JⅣ
幼虫占线虫总数比例没有显著差异ꎮ
2.4  松褐天牛携带扩散型线虫(JⅢ +JⅣ)随发育
历期的动态变化
    在接有 3种真菌的处理中ꎬ天牛携带的两种扩
散型幼虫总数( JⅢ +JⅣ)总体呈明显上升状态ꎮ 3
种处理下的扩散型幼虫数目的大小顺序为:小孢拟
盘多毛孢 M32>松球壳孢 E11>松球壳孢 MHS7.3
(图 4)ꎮ 这与 3 个处理的线虫总数以及两种虫态
各自群体数量大小顺序一致ꎮ 对于接有 3 种真菌
的处理ꎬ松褐天牛携带的扩散型幼虫数目差异是显
著的(P均小于 0.05)ꎮ
    在接有 3种真菌的处理中ꎬ天牛携带的扩散型
幼虫占线虫总数比例也呈明显上升状态ꎬ尤其是第
八次取样以后(天牛处于羽化前一天)ꎬ此比例明
显增大ꎮ 总体来讲ꎬ松褐天牛携带的扩散型幼虫占
线虫总数比例的大小顺序为:松球壳孢 E11>松球
壳孢 MHS7.3>小孢拟盘多毛孢 M32(图 5)ꎮ
    对于接有松球壳孢 E11 和小孢拟盘多毛孢
M32的处理ꎬ天牛携带的扩散型幼虫占线虫总数
的比例存在显著差异(P<0.05)ꎬ而接有松球壳孢
MHS7.3 的处理相比另外两个处理ꎬ天牛携带的扩
散型幼虫占线虫总数的比例没有显著差异ꎮ
Fig. 3  Effect of different tree ̄inhabitant fungi on the JⅣ( fourth ̄stage dispersal juveniles)
number of PWN (Bursaphelenchus xylophilus) vectored by Monochamus alternatus
in experimental chamber during the beetle development
521
 
植物病理学报 45卷
Fig. 4  Effect of different tree ̄inhabitant fungi on the JⅢ+JⅣ(dispersal nematodes)
number of PWN (Bursaphelenchus xylophilus) vectored by Monochamus alternatus
in experimental chamber during the beetle development
Fig. 5  Effect of different tree ̄inhabitant fungi on the proportion of JⅢ+JⅣ(dispersal
nematodes) vectored by Monochamus alternatus to total number of PWN (Bursaphelenchus
xylophilus) in experimental chamber during the beetle development
3  结论与讨论
    本论文在离体条件下ꎬ构建了树栖真菌、松材
线虫和松褐天牛 3 个试验种群同处于一个模拟蛹
室的研究体系ꎮ 利用对松材线虫病复合系统的模
拟ꎬ研究了我国松材线虫病主要疫区浙江省不同松
林生态系统的优势真菌种类ꎬ对松材线虫种群繁殖
的作用ꎬ以及对扩散型幼虫的形成和增长规律的生
活史影响ꎮ 结果表明松褐天牛携带的线虫数目与
蛹室中线虫种群的大小关系密切ꎬ而不同真菌对蛹
室中线虫种群大小有显著影响ꎬ同种真菌的不同菌
株对松材线虫种群的作用没有表现出明显差异ꎮ
621
 
  2期 吕 全ꎬ等:树栖真菌对扩散型松材线虫生活史的影响
与野外自然状态下松褐天牛携带的松材线虫数量
相比ꎬ本试验种群松褐天牛的线虫携带量明显低于
野外ꎬ这可能与模拟蛹室内ꎬ人工饲养的天牛对线
虫的承载能力有限有关[24]ꎮ 随着蛹期和羽化历期
的进程ꎬ扩散型三龄幼虫的数量在羽化前达到峰值
后迅速降低ꎬ而扩散型四龄幼虫数量在羽化期迅速
增大ꎮ 扩散型四龄幼虫的形成以及被媒介昆虫的
大量携带ꎬ是松材线虫病完成侵染循环的一个重要
环节ꎬ保证了病害扩散蔓延的同时ꎬ延续了病原种
群在自然界的不断存活[27]ꎮ
    将人工培养下的处于蛹期第一天的松褐天牛
进行低温滞育处理ꎬ可以得到化蛹和羽化发育历期
高度一致的天牛个体ꎮ 过去用于研究携带松材线
虫的松褐天牛试验种群ꎬ多是从卵开始培养获
得[24ꎬ 28]ꎮ 与从卵建立试验种群以保证松褐天牛在
接种处理前不携带松材线虫相比ꎬ本研究对随机抽
取的松褐天牛老熟幼虫进行松材线虫的分离ꎬ全部
没有检测到线虫个体ꎮ
    在试验中松褐天牛处于蛹期的第二天即分离
到了 JⅣꎮ 也有研究报道 JⅣ最早出现在天牛蛹期
第 7天[24]ꎮ 本研究中ꎬ在松褐天牛的蛹和成虫上
都分离到了松材线虫ꎬ蛹体上主要分离到 JⅢꎬ并且
位于蛹表面ꎻ成虫虫体上主要分离到 JⅣꎬ几乎全部
位于天牛体内ꎮ 与北美的卡墨天牛(Monochamus
carolinensis) [29]和日本的松褐天牛[24]的研究结果
一致ꎮ
    在天牛携带的 JⅢ数量方面ꎬ接有小孢拟盘多
毛孢 M32的处理先上升后下降ꎬ而另外两种处理
则呈下降的趋势ꎮ 在天牛携带的 JⅢ比例方面ꎬ3
种处理均先上升后下降ꎬ表明天牛羽化前ꎬJⅢ不断
向天牛蛹体上聚集ꎬ天牛羽化后释放的某种物质促
使体表的 JⅢ转化为 JⅣ[24ꎬ 27]ꎮ 3 个处理对松褐天
牛携带的 JⅣ数量、JⅣ比例、扩散型幼虫( JⅢ + JⅣ)
数量和比例ꎬ均呈上升趋势ꎬ说明在天牛羽化过程ꎬ
不断有 JⅢ转变为 JⅣ进入天牛体内[30]ꎮ 天牛的匀
浆可诱导 JⅣ的形成[31]ꎬ无论天牛是否存在ꎬJⅢ均
可以形成ꎬ但 JⅣ的形成依赖于天牛的存在[29ꎬ 32]ꎮ
从 JⅢ到 JⅣ的转变ꎬ与松褐天牛所处发育阶段的关
系十分密切ꎬ大多数蛹室中的 JⅢ在昆虫被移走后ꎬ
均变为繁殖型四龄[30]ꎮ
    本文用 3株真菌繁殖松材线虫ꎬ线虫的种群随
时间都呈现周期性的变化规律ꎬ这可能与松材线虫
本身的繁殖周期有关ꎮ 研究发现ꎬ在 25℃下ꎬ用不
同的真菌培养松材线虫ꎬ线虫的发育历期是不同
的ꎮ 在长喙壳、毛壳菌和镰刀菌上发育历期为 4
天ꎬ灰葡萄孢上为 5 天ꎬ盘多毛孢上为 6 天[2]ꎮ 本
研究中ꎬ3株真菌培养条件下ꎬ松材线虫种群随时
间的变化周期的长短顺序为:松球壳孢 MHS7.3<
小孢拟盘多毛孢 M32<松球壳孢 E11ꎮ
    树体内的不同优势树栖真菌ꎬ对松材线虫种群
数量以及松褐天牛携带的松材线虫数量有很大影
响ꎮ 本研究所用松材线虫感病林分离的两种优势
树栖真菌中ꎬ小孢拟盘多毛孢是实验室内常用的一
种松材线虫繁殖和保存食料[33]ꎬ而松球壳孢是我
国南方松林的重要松枯梢病的病原菌ꎬ其潜伏侵染
现象十分普遍[34ꎬ 35]ꎮ 尽管在试验中对松材线虫种
群繁殖和松褐天牛携带松材线虫数量的影响上ꎬ没
有小孢拟盘多毛孢作用大ꎬ但其由于具备寄主受胁
迫后表现出明显致病性的特征ꎬ与松材线虫复合感
染松林生态系统是否存在协同效应ꎬ增大病害复合
系统的致病力ꎬ值得深入研究ꎮ 另外ꎬ自然界同一
棵树体以及同一个天牛坑道和蛹室的树栖真菌往
往不是单一种类的ꎬ除优势种外ꎬ其余关键种以及
协同作用对松材线虫种群和病害发生的作用ꎬ也需
要进一步研究ꎮ
参考文献
[1]   Yang B Jꎬ Pan H Yꎬ Tang Jꎬ et al. Pine wilt disease
( in Chinese) [M] . Beijing: China Forestry Press (北
京: 中国林业出版社)ꎬ 2003ꎬ 1~9ꎬ 147-149.
[2]   Yang B J. Advance in research of pathogenic mecha ̄
nism of pine wood nematode ( in Chinese) [J] . Forest
Pest and Disease (中国森林病虫)ꎬ 2002ꎬ 21(1): 27
-31ꎬ 14.
[3]   Yan D Hꎬ Lv Qꎬ Zhang X Y. Pine wilt disease [A] .
Zhang X Yꎬ Luo Y Q. Major forest diseases and insect
pests in China ( in Chinese) [M] . Beijing: China For ̄
estry Press (北京: 中国林业出版社)ꎬ 2003ꎬ 1-20.
[4]   Wang Zꎬ Wang C Yꎬ Fang Z Mꎬ et al. 2010.
Advances in research of pathogenic mechanism of pine
wilt disease [ J ] . African Journal of Microbiology
Researchꎬ 4(6)ꎬ 437-442.
[5]   Kondo E. SEM observations on the intratracheal
existence and cuticle surface of the pine wood
721
 
植物病理学报 45卷
nematodeꎬ Bursaphelenchus xylophilusꎬ associated with
the cerambycid beetleꎬ Monochamus carolinensis [ J] .
Applied Entomology and Zoologyꎬ 1986ꎬ 21(2): 340
-346.
[6]   Linit M J. Transmission of pine wood nematode
through feeding wounds of Monochamus carolinensis
(Coleoptera: Cerambycidae) [J] . Journal of Nemato ̄
logyꎬ 1990ꎬ 22:231-236.
[7]   Togashi K. Transmission curves of Bursaphelenchus
xylophilus ( Nematoda: Aphelenchoididae ) from its
vectorꎬ Monochamus alternatus (Coleoptera: Ceram ̄
bycidae)ꎬ to pine trees with reference to poplation per ̄
mance [ J] . Applied Entomology and Zoologyꎬ 1985ꎬ
20(3):246-251.
[8]   Kobayashi Tꎬ Sasaki Kꎬ Mamiya Y. Fungi associated
with Bursaphelenchus lignicolusꎬ the pine wood nema ̄
tode ( I) [ J] . Journal of Japanese Forestry Societyꎬ
1974ꎬ 56: 136-145.
[9]   Asai Eꎬ Futai K. Effects of inoculum density of pine ̄
wood nematode on the development of pine wilt disease
in Japanese black pine seedlings pretreated with simula ̄
ted acid rain [ J] . Forest Pathologyꎬ 2005ꎬ 35ꎬ 135-
144.
[10] Maniya Yꎬ Enda N. Transmission of Bursaphelenchus
lignicola (Nematoda: Aphelenchoidae) by Monocham ̄
us alternatus ( Coleopteran: Cerambycidae ) [ J ] .
Nematologicaꎬ 1972ꎬ 18: 159-162.
[11] Mamiya Y. Origin of the pine wood nematode and its
distribution outside the United States [A] . Wingfield
M J. Pathogenicity of the Pine Wood Nematode [C] .
USA: APS Pressꎬ 1987ꎬ 59-65.
[12] Linit M J. Nematode ̄vector relationship in the pine wilt
disease system [J] . Journal of Nematologyꎬ 1998ꎬ 20
(2):227-235.
[13] Chai X Mꎬ Jiang P. Occurrence and management of
pine wilt disease ( in Chinese) [M] . Beijing: China
Agriculture Press (北京: 中国农业出版社)ꎬ 2003ꎬ 1
-8ꎬ 204-213.
[14] Kobayashi Tꎬ Sasaki Kꎬ Mamiya Y. Fungi associated
with Bursaphelenchus lignicolusꎬ the pine wood nema ̄
tode ( II) [ J] . Journal of Japanese Forestry Societyꎬ
1975ꎬ 57: 184-193.
[15] Fukushige H. Propagation of Bursaphelenchus xylophi ̄
lus (Nematoda: Aphelenchoididae) on fungi growing
in pine ̄shoot segments [ J] . Applied Entomology and
Zoologyꎬ 1991ꎬ 26(3):371-376.
[16] Yang B J. Studies on the growth and propagation of
Bursaphelenchus xylophilus and B. mucronatus in wood
and fungi ( in Chinese) [J] . Forest Research (林业科
学研究)ꎬ 1993ꎬ 6(4): 403-408.
[17] Zeng Y Sꎬ Feng Z X. Studies on culture of the
pine-wood nematodeꎬ Bursaphelenchus xylophilus ( in
Chinese) [ J ] . Journal of Zhongkai Agrotechnical
College (仲恺农业技术学院学报)ꎬ 1996ꎬ 9(1): 44
-49.
[18] Tian X Lꎬ Mao Z Cꎬ Chen G Hꎬ et al. Ecological
relationships between Bursaphelenchus xylophilus and
its companion microorganisms ( in Chinese ) [ J ] .
Chinese Journal of Applied Ecology (应用生态学报)ꎬ
2011ꎬ 22(3): 810-815.
[19] Zhao L Lꎬ Lu Mꎬ Niu H Tꎬ et al. A native fungal
symbiont facilitates the prevalence and development of
an invasive pathogen ̄native vector symbiosis [ J ] .
Ecologyꎬ2013ꎬ94(12):2817-2826.
[20] Steiner Gꎬ Buhrer E M. Aphenlenchoides xylophilus n.
sp.ꎬ a nematode associated with blue ̄stain and other
fungi in timber [ J] . Journal of Agriculture Researchꎬ
1934ꎬ 48: 949-951.
[21] Wingfield M J. Fungi associated with the pine wood
nematodeꎬ Bursaphelenchus xylophilusꎬ and ceramby ̄
cid beetles in Wisconsin [ J] . Mycologiaꎬ 1987ꎬ 79
(2): 325-328.
[22] Kuroda Kꎬ Ito S. Migration speed of pine wood nema ̄
todes and activities of other microbes during the
development of pine wilt disease in Pinus thunbergii
[J] . Journal of Japanese Forestry Societyꎬ 1992ꎬ 74
(5): 383-389.
[23] Zeng F Y. Population dynamics of Bursaphelenchus
xylophilus with relationships to the inner habiting fungi
of Pinus spp. ( in Chinese) [D] . Beijing: Beijing
Forestry University (北京: 北京林业大学)ꎬ 2006.
[24] Maehara Nꎬ Futai K. Presence of the cerambycid
beetles Psacothea hilaris and Monochamus alternatus
affecting the life circle strategy of Bursaphelenchus
821
 
  2期 吕 全ꎬ等:树栖真菌对扩散型松材线虫生活史的影响
xylophilus [J] . Nematologyꎬ 2001ꎬ 3(5): 455-461.
[25] Kondo Eꎬ Ishibashi N. Ultrastructural differences
between the propagative and dispersal forms in pine
wood nematodeꎬ Bursaphelenchus lignicolusꎬ with
reference to the survival [J] . Applied Entomology and
Zoologyꎬ 1978ꎬ 13(1):1-11.
[26] Maehara N. Reduction of Bursaphelenchus xylophilus
( Nematoda: Parasitaphelenchidae ) population by
inoculating Trichoderma spp. into pine wilt ̄killed trees
[J] . Biological Controlꎬ 2008ꎬ 44: 61-66
[27] Futai K. Pine wood nematodeꎬ Bursaphelenchus xylo ̄
philus [ J] . Annual Review of Phytopathologyꎬ 2013ꎬ
51: 61-83.
[28] Maehara Nꎬ Futai K. Factors affecting both the
numbers of the pine wood nematodeꎬ Bursaphelenchus
xylophilus (Nematoda: Aphelenchoididae)ꎬ carried by
the Japanese pine sawyerꎬ Monochamus alternatus
(Coleoptera: Cerambycidae)ꎬ and the nematode’s life
history [J] . Applied Entomology and Zoologyꎬ 1996ꎬ
31(3): 443-452.
[29] Warren J Eꎬ Linit M J. Effect of Monochamus carolin ̄
ensis on the life history of the pine wood nematodeꎬ
Bursaphelenchus xylophilus [ J] . Journal of Nematolo ̄
gyꎬ 1993ꎬ 25(4): 703-709.
[30] Ishibashi Nꎬ Kondo E. Occurrence and survival of dis ̄
persal forms of pine wood nematodeꎬ Bursaphelenchus
lignicolus [ J ] . Applied Entomology and Zoologyꎬ
1977ꎬ 12(4): 293-302.
[31] Necibi Sꎬ Linit M J. Effect of Monochamus carolinen ̄
sis on Bursaphelenchus xylophilus dispersal stage for ̄
mation [ J] . Journal of Nematologyꎬ 1998ꎬ 30 ( 2):
246-254.
[32] Maehara Nꎬ Futai K. Population changes of the pine
wood nematodeꎬ Bursaphelenchus xylophilus (Nema ̄
toda: Aphelenchoididae)ꎬ on fungi growing in pine-
branch segments [J] . Applied Entomology and Zoolo ̄
gyꎬ 2000ꎬ 35(3):413-417.
[33] Sriwati Rꎬ Takemoto Sꎬ Futai K. The relationship
between the pine wood nematode ( PWN) and fungi
cohabiting in aine trees inoculated with the PWN [A] .
Mota M Mꎬ Vieira P. Pine wilt disease: a worldwide
threat to forest ecosystems [M ] . Berlin: Springer
Verlagꎬ 2008ꎬ 101-114.
[34] Song X D. Sphaeropsis shoot blight of pines [A] .
Zhang X Yꎬ Luo Y Q. Major forest diseases and insect
pests in China ( in Chinese) [M] . Beijing: China
Forestry Press (北京: 中国林业出版社)ꎬ 2003ꎬ 186
-203.
[35] Slippers Bꎬ Wingfield M J. Botryosphaeriaceae as
endophytes and latent pathogens of woody plants:
diversityꎬ ecology and impact [ J] . Fungal Biology
Reviewsꎬ 2007ꎬ 21: 90-106.
责任编辑:李晖
921