全 文 ：第 6 卷 第 6 期
1 9 9 3 年 1 2 月
林 业 科 学 研 究
FO R E S T R E S E 人R CH
V o l
.
6
,
N o
.
6
D e e
. ,
1 9 9 3
我国四个自然保护区森林土壤中
苏云金芽抱杆菌的分布 关
戴莲韵 王学聘 杨光建 张万儒
摘要 从我国四个不同立地带—长白山 、百花山 、鼎湖山 、尖峰岭自然保护区 , 采集到林下O~
5 。。土层土壤样品75 个 , 分离到苏云金芽抱杆菌 39株 。 其中芽抱杆菌的总数量和苏云金芽抱杆菌的
出土率和分离率有所差异 , p H 偏 中性和含水量稍高的土壤 , 菌数较高 ; 而与所测的各种土壤养分
无明显相关。 对39 株苏云金芽抱杆菌的鉴定 : 17 株属库尔斯塔亚种 , 6株属松蝎亚种, 16 株未定名。
毒力测定表明 : 对杨扇舟蛾和马尾松毛虫幼虫的致死率在50 % 以上的菌株约占 70 % ; 对榆蓝叶 甲
和黄粉甲幼虫均无明显杀虫活性。
关键饲 自然保护区 、 森林土壤 、 芽抱杆菌、 苏云金芽袍杆菌
苏云金芽抱杆菌 (B a e ‘llu s thu r ‘。夕fe n s fs B e r lin e r )是目前微生物防治害虫的主要手段之
一 , 也是当今唯一能进行大规模工业生产的商业性微生物农药 , 美 、 前苏联等国年产量均在
万吨以上 , 在森林害虫防治中占有重要地位 〔, ’。 近年来由于生物技术的发展 , 苏 云 金 杆 菌
卜内毒素杀虫蛋白基因成功地转移到植物植株细胞 , 从而获得抗虫转基因植株〔2 〕。 因此开发
苏云金杆菌的资源 , 是发展细菌杀虫剂和抗虫育种研究的重要基础。 长期以来 , 人们从 自然
感病昆虫以及昆虫饲养的环境和粪便中分离这一类型的昆虫病原 , 并对其分布和高毒力菌株
的筛选进行了广泛的研究 , 日本 0 hb a等 〔“〕对 日本部分森林土壤中苏云金杆菌的生态分 布 及
1资源进行了研究 , 发现了对鳞翅目 、 膜翅目害虫有效的新菌株和新亚种 。 美国 D el u C o a 等〔弓
报道了美 国土壤中苏云金杆菌的分布 。 我国李荣森等仁‘’对我国部分省份的农田 土壤苏云金杆
菌的分布进行了调查 , 提供了大量新资源 。 _仁述结果表明 , 苏云金杆菌是土壤中栖息的微生
物之一 , 有着广泛的分布。 我国有着丰富的土壤资源 , 特别是那些保持原来地貌 , 不同立地
带的森林土壤 , 对于苏云金芽抱杆菌资源的开发利用及生态分布的研究有着特殊的意义 。 为
此 , 1 9 9 。~ 1 9 9 3年较系统地研究了13 个 自然保护 区森林土壤中苏云金芽抱杆菌生态分布。 本
文报道了其中长白山 、 百花山 、 鼎湖山和尖峰岭四个自然保护区的研究 。
1 材料和方法
1
.
1 四个自然保护区自然概况
详见表 1 。
1 993一 0 6一0 7收稿 。
戴莲韵 副研究员 , 王学 聘 、 杨光浚、 张万儒 ( 中国林业科学 研究院林业研究所 北 京 1 0 0 91 ) 。
* 本研究 属国家 自然科学 基金项 目“我国森林土壤中苏云金芽抱杆菌生态分布的研究 ” 部分 内容 。顾欣 ( 原北京农业大
学生物学院 9 1届 毕业实 习生 ) 参加 部分工作 。
学 哪 6 卷
表1 四个自然保护区自然概况
自 味 采集土样
!二堆类型 主 要 生 长 树 种
保护 区
海拔高度
(tn )
数 t
(个 )
亩1阔叶混交 长 白落叶松 (L a r ix 0 1夕e n s ‘5 H e n r y ) ,
林 下暗棕堆 红 松(P i。 :: s 及o r o ie , 正s ; 、 S ie b . e t Z u e e . ) ,
水 ,甘t柳(F r a 义fo u : 。 : a , : d s 八。r ic a R u p r . )等
暖 i肠带 百花 一IJ
落叶松林下
棕堆
南亚 热
书李 灿湖山
热 寸}井 尖 卜,:{ 幼
华 北落叶松 ( L a r i x 广r i o e i户15 一r :‘p p r e e 儿t i i M a了r ) ,
油 松 ( P i。 “s ta b o la e f o r o fs Ca r r . ) ,
栋 (Q “e r c :‘5 sp p . )等
锥栗 ( C a s to n e a 几e o r 介, i (S ka n ) R e hd . 。t w i ls . ) ,
厚壳桂( C r 少, P t o e a r 少,a 〔hfo e o s i s ( H a o e e ) H e m sl . ) ,
云 南银柴 ( 理P o r o s a 夕:‘n 。。 e : e : ( C ha m P . ) M e r r . )等
红稠 ( L ft丙o c a rP o s f e 。 。 : r r a 才。5 R e hd . ) ,
子京口了a d 人: : e a 八a i。 a 门。。 : fs C h u n e t H o w ) ,
J认壳毛t ( C r y夕to c a协 , e e 人i , : e 。: i : ( }{ a n c e ) H 。m s l. )等
6 0 0
1 10 0
季风 ‘常绿阔
叶林下砖红
士龙性红奕
山地雨林下
砖红堆卞‘卜
小龙壤
8 0 0 20
1
.
2 土样采集
采 旧随机踏采的方法 , 采 自四个 自然保护区林下 。一 s c m 土层的土壤 (表 1 ) 。
1
.
3 土滚中芽抱杆菌及苏云金芽抱杆菌 的分离
一 5 . 1 分 离培养基 牛 肉膏 0 . 5 % , 蛋 白陈 1% , 〕弓( !]冷粉1 . 5 % , 水 l 0 0 0 m l , p H 7 . 2一 7 . 5 。
1
.
3
.
2 分 离方 法 在无菌室内取土样0 . 5 9 , 放入含有玻璃珠和 50 m l 灭菌蒸馏水的 三 角瓶
中 , 机械振荡 10 m in 后 , 80 ℃水浴处理 2 0 Ini n 。 取悬浮液 , 用10 倍稀释法平板记数 , 按 土壤
细菌菌落计茸方法〔。〕, 计算每克干土中芽抱杆菌的总数 。 并从每类土壤样品的平皿中 , 随机
挑取芽他杆菌 一单菌落60 一 1 5 0个 , 涂片 , 用碱性复红染色 , 镜检 , 儿产生伴抱 品体的芽抱杆菌
再进行分离 、 纯化 、 鉴定 。
1
.
4 苏云金芽抱杆菌亚种的鉴定
主要采 }{Jl 项尘理生化特性及背养细胞酷酶型相结合的方法 〔, 〕。
1
.
5 土壤 pH 、 含水t 和养分洲定
川 S 一 3 型可1 酸度计 ( 上海第二分 析仪器厂 ) 测定土壤悬浮液的 p H 值 。 采用国 家 标
准迸 行_ 卜壤养分分析 , 测定 王壤全N , 水解性 N , 有效 P , 速效 K , 有机质及含水 最 ( 吸湿
水 一欣 ) , ·。
1
.
6 室内生物测定
1
.
6
.
1 供试 昆 虫 杨扇舟妈健[ Clo s re : a n a e ho r e t a ( l犷。 b r i e iu s ) ] 2 一 3 龄幼虫 ; 马尾松毛虫
(D e n d r o / i , n :‘: 户u , :。 za tu s 飞Y a Ik e r ) 2 龄幼虫 ; 榆蓝 z!}甲 ( P 。, r r h a lt a u e n 。, e e n s l‘a i r m a i r e )
及黄粉甲 ( T e o e b r‘。 , ; : 0 1‘to r l刁 i n n a e u s ) 幼虫 。
1
.
6
.
2 侧 定方法 将分离 、 纯化 、 鉴定后的苏云金芽抱杆菌菌株 , 移接于分离培 养 基 斜 面
上 , 3 0 士 1 ℃培养 3 一l d 后 , 使之产生芽抱和伴抱品体 , 每个菌斜面 加 入 3 ~ s m l o . 1 %
T
、: e e , 1 8 0无菌燕馏水 , 洗下菌苔 , 制成菌悬浮液 , 均匀涂布于待试昆虫取食的 枝叶上 , 晾
干 , 放入虫试 器皿中 , 同时以 0 . 1 % T w e e n 80 无菌蒸馏水涂叶片为对照 , 每个处理放入供试
昆虫幼虫20 头 , 收置光照培养箱或室温 , 每天观察死亡情况 , 计算其死亡百分率。 黄粉甲幼
台期 戴莲韵等 : 我国四个自然保护区森林土壤中苏云金芽抱杆菌的分布 6 2息
虫试验是将菌悬浮液均匀拌入灭菌的麦戴中, 其余方法同前。
2 结 果
2
。
1 不同类型森林土坡芽抱杆菌和苏云金芽抱杆菌数盆
由表 2 看出 , 不 同类型森林土壤 , 由于 p H 值 、 含水量及养分组成不 同, 其芽抱杆菌的
总数及苏云金芽抱杆菌分出的数量有所区别 , 其中土壤 p H 偏中性和含水量稍高的棕壤 、 暗棕
壤及黄壤 , 芽抱杆菌的总数均高于红壤 , 其中: 百花山较鼎湖山高出 3 倍左右 。 苏云金芽抱
杆菌的分出数量也表现出上述规律 , 而所测土壤各种养分与菌数没有明显的正相关 。
表2 不同类型森林土壤芽抱杆菌和苏云金芽抱杆菌教t
自 然
保护 区
土壤类型
土壤含
水量 (% )
水解N 有效 P 速效K
(m g / kg ) (m g / k g ) (m g / kg )
全 N
( % )
有机质 芽 抱杆菌 分离苏云金总数(个 / 芽抱杆菌致
(% ) g千土) (个)
长 白 ilJ 暗棕壤 45 . 20 弓. 8~ 7 . 0 4 15 . 4 弓. 86 163 . 1 0 . 305 7 . 046 1 . 7 0 x 10 6 10
百花山 棕 壤 1 2 . 7 5 7 . 3 ~ 7 . 4 2 80 . 4 6 . 95 2 0 0 . 9 0 . 2 弓 4 . 091 3 . 3 0 x 10 6 1 0
鼎 湖山 砖红壤性 红壤 3 . 9 6 4 . 3~ 4 , 9 43 5 . 7 7 . 3 7 9 4 . 3 0 . 343 6 . 7 0 7 0 . 97 x 10 6 6
尖峰岭 砖红集性黄壤 2 7 . 0 9 4 . 9一 7 . 0 3 4 7 . 3 7 . 4 7 115 . 6 0 . 18 7 3 . 7 24 1 . 65 x 10 6 13
2
.
2 苏云金芽抱杆菌出土率及分离率
表 3 看出了在四个自然保护区中苏云金芽抱杆菌的出土率和 占所分离芽抱杆 菌 的 分 离
率 , 说明四个自然保护区森林土壤中苏云金芽抱杆菌的分布十分广泛 , 是土壤芽抱杆菌中常
见的种类之一 , 资源十分丰富 。
表 3 四个自然保护区森林土滚中苏云金杆菌出土率及分离串
采集地点
(自然保护 区)
分 离 土样数(个 )
苏云金杆菌 芽抱杆茵
分离出土样数(个 )
出土率
( % ) 分 离菌落数 (个 )
其 中苏云金杆 菌
分离菌落数 (个) 分离率(% )
1 5
.
3
7
. 弓
4
.
1
1 3
.
2
8
.
8 (平均)
10639公1324698
‘产、均平Z吐、
尹O八山nUnU护4
1丫nUnU夕b貂2书40加s,513 23绍加75长白山
百花山
鼎湖山
尖峰岭
合 计
2
。
3 苏云金芽抱杆菌亚种 的初步鉴定
四个 自然保护 区所分离的39 株苏云金芽抱杆菌亚种初步鉴定结果见表 4 、 图版 I 。
表 4 表明 : 17 株属于库尔斯塔亚种 , 6 株属于松蝎亚种 。 16 株属于与已知的32 个亚种有
所不 同的特殊类型 , 是否属 新亚种 , 有待进一步鉴定 。 图版 I 表明 : 由森林土壤分离的苏云
金芽抱杆菌 , 其形态特征 , 多数伴抱 晶体为菱形 、 镶嵌型菱形 、 圆形 、 方形 、 不规则形 、 多
边形等 。
2
。
4 苏云金芽抱杆菌亚种的分布
表 5 表明苏云金杆菌库尔斯塔亚种和未定名株在四个自然保护区中均有分布 , 松蝎
只在百花山和长白山 自然保护 区中分布 。
e交4 林 业 科 学 研 究 6 卷
表4
生 理
3 9株苏云金杆 , 生理生化特性及嘴醉型鉴定
生 化 特 性
价 醉 型
亚种名称
(B
.
t
.
: u b sP
.
)
纤维二糖水解淀粉甘露枪利用水解七叶灵尿蔗 产醉生掂用利解 色素形成作阮用水杨贰卵磷醋醉
PV
然自保护区
+ 十
+ 十
+宁
长 +
+ 十 + +
十+
+
十++
争一五h日一C
白 十 十 +
十 + +
山
+ + 十
十 + +
+ 十 十
D e n d r o l i川 “s
G a llo r ia e
G a lle r ia e
月子殊
特殊
牛匀歹未
特殊
D e n d r o li口 u s
D e n d r o l irn u s
D e n d r o l irn 胜 s
松姆亚种( d e , d r o li从 “s )
J人之尔斯塔 亚种以盯: ta及f )
J人乏尔斯塔 亚种以“r s t a及f)
待定
了夺定
待定
待定
松姗亚种 (d e o d r o l‘m u s )
松幼亚种 (de o d r o [i m u s)
松拐亚种 ( d e ”d r o li用 u s)
十+
+十十+斗+十+++十++B 1 1
B i :
B i :
B i -
B i ‘
B i e
B 1 7
B 1 5
B 2 .
B : o
十
十 +
百
D e n d r o l im u s
特殊
D e n d r o [ i m u s
G a lle r i a e
G a lle r i a e
特殊
特殊
特殊
特殊
特殊
松绷亚种 ( d e o d r o l‘。“: )
待定
松翔亚种 (d e o d r o l‘阴u s )
库尔斯塔亚种任“r对a k‘)
库尔斯塔亚种( ku r sta吞i )
待定
待定
待定
待定
待定
十+
十+士+一
++十+
+十+
花
山
十+
+
+ 十 十
十 +
+ +
十
十 +
十
特殊
G a lle r i a e
G a lle r i a e
G a lle r i a e
G a lle r i a e
G a lle r i a e
待定
库尔斯塔亚 种( ku r sto 儿‘)
库尔斯塔 亚种。“r 盆t。及‘)
库尔斯塔 亚种( k u r st a吞公)
库尔斯塔亚 种。。r : t a kf)
库尔斯塔 亚种( k u r s t。为‘)
+十++十+十+十+十
十+十+十十+
+十+12名‘56D
-润山
++十++J i
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J -
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J 2 0
J 1 1
J 1 2
1 1 3
+ + + +
十 十
十 十 + 十
+ + + +
尖 十 +
十 +
峰 + +
+ + + 十
+十
+十++十千卜
岭 十 + 十
+ + 十 十
+ 十 + + +
+ + 十
+ + + 十 十 + + +
G a lle r i a e
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G a lle r i a e
特殊
特殊
特殊
特殊
G a lle r ia e
特殊
库 尔斯塔亚 种。 u r‘t a 儿‘)
库 尔斯塔亚种 (k o r : t。儿泣)
库尔斯塔亚种 (k u r s t a k i )
库 尔斯塔亚种。“r s t a k‘)
库尔斯塔 亚种。“r : t a及‘)
库尔斯塔 亚种(介“r : ra k‘)
Jjl三尔斯塔 亚种任。r : t a儿‘)
待定
待定
待定
待定
库 尔斯塔亚种。“r : ro k‘)
待定
2
. 肠 苏云金芽抱杆菌的毒力洲定
由表 6 看出 , 39 株苏云金芽抱杆菌中对鳞翅日杨扇舟蛾和马尾松毛虫幼虫的 致 死 率 在
已期 漱莲韵等 : 我国四个自然保护区森林土坡中苏云金穿抱杆菌的分布 6 2弓
表5 四个自然保护区中苏云金芽饱杆菌亚种的教t 分布 ( 单位: 个 )
亚种名称
(B
.
*
.
5 汕s p . ) 数量
在四个 自然保护区中亚种的分布
长 白山 百花山 鼎湖 山 尖峰岭 占总分离株(3 9株 )的 比例 ( % )
4 3
。
6
1弓。 4
41
。
0
8
US5一“1,山介召乙U2476户OJ.工工库尔斯塔亚种伪u” *a k i )
松场亚种 ( d e ”dro l玄m “s )
未定名株
表 6 39 株苏云金芽抱杯菌毒力洲定
菌号 杨 扇舟峨
4 d 死亡率
马尾松毛虫
6 d 死亡率
黄 粉甲
g d 死亡率
( 单位 : % )
榆蓝叶 甲
7 d 死亡率
0102
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百花山
B 1 2
B i :
B i -
B 1 5
B 1 .
B 1 7
B 1 .
B 1 .
90 5 o n
级溯山 D
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J.几.工1上
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尖峰岭
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能6 林 业 科 学 研 究 6 卷
5 0% 以上的约占 7 0 % , 其中有 6 株 ( B : 1 , D Z , D 3 , D 。 , J。 , J; 3 ) 为 2 0 0% 。 对鞘翅 目害虫榆蓝叶
甲和黄粉甲幼虫均未表现出明显的杀虫活性 。
3 讨 论
(l) 土壤微生物分布的研究 , 其研究结果与研究方法密切相关 。 本文采用平板稀释法 ,
李荣森等〔5 〕系采用弹土法 , 由于方法不同 , 结果有所不同 。 但苏云金芽抱杆菌在土壤 中分布
的规律如土 壤 p H 、 类型 、 优势亚种等方面均表现 出一致性的结果 。
(2 ) 在四个 自然保护区中苏云金芽抱杆菌松蝎亚种只在百花山和长白山保护区中出现 ,
这一结果是否与油松 、 落叶松植被及松毛虫奇上有关 , 有 待进一 步研究。
参 考 文 献
1 周淑芷 , 陈昌沽 , 戴莲韵 , 等 . 前苏联 森林害虫 微生物防治研究概况 . 林业科技通讯 , 199 3 , (1) : 2 9~ 30 .
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‘Ut了只
D is tr ib u tfo n o f B a c illu s
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