全 文 :蝗虫痘病毒对黄胫小车蝗生长发育和产卵力的影响
杨红珍 任 钢 王丽英
(中国农业大学昆虫学系, 北京 100094)
摘要: 试验观察结果表明, 蝗虫痘病毒除对黄胫小车蝗有显著致死作用外, 使感病寄主在
接种 13~33d 后, 食量比对照减少 28. 73%~70. 40%。导致生长发育缓慢, 接种后 13~18d, 对
照组生长率为 36. 3mg / d,而处理组则分别为 14. 9、14. 5和 9. 6mg / d,仅为对照的 1/ 4~1/ 2。寄
主羽化极不整齐,对照组整个历期只有 5d, 而处理组则为 16~46d,随着接种剂量的加大, 这种
“拖延”趋势越发明显。寄主产卵量明显降低,甚至根本不能产卵。处理组寄主“畸形”和“自相残
杀”的情况也较对照组严重。
关键词: 蝗虫; 痘病毒; 生长发育; 产卵力
蝗虫是农牧业生产中重要的害虫类群之一, 是联合国粮农组织所列举的“国际减灾十
年”项目中的一个重要组成部分。在我国, 蝗虫防治在整个“害虫综合治理体系”亦占有举足
轻重的作用(陈永林, 1987; 马世骏, 1958;曹骥, 1950)。目前,在蝗虫的生物防治中,病原微生
物的应用是较为行之有效的一种手段。尤其是在草原和森林生态系统中,更有利于病原持效
作用的发挥。
从国外引进微孢子虫防治草原蝗虫已在我国草原得到广泛应用(王丽英, 1994;严毓华,
1991) , 是我国利用微生物治蝗的最早报道。然而由于其杀虫速度缓慢, 杀虫效果不够理想,
人们进而寻找新的生物杀虫手段。蝗虫痘病毒 60 年代在国外首次报道 ( Oma, 1993;
Lang idge, 1983; Henry , 1969)。国内 80年代初从西伯利亚蝗体发现痘病毒, 80~90年代初,
从新疆和内蒙古草原蝗虫分离鉴定了多种痘病毒(王丽英, 1994) , 并对我国蝗虫痘病毒的形
态发育, DNA 和结构蛋白等特性及初步应用进行研究(高灵旺, 1997;王丽英, 1995a; Wang ,
1995)。痘病毒在蝗虫种群中能引起流行病(王丽英, 1998; 高灵旺, 1997; Henry, 1966)。在我
国草原上曾观察到蝗虫痘病毒的连年流行,感染率高达 60%~70%,引起大量蝗虫死亡。因
此,应用痘病毒治蝗是一项很有潜力的措施。本文报道蝗虫痘病毒感染寄主后,对其生长发
育,取食量及产卵力等方面的影响。
1 材料与方法
1. 1 病原
1988 年从采自内蒙古亚洲小车蝗( Oedaleus asiati cus)分离得到亚洲小车蝗痘病毒
( Oedaleus asiat icus Entomopoxvirus) (简称 OaEPV ) ,又经黄胫小车蝗( Oedaleus inf er nal is)
增殖后将感病蝗虫虫尸研磨,过滤,经反复差速离心,获得病毒包涵体粗提液,在-20℃冰箱
保存。
第 8 卷 第 1 期
Vo l. 8 No . 1
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SIN ICA
2000年 3 月
March 2000
国家自然科学基金资助项目
1. 2 试虫
从河北白洋淀采集黄胫小车蝗 3~4龄蝗蝻, 在室内饲养至成虫产卵,并传代饲养 4代作为
试虫。另一部分试虫直接采自河北田间。(除特别说明外,均以 3龄蝗蝻为接种试虫)
1. 3 病毒包涵体的提取和纯化
研磨感病毒的病死虫尸,经双层纱布过滤和多次差速离心后取得包涵体粗提物,再经蔗
糖梯度( 65%、61%、58%和 50% )超速离心后,取 58%与 61%界面的褐色带,脱糖后即为纯
化包涵体。
1. 4 寄主食量及生长速率测试
1. 4. 1 以 3种不同剂量的病毒包涵体 1×104、1×105和 1×/ 106VIB/头接种 3龄蝗蝻,接
种后 13~33d,每 5d测试一次 24h 取下食量及蝗虫体重。
1. 4. 2 取新鲜麦苗分成两份, 一份经逐一称重后,分别饲喂单头试虫。在 28℃下取食 24h
后,将残余食物与另一份麦苗一同在恒温箱中在 70℃下烘干 72h,直至重量不再变化为止。
后者用于计算食物的干物质含量。
1. 5 寄主发育历期测试
以 1×104、1×105VIB/头的剂量,对3龄蝗蝻进行单头接种后,群体饲养, 每管约 20头。
记录蝗蝻在不同剂量作用下各龄期的变化情况,即第 1次羽化和羽化完成所需时间,以及在
蜕皮过程中出现虫体畸形的比率。
1. 6 产卵力测试
接种处理同“食量测试”,只是到成虫后,每管放置 1雌 1雄。记录第 1次产卵时间及每
天产卵块数和卵粒数。
2 结果与分析
2. 1 痘病毒对寄主取食量的影响
对感染后 13~33d 寄主的取食行为进行观察, 结果表明, 处理组无论接种剂量高、低均
出现食欲明显下降。感染后 13d、18d、23d 和 33d, 处理组比对照组的食量减少 28. 73%~
70. 40% (见表 1)。
表 1 接种痘病毒对寄主取食量的影响
T able 1 The influence of OaEPV on t he g ra zing capacity o f the hosts at differ ent time
处 理
( VIB/头)
T reatmen t
( VIB/ head)
试虫数
(n ) N
24h 取食量(m g/头) Capacity of eat ing in 24 hou rs ( mg/ No. )
13d
13 days
比对照减少
Decr easing
( % )
18d
18 days
比对照减少
Decreas ing
( % )
23d
23 days
比对照减少
Decreasing
( % )
33d
33 days
比对照减少
Decreas ing
( % )
CK 20 48. 63 — 57. 62 — 44. 93 — 65. 68 —
1×104 20 26. 97 45. 40 35. 36 38. 63 32. 30 28. 73 35. 63 45. 75
1×105 20 20. 26 58. 75 22. 65 60. 69 24. 93 44. 51 27. 85 57. 60
1×106 20 23. 80 51. 06 19. 88 65. 60 23. 52 47. 62 19. 44 70. 40
2. 2 痘病毒对寄主生长速率的影响
从体重增长的变化曲线可以看出(图 1) , 食量的降低进一步影响虫体的生长速率, 这在
蝗虫生长的旺盛时期(接种23d之前)表现尤为明显。经计算, 接种13~18d, 对照组的生
61第 1期 杨红珍等:蝗虫痘病毒对黄胫小车蝗生长发育和产卵力的影响
长速率达 36. 3mg/ d,而处理组则分别为 14. 9、14. 5和 9. 6mg / d, 仅为对照组的 1/ 4~1/ 2。
接种 28d后,对照组开始产卵, 体重明显降低, 而处理组因发育缓慢,卵巢刚刚趋于成熟刚开
始孕卵,体重仍呈上升的趋势,但接种 105~106VIB/头处理组蝗虫的体重始终低于对照组。
图 1 接种剂量对寄主体重增长的影响
Fig . 1 The influence o f different inoculating amounts on the g rain w eight o f the ho st
A: 1×104VIB/头, B: 1×106 VIB/头, C : 1×104 VIB/头, C K:对照
表 2 痘病毒对寄主羽化历期的影响
Table 2 T he inf luence o f OaEPV on the emergencing per iod of ho st
处理
( VIB/头)
T reatment
( VIB/ No. )
第一头羽化时间( d)
Emerg encing period of the
firs t ins ect ( days )
50%羽化时间( d )
Emergen cing period of th e
hal f ins ect (days )
羽化历期( d)
Emer gencing period of all
insect s ( days)
CK 11 13 5
1×105 11 15 15
1×106 11 18 46
2. 3 痘病毒对寄主发育历期的影响
被病毒感染后,寄主的发育历期明显拖长, 有的虫体甚至出现“侏儒”现象, 始终未再脱
皮长大。从成虫的羽化时间分析(见表 2) , 处理组与对照组第一头成虫出现的时间虽然相
同,但处理组接种 105 VIB/头者, 其羽化率达 50%所需时间比对照组拖后达 5d之久。此外
对照组群体的羽化非常集中,整个历期仅为 5d,而处理组则需 15~46d, 可见随着接种剂量
的增大,这种“拖延”的趋势更加明显。
2. 3. 1 蝗虫的变态过程由于新体壁的合成再脱去旧体壁,因此需要积累大量的能量, 然而,
由于病毒对虫体的危害,使寄主在蜕皮中形成“畸形”的比率远高于对照组。
2. 3. 2 影响寄主寿命的另一重要因子即是“自相残杀”, 试验中发现处理组自相残杀的比率
显著高于对照组, 说明病毒的寄生对该习性有加剧作用。
2. 4 痘病毒对寄生雌虫产卵力的影响
对寄主的解剖观察表明, 处理组卵巢和睾丸的发育明显晚于对照组, 在形态上表现为
体积少, 孕卵量少。从初次产卵的时间分析, 除 106 VIB/头组较晚外, 其余处理组与对照
组的差异不大 (表 3)。对照组每头雌虫每天产卵 4块, 产卵粒达 148. 25粒,而处理组仅
0. 2~1. 9块,卵粒数 4. 9~50粒,前者为后者的 3~30倍,差异极显著( P< 0. 01) (见表 4)。
62 草 地 学 报 2000年
此外,由于病毒的寄生使处理组许多雌虫丧失生育能力,不育率达 33. 3%~94%, 而对照仅
占 8. 33%。
表 3 痘病毒对寄主产卵力的影响
Table 3 T he influence of OaEPV on the ovipositing capacity of t he fema le host
处理
( VIB/头)
T reatmen t
( VIB/ No. )
试虫对数
(对)
( Pairs )
产卵雌虫比率
Ovipos ite
female rate( % )
未产卵雌虫比率
Non-viposi tin g
fem ale rate( % )
卵块数
(块/雌)
Avarage egg drops
( drops / female)
卵粒数
(粒/雌)
Average eggs
( eggs / female)
卵粒数
(粒/块)
Average eggs
(egg/ drop)
1×106 17 58. 52 94. 12 0. 24 4. 47 19. 00
1×105 30 90. 00 66. 67 0. 6 15. 53 25. 72
1×104 18 100. 00 33. 33 1. 89 49. 83 26. 38
CK 24 100. 00 8. 33 4. 17 148. 25 35. 58
表 4 寄生雌虫产卵量的显著性分析(新复极差法)
T able 4 The remarkable analy sis of the average egg number amount o f the female ho st
处理
( VIB/头)
T reatmen t
( VIB/ No. )
平均数 ( xi )
Mean
差异
Dif feren ce
Xi—4. 47 Xi—15. 43 Xi—49. 83
CK 148. 25 147. 78* * 132. 83* * 98. 42*
1×104 49. 83 45. 36* * 34. 4*
1×105 15. 43 10. 98
1×106 4. 47
* a= 0. 05(显著水平) * * a= 0. 01(极显著水平)
* and * * Indicate s ignif icant ly dif feren t at 0. 05 and 0. 01 level, respectively
3 讨论
蝗虫痘病毒除直接杀死寄主外(陈永林, 1958) , 有些感病蝗虫尽管没有死亡或没能快速
死亡, 但其活动能力大大减少, 发育严重受阻, 取食量明显减少,产卵力降低或根本不能产
卵,从而有利于压低下代虫口蜜度,抑止蝗虫种群发展,减少蝗虫对草原造成的危害,因此作
为生物杀虫剂将具有广阔的应用前景。此外, OaEPV 也可通过水平传播和垂直传播在环境
和寄主种群中长期存留,当环境条件适宜时,有可能形成地方性疾病流行,抑制蝗虫种群数
量保持在防治水平之下。因此, 该病毒在农牧业生产中具有开发利用前景。
参 考 文 献
1 马世骏. 1958.东亚飞蝗在中国发生的动态.昆虫学报, 8( 1) : 28~32
2 王丽英,余晓光. 1994a .蝗虫微孢子虫大量生产与治蝗应用研究. 草地学报, 2( 2) : 49~54
3 王丽英. 1994b.我国蝗虫痘病毒资源调查. 中国农业科学, 27( 4) : 60~63
4 王丽英. 1995a .经黄胫小车蝗增殖的亚洲小车蝗痘病毒DNA 和结构蛋白特性.病毒学报, 11( 4) : 351~
355
5 王丽英. 1998.我国蝗虫痘病毒基础及治蝗应用研究.基础和临床病毒学会议论文集, 76
6 陈永林. 1958.东亚飞蝗在中国发生的动态.昆虫学报, 8( 1) : 1~40
7 严毓华. 1991.微孢子虫治蝗的进展.全国生物防治学术讨论会论文集, 2123
63第 1期 杨红珍等:蝗虫痘病毒对黄胫小车蝗生长发育和产卵力的影响
8 高灵旺. 1997.亚洲小车蝗痘病毒田间杀虫效果. 13( 4) : 157~158
9 Henry J E. 1966. T he isolation of a polyhedro sis virus from a g rasshopper . J. Inver tebr . Pat ha l. , 8: 417
~418
10 Henry J E. 1969. Patholo gy and development o f the g rasshopper inclusion body virus in Malanop lus
seiguinip es . J. V ir ol. , 3: 605~610
11 Lang idge W H R. 1983. Char acter ization of the DNA and structur al pr o tein o f entomopoxv irus fr om
Melanop lus sang uinip es, A rphia consp irs a and P hoetaliotes nebrascenisis ( Or thop tera ) . J. Inver tebr.
Patho l. , 42: 327~333
12 Oma E A . 1983. Pr oduction o f a gr asshopper entomopoxv irus in Melanop lus sanguinip es ( F . )
(Or thop tera: A er ididae) . Can Entomol, 125: 1131~1133
Effect of EPV on the Development and Fecundity
of the Host by Use of Grasshopper
Yang Hong zhen Ren Gang Wang Liying
( Entomology Depar tment of China Ag ricultr ual Univ ersit y, Beijing 100094)
Abstract: The exper imental result show s that gr asshopper EPV ( Entomopox virus )
has great lethal effect on the ho sts, w hen the hosts and they show infected ( 1) Reduct ion
of g razing capacity of the ho st fr om 28. 4% to 70. 4% than that of cont rol t reatment during
13~ 33days after inoculation. ( 2) Slow development , and during 13~ 18 days af ter
ino culation, the average g row th r ate of the contro l group is 36. 3mg / day , and that o f the
t reatment groups is 14. 9、14. 5 and 9. 6 mg/ day respect ively, only 25%~ 50% o f the
control group. ( 3) T he emergences o f the hosts vary g reatly , w hich o f the control group
last only 5 days but o f the t reatment groups last 16~46 days, and w ith the inoculation do ze
increasing , the tendency of such“pro long ing”is more obv ious. ( 4) T he spaw ing amounts of
the hosts reduce obv iously, ev en none at all. ( 5) T he fact that the ho sts of the t reatment
gr oups“become heteromorphsis”and “kill each o ther”is mo re serious than the contro l.
Key words : Grasshopper and locust ; EPV; Development ; Fecundity
64 草 地 学 报 2000年