全 文 ：林 业科学 研究
  ,











户









冰核细菌对光肩星天牛幼虫
促冻杀虫的初步研究 ’
孙福 在 邢炜 张永祥 高瑞桐
关锐词 冰核细菌 光肩星天牛 过冷却点
在我国林业生产上 , 特别是杨树









栽培中 , 受到天牛的严重危害〔”〕, 至今尚
无经济有效 、简单易行的防治方法 。 为此在系统研究冰核细菌的基础上 , 探索利用冰核细菌作
为促冻杀虫剂 , 为控制天牛危害提出一项新的措施 。
研究表明
 , 多数害虫是不耐结冰的 , 一但体内水分结冰 , 细胞组织就会受到破坏而导致
死亡
一些耐寒昆虫的耐寒性也只是在一定时间内具有 , 当体内结冰持续时间较长 , 也会使之
死亡 。 但是一般昆虫都能忍受一

一

的低温而不结冰 , 这是因为昆虫具有过冷却能力 ,
所以经过寒冬之后仍能存活
’ 。 以往研究指出〔


水分保持过冷却的能力与其中存在的冰核有
关 , 当只存在“同源冰核”时 , 可以保持到一

才发生冻结 , 但是当存在“异源冰核”时 , 冰核物
质的活性越高 ,保持过冷却的能力就越低 , 也就越容易在接近

的负温度下结冰 , 一些越冬
害虫之所以能够在很低的温度下保持过冷却状态 , 与其体内缺乏异源冰核有关 。
自




‘
等人从赤杨


,
 、
 户。 ,















叶中分离出能在一

一

诱
发植物霜冻的冻核细菌

细菌
以来 , 对冰核细菌的研究 , 在世界上广泛而深入地进行着 。
我国已鉴定 出冰核细菌的种类有
个属
 个种
’〕。











‘」等人通过用冰核细菌
饲养昆虫 , 发现冰核细菌能够提高昆虫的结冰温度 。



‘」等人提出



细菌有可能用于控
制冬季不耐结冰昆虫的一种有效手段 。
  年他又报道 , 用冰核细菌饲养谷蠢

勺

尸




,

, ,














等
种仓库害虫 , 能分别提高它们的结冰温度








, 并可降低
其在零度以下低温的忍耐力
 。依此 , 将冰核细菌作为一种促冻杀虫剂 , 用于降低害虫的数量 ,
压低越冬虫口积数 , 来控制和降低害虫的危害 , 是一条值得探索的防虫新途径 。

材料与方法



供试虫源
以我国北方严重危害杨树的光肩星天牛
,


 户


 脚

户。 , ,
 、











幼虫为
对象 , 供试虫源由中国林业科学研究院提供 。



饲养与保存





饲养 人工饲料配方见表
。


一

一

收稿 ,


 一

一

收修改稿 。
孙 福在研究员
张水祥
中国农业科学研究院植物保护研究所 北京

的


邢炜
西北农业大学

高瑞桐
中
习林
业科学研究院森林保护研究所


, 本文为





 年国家自然科学基金资助课题 “生物冰核降低害虫抗寒性的 机理及应 用基础研究 ”的部分内容 。

期 孙福在等
冰核细菌对光肩星天牛幼虫促冻杀虫的初步研究
按配方称取各种组分 , 先加 入锯末 、豆
粉 、玉米粉 、韦氏盐 、糖 、胆固醇 、山梨酸 、 对
一梭基苯甲酸和水 , 边加热边搅拌 , 使其充分
混匀 。 当温度升至




时加入琼脂 ,继
续加热




 , 待温度 下降后 , 再加入
抗坏血酸 、核黄素 、金霉素 ,搅匀后 , 装入灭菌
试管





又
 。

内 。 饲 养时 , 将幼虫放
入试管内即可 。





保存 光肩星天牛在我国北 方


一代或

一代 , 均以幼虫越冬 。 新采集的供
试幼虫可存放在

冰箱 中 , 就 会立即停止
取食 , 处于休眠状态 。



接种方法
表
喂养光肩星夭牛幼虫人工饲料配方
原 料 用 皿
妒
寄主锯末粉
杨树或柳树

 。
琼 脂


黄 豆 粉


玉 米 粉

蔗 搪

葡 萄 搪

韦 氏 盐

胆 固 醇



山 梨 酸



对 一梭荃苯甲酸



抗坏血酸





核黄素







金 霉 素 。


水



 !






冰核细 菌的准 备 用从大豆




, ,





口






 

上分离的冰核细菌


菌
株
尸


,

! 抑

,



, 接种在
 培养基上 , 于


培养

后 , 用无菌水冲洗菌苔 ,
配制成
只
护 个


细菌的菌悬液 。 由于冰核细菌活性物质为其产生的冰蛋白
并在实验中
考虑到细菌浓度会因增殖而发生变化 , 以及防止对环境的污染等问题 , 所以在菌悬液中加入








剂量的防污杀菌剂

 , 该药 只能杀灭冰核细菌 , 但不会破坏冰蛋白活性 。将配好
的菌悬液放入

的冰箱中备用 。





喷雾接种 在低于

的室内
将光肩星天牛幼虫置于干燥的滤纸上 , 再用配好的

又
。‘个


菌悬液 , 均匀喷布于幼虫体表 , 再用风扇吹干后 , 放 回试管 内 , 于

条件下保存
待测 。





饲喂接种 由于高温会导致冰核细菌成冰活性下降 , 无法在人工饲料装管的同时 , 混
入冰核细菌 , 因此采用注入的方法 。 将饲料定量装入管内后 , 再用直径


的细玻璃管在饲
料管中心插一垂直孔道 , 然后放于

烘烤

后 , 塞上棉塞 , 待温度降低至

以下时 ,
用移液管吸取




个


冰核细菌悬浮液
事先用

灭菌
, 往每管孔道中注入


, 使
菌液充分渗入饲料中 , 等

后 , 可将试虫放入饲料管内 , 于


培养

后 , 置于

条件
下保存 , 待测 。



结冰温度的测定
由于昆虫在温度达到过冷却点时 , 虫体发生冻结 , 释放出凝结热 , 致使温度骤然升高 。这个
变化可以通过仪器测得 。
将热敏 电阻测温探头固定在经低温适应的虫体上 , 然后置于人工模拟霜冻箱内
用于测定
植物的霜冻温度试验
, 以





 的速度使箱内温度下降 , 温度的变化导致探头电阻值发
生改变 , 而使电压发生变化 , 产生电压差值 , 经数据采集器将数据输入计算机中 , 计算机中有相
应软件可对数据进行 自动记录 、分析 , 并绘制出温度变化曲线 。 这样 , 当虫体结冰释放 出热量
时 , 在计算机上所显示的温度变化曲线 , 会出现一个 明显的峰值跳跃 , 该峰的起点即昆虫的冰
点 。 该箱冻箱每次可测
 个样品 。
本实验分做喷雾接种 、饲 喂接种和对照
不接冰核菌
 个处理 , 每处理
次测
头幼虫
林 业 科 学 研 究

卷

老龄
头 , 幼龄
头
, 从喷雾和饲喂接种停止

后 , 开始首次测定冰点 , 接着每间隔


测定
次 , 共测定
次 。

结果与分析
接种和对照的光肩星天牛幼虫的平均结
冰温度见表
。
由表
看出



 用喷雾和饲喂方法接种冰核细菌的
虫体 , 其结冰温度都明显 比对照高 。喷雾接种
的虫体结冰温度比对照高







, 平
均提高




饲喂接种比对照高








, 平均提高



。 每隔

测定

次 ,共测
次 , 其两种接种处理的结冰温度随
测定时间的推移有所降低 。 这就表明冰核细
菌能在光肩星天牛幼虫的虫体上起到异源冰
核的作用 , 降低虫体的过冷却能力 , 使其抗寒
性下降 , 从而提高虫体的结冰温度 。


 两种处理间存在差异 。喷雾接种的平
均结冰温度 为一



, 饲喂接种的平均结
冰温度为一



, 两者相差近



, 前
者高于后者 。尽管饲喂接种时 、虫体表面难免
沾着一定数量的冰核细菌 , 但本结果仍以食
入体内的冰核细菌起主要促冻作用 。


 处理比对照过冷却点变化范围窄 。喷
雾接种虫体结冰温度波动在一






 ,
相差 5. 40 C ;饲喂接种虫体的结冰温度波动
在一 2. 0一 一9. I C , 相差 7. 10 C , 对照虫体
结冰温度 一 7 . 6 ~ 一 22 . S C , 相差 15 . I C 。
由此可见 , 用喷雾和饲喂接种冰核细 菌处理
的过冷却点变化范围要 比对照大幅度变窄 。
3 讨 论
丧 2 光肩星天牛幼虫的结冰沮度
(单位 :℃)
处理 接种天数(d)1 3 5 7 9
平均冻
结沮度
C K
平均
一 10 . 7 一 1 1. 5 一 1 0. 4 一 10 . 1 一 10 . 3
一 9 . 2 一9. 1 一 1 1. 4 一 11 . 8 一 9 . 8
一 9 . 3 一 1 1. 9 一 1 4. 7 一 14 2 一 9 . 9
一 1 7 . 2 一 10 . 5 一 7. 6 一 11 . 9 一 13 . 1
一 15 .0 一 18 . 2 一8 . 0 一 8 . 2 一 8 . 8
一 1 7 . 9 一 10 . 9 一 1 2. 3 一 1 3 . 3 一 2 0 . 9
一 9 .9 一 15 . 0 一 22 . 8 一 1 8 . 2 一2 0 . 6
一 5 .8 一 1 4 . 3 一 14 . 6 一 9 .6 一 8 . 8
一 12 . 7 4 一 1 2 . 68 一 12 . 6 5一 12 . 17 一 1 2 . 7子一 1 2 . 6 0
一 3 .5 一 5. 9 一 4 . 8 一 4 .8 一 4 . 6
一 6 .3 一 9 . 3 一 4 . 5 一 4 .5 一 4 . 8
一 4. 8 一 8 9 一 5 . 4 一 5. 1 一 5 . 0
一 4 . 2 一 4 . 1 一 5 . 6 一5 . 1 一 6 . 6
一 3 . 9 一 4 . 9 一 5 . 1 一6 . 6 一 6 . 3
一 4 . 1 一 4 .5 一 8 . 5 一6 . 5 一 6 . 1
一 7 . 6 一 3 .6 一 4 . 6 一7 . 6 一 6 . 4
一 4 . 0 一 4. 1 一 6 . 1 一 6 . 7 一 7 . 5
一 4 . 8 0 一 5. 6 6 一 5 . 58 一5. 8 6 一 5 . 92 一 5 . 5 6
饲喂
平均
7.94 7.02 7.07 6.31 6.85 7.04
一 4 . 5 一 4. 8 一 7 . 9 一8 . 1 一 5 .0
一 8 . 0 一 8. 4 一 4 . 5 一 5 . 4 一 8 .4
一 7 . 9 一 2. 0 一 6 . 3 一 7 . 3 一 6 .5
一 7 . 8 一 7. 7 一 9 . 1 一 7 . 2 一 7 .3
一6 . 8 一 8. 1 一 8 . 3 一 8 . 1 一 8 .3
一 5 . 1 一 7. 7 一 6. 9 一 8 . 9 一 6 .6
一 5 . 0 一 6 1 一 5. 0 一 6 . 8 一 8 . 4
一 8 . 0 一8 . 3 一 8. 9 一 7 4 一 6 .6
一 6 . 6 3 一 6 . 6 4 一 7. 1 】 一 7 . 4 0 一 7. 1 4 一 6 . 8 9
孵黑差
我国北方 , 由于冬季的低温能杀死一部分越冬害虫 。越冬虫体死亡率高低是翌年害虫危害
轻重的重要因素 。本实验证明冰核细菌能在昆虫体上起到异源冰核作用 ‘从而提高虫体的结冰
温度 , 这与国外的报道相符〔“, ’〕。 由此 , 可设想利用冰核细菌研制一种促冻杀虫剂 , 喷布于害虫
体表或食入体内 , 降低越冬害虫的过冷却能力 , 诱发它在稍低于 。 C 的低温结冰 , 延长结冰时
间.破坏细胞组织 , 造成虫体死亡 , 以期提高害虫越冬死亡率 , 减轻来年危害 。 这就为害虫防治
提出一条新途径 。 至于对天牛来说 , 如何将冰核细菌与虫体接触.还存在许多问题有待进一步
期 孙福在等:冰核细菌对光肩星天牛幼虫促冻杀虫的初步研究 99
研究解决 。
参 考 文 献
高瑞桐 , 郑世带.蛀虫蔓延宁夏杨树毁欲尽岂能让 长江中下游杨树重蹈复辙.国土绿化 , 1 9 9 3 . 2 : 65 .
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4 6 1 ~ 4 9 8
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I e e R E
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1 .: , d o w 5 E
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1 1
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