第二节 真菌杀虫剂,第二节 真菌杀虫剂,一、昆虫病原真菌和昆虫真菌病 真菌杀虫剂是利用昆虫病原真菌经生物发酵和制剂加工而制成的。人类通过它们对昆虫的致病作用来防治害虫。 昆虫病原真菌 昆虫病原真菌指侵入昆虫体内引起昆虫疾病的真菌。它与虫生真菌和昆虫寄生真菌的含义不同。广义的虫生真菌是指与昆虫结成各种关系（致病、寄生、共生、携播等）的真菌，而狭义的虫生真菌有时也用于昆虫病原真菌。,一、昆虫病原真菌和昆虫真菌病,寄生在昆虫体内的真菌包括两种情况：昆虫病原真菌和昆虫体内的共生真菌；而不少真菌却只寄生在昆虫体壁上而不侵入其体内，一般都不致死，对寄主影响不大，它们是外寄生真菌。由于昆虫及其病原真菌种类多，而已发现的其他无脊椎动物病原真菌种类少，且病理特征以及研究方法与昆虫病原真菌相似，故“昆虫病原真菌”术语往往被广义地使用，将其他无脊椎动物病原真菌也包括在内。,严格意义的昆虫病原真菌是初生病原，能侵染健康的寄主；有的种类只能侵染受伤的寄主或因其他原因而衰弱的寄主，通称为次生病原，而前者称伤口病原 ，后者称兼性病原 ，它们都可以人工培养。相比之下，专性病原不仅侵染健康的寄主，而且对寄主的专化性较强，寄主范围较窄，只能在特定的寄主体内增殖，甚至不能人工培养。,在昆虫病原真菌里，虫霉目真菌的寄主范围较窄，而各种丝状菌的寄主范围一般较广，例如，已记载的球孢白僵菌的寄主范围包括 15 个目的 707 种昆虫。 迄今已记载的昆虫病原真菌有 700多种，而昆虫的外寄生真菌则有 2000种左右。然而，已开发为真菌杀虫剂的真菌却只有十余种。,昆虫真菌病,昆虫真菌病指由真菌侵入昆虫体内而引起的昆虫疾病。 真菌与非得被昆虫摄入消化道才能引起感染的昆虫病原细菌、病毒、原生动物和线虫不同，它们的侵染途径主要是通过昆虫的体壁，因此可以侵染卵和蛹，而且对于防治蚜虫、粉虱和介壳虫这类刺吸式口器的害虫具有无可比拟的潜力。只有少数种类能突破消化道，例如球囊菌和蚊霉。,1. 真菌侵染寄主的致病过程,附着(attachment): 吸附(adsorption) 电荷凝集素 固化(consolidation) 酶活化分泌,萌发(germination),萌发的菌丝沿表皮生长,附着胞的形成(appressorium),附着胞(appressorium),形成的附着胞开始穿透表皮,穿透(Penetration),穿进表皮的菌丝,二、真菌杀虫剂的生产,发酵方法和技术路线 真菌杀虫剂的活性成分主要是孢子和菌丝等活的菌体，尤其是各种孢子，包括分生孢子、芽生孢子和休眠孢子等，其中最为常见的是分生孢子。这些菌体通过微生物发酵来大量生产。 微生物发酵方法可分为两大类：液态发酵和固态发酵。在实际生产中的技术路线多采用液态和固态发酵交替进行、逐级扩大的双相发酵.,常用的三级扩大的双相发酵工艺流程,1.菌种的选择和管理,生产真菌杀虫剂所使用的菌种多半是从僵虫上或土壤中分离的，而生产杀线虫剂的菌种多半是从土壤中分离的，它们都是野生型菌株。 在菌种活化后，应一次性转接并妥善保存充足的菌种；在生产中传代不要超过四代。生产菌种应采取液氮保存、冻干保存或沙土管保存；常用的斜面冷藏一般只能保存不超过一年时间。,2.培养基的选择和配制,培养基是人工配制的供微生物细胞生长、繁殖、代谢和合成所需产物的营养物质和原料。 不同的真菌甚至同一种真菌的不同培养时期对培养基的要求都不相同。培养基的组成、配比和 pH 是否合适对培养和发酵结果影响很大。,培养基的分类,牛肉膏、蛋白胨、玉米浆、麦芽汁、马铃薯等天然材料常用来配制供种子培养用的天然培养基； 用葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、尿素、硝酸铵等化学成分完全清楚的材料配制的为合成培养基； 用部分天然材料再补充少量盐类配制的半合成培养基适合很多真菌的正常生长，成本也不高，广泛用于真菌的大规模生产。,培养基的配制原则,不同的生产菌种需要不同的培养基，须通过实验了解其生理生化特征和营养要求。 不同的生产菌种需要不同的碳氮比。 营养物质要保持适当浓度。 保持适当的 pH 值。,几种常用的培养基,马铃薯葡萄糖琼脂培养基：这是种子扩大培养最常用的培养基之一。 萨氏葡萄糖-酵母浸出物琼脂培养基：也是种子扩大培养最常用的培养基之一。 查氏培养基(CA)：这是最常用的鉴定培养基。 马丁氏培养基：用于从土壤中分离真菌。 玉米片琼脂培养基 麦芽汁琼脂培养基,用于固体发酵及发酵罐液体深层发酵的天然或半合成培养基应尽可能满足以下要求,获得目标产物（孢子、菌丝或代谢产物）的最大收获量； 达到产物形成的最大速率； 原料便宜，质量稳定并可常年保证供应； 给生产过程（例如通气、搅拌、过滤和萃取等）及环保带来的问题最少。,通用型发酵罐（左）和气升式发酵罐（右）,我国常用于白僵菌的竹匾浅盘发酵,巴西和非洲常用的绿僵菌塑料袋发酵,一种填充床反应器,两种浅盘式固态发酵反应器左： 1. 浅盘室；2. 水阀门；3. 紫外灯管；4,8,13. 空气阀门；5,11. 空气过滤器；6. 排气口; 7. 加湿器；9. 加热器；10. 空气循环；12. 进气口；14. 浅盘；15. 浅盘架,固态发酵反应器1. 罐体；2. 装料架；3. 循环风机；4. 连接管；5. 快开门；6. 温度传感器; 7. 冷却水；8. 空气入口；9. 控制台；1016. 无菌空气系统,收孢机 左：国内常用的收孢机 A, B.电动机；C.风罩；D.鼓风机；E.100管道；F.200管道；G.上贮存桶；H.纤维绒布袋；I.下贮存桶；J, K.放料活动门 （仿陈昌杰，1他们0）。 右：英国CABI公司产的MycoHarvester V型收孢机，左后方的长形圆筒是集孢筒。,三、真菌杀虫剂的应用, 真菌杀虫剂的发展简史 人类对昆虫疾病的科学认识是从 1834 年意大利人巴希研究确定球孢白僵菌是家蚕白僵病的病原开始的。1879 年俄国人梅契尼科夫在敖德萨试用金龟子绿僵菌防治奥地利金龟子，成为微生物防治害虫的先驱； 我国这一领域的研究始于上世纪 50年代。1954年1959 年间，林伯欣、徐庆丰和李运帷等开始研究使用球孢白僵菌防治甘薯象甲、大豆食心虫和马尾松毛虫等农林害虫，取得明显成功，并开始了我国最早的深层发酵研究。, 真菌杀虫剂的优缺点,1. 优点 昆虫病原真菌的种类丰富。 真菌一般都能侵染昆虫的几乎所有发育阶段,甚至包括卵，因此用途较广。 真菌多对人和其他脊椎动物没有侵染性、急性和慢性毒性，致敏性也不强，因此没有么危险，对于各种非目标无脊椎动物种群也多无大的影响。,真菌致死寄主后一般能在体外大量产孢，孢子随风雨扩散传播，在适宜的条件下能形成流行病。 真菌同各种天敌以及很多杀虫剂是相容的，在某些情况下还有增效作用，从而至少能各尽所长。 真菌对昆虫的侵染能力是由多基因控制的，因此昆虫产生抗性的可能性很小。 多能在培养基上人工培养，有些种类生长和繁殖速度快，易进行遗传调控。,2. 缺点,真菌引起的流行病不仅与昆虫种群有关，而且受到复杂的环境因子的综合影响。 真菌对多种杀菌剂敏感，因此须错开施用时间。 真菌的寄主范围虽然比病毒广，但远不及细菌农药苏云金芽孢杆菌（BT） ，更不能与化学农药相比；所有的生产菌株都有一定的寄主专化性。因此，市场仍较有限。 真菌杀虫效果较慢，有时难以充分保护作物不受损失。, 真菌杀虫剂在综合治理中的应用方式,淹没式放菌 引种定殖 接种式放菌 寄主调控 环境调控, 农药市场上的真菌杀虫剂产品,真菌杀虫剂自上世纪 60 年代即开始商品化，但多数是 80 年代以后注册的。40 年来全世界登记注册的真菌杀虫剂产品有 60 种以上，但不少已撤出市场。 根据互联网上关于欧美生产企业产品的不完全资料，目前仍见于市场的有8种真菌的约30种产品。 我国市场上现有3 种真菌的 11 种真菌杀虫剂产品登记注册, 应用真菌杀虫剂的成功实例,1. 使用球孢白僵菌防治松毛虫 2. 使用球孢白僵菌防治玉米螟 3. 使用金龟子绿僵菌防治甘蔗沫蝉 4. 使用金龟子绿僵菌防治蝗虫,