全 文 ：林业科学研究 2005, 18( 1) : 70~ 73
Forest Research
文章编号: 10011498( 2005) 01007004
低温条件下苏云金芽孢杆菌增效剂的研究
阿地力沙塔尔1, 张永安2* , 王玉珠2
(1 新疆农业大学林学院,新疆 乌鲁木齐 830052; 2中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,北京 100091)
摘要:通过向 Bt制剂中添加蔗糖、糖精、维生素 C 和几丁质酶等物质后发现, 以上这些物质在一定的浓度范围内, 均
有不同程度的刺激昆虫取食及提高 Bt制剂杀虫效果的作用。其中糖精 02 gL - 1试验所设置的 15、20、25 条件
下,刺激昆虫取食及提高 Bt制剂杀虫效果的作用明显好于其它物质,与单用 Bt相比, 杀虫效果分别提高了 399%、
428%和 294%。此外, 增效剂的加入有利于加快 Bt制剂的杀虫速度, 提高害虫的早期死亡率。
关键词:苏云金杆菌; 增效剂;低温条件
中图分类号: S7673 文献标识码: A
收稿日期: 20040609
基金项目: 国家! 十五∀攻关! 林木病虫害环境协调性农药及其航空喷洒技术研究∀ ( 2001BA509B12)
作者简介: 阿地力沙塔尔( 1968# ) ,男,维吾尔族,新疆莎车人,硕士.
* 通讯作者: 张永安( 1959 # ) ,男,研究员,主要从事昆虫病原微生物研究,中国林科院森环森保所 65# .
Research on Synergist of Bacillus thuringiensis at Low Temperature
ADILSattar1 , ZHANG Yongan 2, WANG Yuzhu 2
(1Department of Forestry, Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052, Xinjiang, China;
2Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, CAF, Beijing 100091, China)
Abstract: Sucrose, gluside, vitamin C and chintinase were used as synergists in the study. They could stimulate insects to eat and
increase insecticidal activity of Bt in certain concentration. When gluside was mixed into Bt in the concentration of 02 gL- 1 un
der 15 , 20 , and 25 , the insecticidal activities were 399% , 428% , 294% respectively, higher than that of Bt used on
ly. Moreover, compared with other additives it could stimulate insect to eat and increase insecticidal activity significantly. Besides,
these synergists could increase the speed of killing larvas by Bt.
Key words:Bacillus thuringiensis; synergist; low temperature coudition
Bt制剂是目前世界上研究最深入、产量最大、应
用最广泛的微生物杀虫剂。由于 Bt对环境无污染、
对其它生物比较安全, 因此在害虫的可持续控制及
生物多样性保护方面发挥着重要的作用。
在林业生产实践中用 Bt制剂防治我国北方地
区早春发生的松毛虫 ( Dendrolimus spp )、春尺蠖
( Apocheima cinerarius Erschoff )、舞毒蛾 ( Lymantria
dispar L)、梦尼夜蛾( Orthosia inceta Hfnagel )、黄褐
天幕毛虫(Malacosoma neustria testacea Motschulsky)等
害虫时,还存在着防效不稳定、杀虫速度慢等问题。
其主要原因是 Bt本身对幼虫的取食有抑制作用, 使
目标昆虫的取食行为发生改变, 表现出少取食或拒
食现象[ 1, 2]。其次,昆虫在低温条件下取食量和新陈
代谢水平下降、食菌量减少、肠道酶的活性降低等因
素,使 Bt晶体降解为有毒物质的量及对昆虫中肠的
破坏性减少,从而导致害虫死亡率降低、死亡时间延
长。
关于 Bt 杀虫剂增效途径方面研究的报道较
多[ 3~ 7] ,但如何在低温条件下提高 Bt 杀虫剂的杀虫
效果方面的研究, 国内外报道的不多。1971 年
Smirnoff首次在 Bt杀虫剂中添加微量的几丁质酶防
治云杉色卷蛾( Choristoneura f umiferana Clemens) 幼
虫,与单用 Bt杀虫剂相比, 在低温条件下加速幼虫
死亡,效果十分明显,低于 20 ,效果则差[ 8, 9]。国
内赵同海等室内研究发现环境温度 20 为界限, 等
于或高于 20 , Bt杀虫剂对 2龄棉铃虫(Helicoverpa
armigera Hbner)幼虫的杀死效果明显[ 10]。张永安
等通过 6种 Bt产品在 15、20、27 条件下感染油松
毛虫( Dendrolimus punctatus tabulaeformis Tsai et Liu)试
验,结果发现, 20 以下时,温度对 Bt的杀虫效果影
响显著, 平均每降低 1 , 试虫死亡率下降 64%。
低温条件下, 增加 Bt 使用剂量并不能提高杀虫效
果[ 11]。因此,如何在低温条件下提高Bt杀虫剂的杀
虫效果,是目前防治我国发生面积最大、种类最多而
且危害最严重的林业食叶害虫急需解决的问题, 在
害虫可持续控制方面具有重要的实践意义。
1 材料
11 供试 Bt制剂及昆虫
Bt悬浮剂(山东鲁抗生物农药厂生产) , 毒力效
价为 4 000 IUmL- 1。以室内人工饲养的棉铃虫 2~
3龄幼虫作供试虫。
12 人工饲料、培养基及供试药剂
棉铃虫人工饲料(由北京中林恩多威生物技术
有限公司提供)、PDB培养基、几丁质、蔗糖、糖精(甜
度为蔗糖的500倍, 天津糖精厂生产)、大豆色拉油、
甘油、维生素 C、几丁质酶(粉拟青霉在 PDB+ 1%几
丁质的液体培养基里发酵所获得)、粉拟青霉( Pae
cilomyes farinosus ( Dicks) Brown et Smith)粗提液。
2 方法
21 增效剂的初选
用100 mL 无菌水按 1% (固体物质 10 gL- 1、液
体物质10 mL L- 1)比例配制成 7种增效剂药液,以
移液枪吸取 Bt制剂025 mL,分别加入到增效剂药液
之中,配制成 7种 400倍的Bt增效剂混悬液。将饲料
块浸泡到 Bt增效剂混悬液中 05 min取出晾干后,置
于养虫杯内供已称好体质量的 2龄幼虫取食(每头幼
虫单独饲养)。添加剂每处理 3个重复, 每个重复 20
头幼虫,设不加添加剂的同浓度 Bt为对照 1, 无菌水
处理为对照 2;处理完毕后置于25 培养箱内饲养。
22 增效剂的复选
根据初选中的供试幼虫死亡率和取食量选择出
4种有增效作用的增效剂, 在初选的浓度基础上再
分别设 3个浓度梯度, 配制不同浓度梯度的 400 倍
Bt增效剂混悬液。将饲料块和幼虫按 21中的方法
做同样处理,处理完毕后分别置于 15、20、25 培养
箱内饲养。
23 结果检查
在 15、20、25 培养箱内饲养 48 h后检查供试
幼虫的死亡情况, 之后再取出各处理的活幼虫称其
体质量并统计死亡虫数(死亡虫数每天统计 1次, 直
到第 10天)。计算出死亡率和校正死亡率。
3 结果与分析
31 增效剂的初选结果与分析
将 7种增效剂按 21方法配制成 Bt增效剂混悬
液,并用此液处理人工饲料, 在 25 条件下对棉铃
虫幼虫进行了死亡率的增效试验,结果见表 1。
表 1 25 条件下各种添加剂对 Bt杀虫效果的影响
增效剂 供试虫/头
校正死亡
率/ %
体质量增加
量/ ( mg头- 1)
Bt+ 蔗糖 60 784 100
Bt+ 糖精 60 547 121
Bt+ 大豆色拉油 60 729 54
Bt+ 甘油 60 619 146
Bt+ 维生素 C 60 746 139
Bt+ 几丁质酶 60 838 61
Bt+ 粉拟青霉粗提液 60 729 99
( Bt,对照 1) 60 655 95
(无菌水,对照 2) 60 508
由表 1 可知, 从体质量平均增加量可看出, 糖
精、甘油、维生素 C等有明显的刺激取食作用, 与 Bt
单用的相比分别高出 26、51、44 mg头- 1。蔗糖
对幼虫体质量增加量影响不太显著。而几丁质酶所
处理的幼虫体质量平均增加量与 Bt单用的相比低
了 34 mg头- 1。
从死亡率看,所测的 7种增效剂中除糖精外, 都
有不同程度的增效作用, 其中蔗糖、维生素 C、几丁
质酶等的效果最明显,与 Bt单用的校正死亡率相比
分别高出 129%、91%和 188%。糖精在 1%的浓
度下表现了拮抗作用,即校正死亡率与 Bt单用的相
比下降了 108%。这可能是浓度过高而导致的。根
据死亡率和幼虫体质量增加量等指标, 把蔗糖、糖
精、维生素 C和几丁质酶等物质确定为复选的增效
剂。
32 增效剂的复选结果与分析
对初选中表现出增效作用的 4种物质按 22的
方法处理进行复选。
321 增效剂对幼虫体质量的影响 由表 2可知,
15 条件下4种增效剂的 3种浓度水平在一定程度
上消除了 Bt 对幼虫取食的抑制, 其中糖精 02 g
71第 1期 阿地力沙塔尔等: 低温条件下苏云金芽孢杆菌增效剂的研究
L- 1水平的体质量增加量最为明显,其次为维生素 C
的10 gL- 1水平的浓度。蔗糖 10 gL- 1水平的体质
量增加量比较差。但是与对照相比, 4种增效剂的
任何一种浓度水平下 2 d内的幼虫体质量增加量处
于负增长的趋势。
20 条件下 4种增效剂中糖精 02 gL- 1浓度
对幼虫取食的刺激作用非常明显, 幼虫的平均体质
量增加量达 62 mg头- 1,在所有处理中最高。维生
素C 30 gL- 1浓度为次, 体质量增加量为 59 mg
头- 1。蔗糖在 3种浓度水平下出现了幼虫体质量增
加量随浓度的增加而增加的趋势 。糖精 10 gL- 1
浓度下幼虫的平均体质量增加量出现了负增长, 与
单用 Bt相比体质量增加量低于 05 mg头- 1, 反而
起了拮抗作用。维生素 C和几丁质酶在 50 gL- 1浓
度下幼虫体质量增加量与 30 gL- 1浓度相比分别下
降了 32 mg头- 1和 49 mg头- 1, 这可能是浓度过
高饲料变酸而抑制幼虫取食,或者抑制幼虫正常生
长发育所导致的。
25 条件下4种增效剂在高浓度下对幼虫都有
很强的抑制取食作用, 即幼虫的体质量增加量普遍
下降, 与单用 Bt相比其下降量 52~ 79 mg头- 1左
右。对幼虫取食刺激作用最显著的浓度是蔗糖、维
生素 C、几丁质酶的30( gL- 1或 mLL- 1)和糖精 02
gL- 1浓度。这说明在对昆虫生长发育适宜的温度
范围内, 4 种增效剂的浓度超过最大增效浓度临界
时,不但不能起到增效作用反而抑制昆虫取食。
表 2 4种增效剂在 3种温度条件下对幼虫体质量的影响
增效剂 增效剂浓度
不同温度下 2 d内幼虫的体质量
平均增加量/ (mg头- 1)
15 20 25
10 gL- 1 - 23 - 04 100
Bt+ 蔗糖 30 gL- 1 - 07 05 196
50 gL- 1 - 16 13 43
02 gL- 1 - 02 62 147
Bt+ 糖精 1 gL- 1 - 08 20 121
10 gL- 1 - 10 - 15 21
10 gL- 1 - 05 07 139
Bt+ 维生素 C 30 gL- 1 - 06 59 175
50 gL- 1 - 08 27 16
10 mLL- 1 - 06 16 61
Bt+ 几丁质酶 30 mLL- 1 - 07 52 141
50 mLL- 1 - 14 03 26
( Bt,对照 1) - 29 - 10 95
(无菌水,对照 2) 191 234 508
322 增效剂对杀虫效果的影响 从表 3看, 15
条件下不仅 4种增效剂之间的增效差异非常显著,
而且同种增效剂不同浓度之间的增效差异也非常显
著。糖精 02 gL- 1和几丁质酶 50 mLL- 1浓度水平
的幼虫校正死亡率达 70%, 与单用 Bt相比幼虫校正
死亡率提高了 40%。维生素 C 10 gL- 1的浓度水平
为最差,与单用 Bt相比没有增效作用。
20 条件下 4种增效剂不同浓度之间对 Bt 增
效作用的差异非常显著。其中糖精随浓度的增加其
增效作用减弱, 甚至丧失, 即 02 gL- 1浓度下校正
死亡率达 839% ,比单用 Bt 相比提高了 428% , 而
10 gL- 1浓度下校正死亡率才 357% ,比单用 Bt 相
比校正死亡率下降了 53%。维生素 C和几丁质酶
30 mLL- 1、50 mLL- 1浓度下增效作用一样,蔗糖 50
mLL- 1浓度下的校正死亡率比 30 mLL- 1浓度下的
下降了 141%。这说明增效剂的增效作用不能随浓
度的增加而增加,反而降低了增效作用。
表 3 4种增效剂在 3种温度下对 Bt杀虫效果的影响
增效剂 浓度 供试虫/头
校正死亡率/ %
15 20 25
10 gL- 1 60 379 537 782
Bt+ 蔗糖 30 gL- 1 60 483 678 836
50 gL- 1 60 397 537 763
02 gL- 1 60 706 839 945
Bt+ 糖精 1 gL- 1 60 569 732 872
10 gL- 1 60 379 357 542
10 gL- 1 60 310 392 738
Bt+ 维生素C 30 gL- 1 60 466 697 763
50 gL- 1 60 414 697 782
10 mLL- 1 60 483 447 891
Bt+ 几丁质酶 30 mLL- 1 60 672 732 836
50 mLL- 1 60 707 732 854
( Bt ,对照 1) 60 307 411 651
在 25 条件下 4种增效剂的 3种浓度(除了糖
精 10 gL- 1外)对 Bt均有不同程度的增效作用, 其
中糖精 02 gL- 1的增效作用最为显著, 校正死亡率
达 945% , 与单用 Bt 相比校正死亡率提高了
294%。而糖精 10 g L- 1 浓度校正死亡率才
542%,与单用 Bt相比下降了 109%。这说明糖精
高浓度的加入反而降低了 Bt 的杀虫效果。其它 3
种增效剂不同浓度水平对 Bt 的增效作用差异不太
显著,变化幅度 44%~ 73%左右。
323 增效剂对死亡速度的影响 从表 4看出, Bt
+ 糖精( 02 gL- 1)的浓度 15、20、25 条件下与单
用 Bt相比,其致死中时间( LT50值)分别提前 2、3、2
72 林 业 科 学 研 究 第 18 卷
d。通过添加增效剂可以提高 Bt的速效性。
表 4 Bt+ 糖精( 02 gL- 1)和 Bt致死中时间(LT50 值)
d
药剂 15 20 25
Bt+ 糖精 675 439 329
( Bt,对照 1) 875 8 576
4 结论与讨论
(1)试验所测的蔗糖、糖精、维生素 C和几丁质
酶等在3种温度条件下均有不程度的刺激昆虫取食
的作用,这种取食刺激作用在一定的浓度范围内, 随
温度的升高显得更加明显。其中糖精 02 gL- 1不
管是哪一种温度条件下它的刺激取食作用明显好于
其它物质。
( 2)供试的 4种添加剂在一定的浓度范围内, 均
可以不同程度地提高 Bt的杀虫效果, 其中糖精 02
gL- 1浓度下对 Bt的增效作用非常显著。在 15、20、
25 条件下,与单用 Bt 相比, 杀虫效果分别提高了
399%、428% 和 294%。试验所设置的浓度范围
内,糖精浓度与死亡率之间呈负相关。
( 3)试验证明:在能够起到增效作用的浓度范围
内,增效剂的加入有利于加快 Bt的杀虫速度, 提高
害虫的早期死亡率, 这可以减少害虫对作物造成的
损失,在实际应用中具有一定的意义。
( 4)在试验所设置的浓度范围内,糖精的浓度与
死亡率之间成反比的关系,即糖精 02 gL- 1浓度下
增效作用最好, 糖精 10 gL- 1效果则不好。因此在
今后的研究中需要再设置更多的浓度梯度, 找出最
佳的浓度。
( 5)试验中发现几丁质酶处理的幼虫,不管是在
低温还是在适温条件下生长发育明显迟缓于其它处
理组。这与几丁质酶破坏昆虫中肠围食膜的几丁质
组分有关。
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