论文推荐 || 木腐真菌对松材线虫病疫木处理初探

蒙海勤等 南京林业大学学

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木腐真菌对松材线虫病疫木处理初探

蒙海勤，叶建仁*，王旻嘉，曹伊扬

1.南京林业大学林学院，2.南京现代林业协同创新中心。

松材线虫病是由松材线虫(Bursaphelenchus xy-lophilus)引起的一种毁灭性病害,具有寄主范围广、致病力强、染病寄主死亡速度快等特点。该病于1905年在日本首次发现,至2018年已在我国18个省发生,目前全世界已有52个国家将其列为重要的检疫性病害,其中在中国和日本发生最严重。几十年来各国学者一直致力于松材线虫病的相关研究,但有关松材线虫病的致病机理仍不完全清楚。在防治松材线虫病的关键环节中,疫木就地或就近处理技术有待重大突破。防治实践中,检疫、监测、疫木处理媒介昆虫防治等环节中的关键在于疫木处理中,当前疫木处理主要采用粉碎或焚烧等方法,但实际应用中在一些地区存在如交通严重不便、人员很难到达等困难,导致疫木处理质量难以保证。

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叶建仁，南京林业大学教授。现任中国林学会森林病理学分会主任委员，南京林业大学国家重点学科森林保护学科带头人，林业有害生物防控国家林业局重点实验室主任，江苏省有害生物入侵预防与控制重点实验室主任，国家林业局全国危险性林业有害生物检测鉴定技术培训中心主任。长期致力于我国重大林木病害松材线虫病的流行规律与防控技术研究。

蒙海勤，女，1992年5月出生，南京林业大学森林保护学硕士研究生。

关键词：松材线虫病；松材线虫；疫木；木腐真菌；接种；除害处理

基金项目：国家重点研发计划(2018YFD0600203)

引文格式：蒙海勤,叶建仁,王旻嘉,等木腐真菌对松材线虫病疫木处理初探[J],南京林业大学学 (自然科学版),2021,45(4):183-189.MENGHQ,YEJR,WANG MJ,et al.Using wood rot fungi to treat plagu wood caused by pine wilt disease[J].Journal of Nanjing Forestry University (NaturalSciencesEdition),2021,45(4)
:183.189.DOI:10.12302/j.issn.10002006.202001019.

1目的

筛选在疫木中迅速定殖扩展且能抑制松材线虫生长和繁殖的木腐真菌,在抑制松材线虫生长的同 时快速降解疫木的木材成分,从而实现疫木中松材线虫在被媒介昆虫传带前就被大幅减少或不能正常进入蛹室,即在侵染循环的疫木环节即被阻断的目标,为松材线虫病的有效防控提供参考。

2方法

分别将2000条松材线虫接种至培养成熟的不同木腐真菌菌落上,通过室内平板试验测定不同木腐真菌对松材线虫生长和繁殖的影响;其次,将黑松木块接种至筛选获得具有抑制松材线虫生长和繁殖作用的木腐真菌菌落上,探究其对黑松木材的降解作用。以此筛选出能明显影响松材线虫生长繁殖且具有分解木材能力的优良木腐真菌；最后将筛选获得的优良木腐真菌经大量液体培养和固体培养繁殖后接种至田间当年染松材线虫病60cm长的伐倒松木木段上,分别于接种后的120和150d用电钻钻孔取木样,后将木段劈开,收集天牛蛀道周围的木样,分离并统计木样内松材线虫数量,比较接种前后疫木内松材线虫数量的变化,分析木腐真菌对疫木中松材线虫种群的影响。

2.1 试验材料

从南京林业大学下蜀林场和江苏省句容市摇令口工区感染松材线虫病不同腐朽阶段的病死松木上分离纯化获得B18、C11、C25、C28、D16、D17、D23等7个真菌菌株(未鉴定,不同腐朽阶段对菌株的命名不一样,第1个阶段分离获得的菌株以A1、A2命名,第2个阶段以B1、B2命名,以此类推)并置于南京林业大学森林病理实验室保存。绿色木霉(Trichoderma viride,编号Tv)购自广东省微生物菌种保藏中心,黄孢原毛平革菌(Phanero- chaete chrysosporium,编号Phc)购自中国典型培养物保藏中心(武汉大学保藏中心),茯苓(Poriacocos,编号Pc)取自安徽省六安金寨县金山寨菌种厂,灰葡萄孢菌(Botrytis einerea编号Bc)保存于南京林业大学森林病理实验室。

松材线虫强致病力虫株AMA3,保存于南京林业大学森林病理实验室。

▲接种照片

▲接种后

▲松材线虫在木腐真菌平板上培养10d 后的菌落形态照片

▲天牛蛀道照片

2.2 研究方法

分别将2000条松材线虫接种至培养成熟的各种木腐真菌菌落平板上,每种真菌接种3皿,以灰葡萄孢菌培养的松材线虫作为阳性对照,置于25℃恒温培养箱中培养10d。采用贝尔曼漏斗法对平板中的松材线虫进行分离,在光学显微镜下对松材线虫进行计数,最后分别计算各种真菌平板上松材线虫数量变化情况。

将木腐真菌接种至平板中,待菌丝即将长满平板时放入已灭过菌的小木块,以不接菌的PDA平板作为对照,每处理3皿。在15℃下培养120d后,去掉木块上的菌丝并将木块烘干至质量恒定,并称质量,按如下公式计算木块的质量损失率：

▲公式 1

式中:χ10表示降解木材试样中某组分降解率,％;χ0表示健康试样中某成分含量,g,χ表示降解木材试样中某成分含量,g;χ5表示试样降解后质量损失率,％。

3结果

在室内培养茯苓菌的平板上松材线虫不能成活,在黄孢原毛平革菌、B18、C11和D16菌落上松材线虫的生长和繁殖也明显受到抑制。以接种茯苓菌后木材的质量损失率最大(7.30%),其分解纤维素和半纤维素能力也最强,分解率分别为19.21%和29.65%;分解木质素能力最强的为黄孢原毛平革菌,分解率达到31.59%。在田间接种试验中,接种同种木腐真菌,以接种液体培养菌丝的效果优于接种固体培养菌丝的。不同木腐真菌中,以接种茯苓后减少疫木内的松材线虫数量显著优于接种其他木腐真菌处理的。接种茯苓液体培养菌丝和固体培养菌丝150d后,均可最大程度减少疫木内松材线虫数量,减少率分别为74.51% 和65.78%。接种茯苓液体培养菌丝后天牛蛀道的松材线虫数量较接种前减少了65.45%。

3.1 不同木腐真菌对松材线虫生长的抑制分析

分别将2000条松材线虫接人不同木腐真菌的平板上培养10d后,每个平板上松材线虫数量见图1。由图1可知m松材线虫在获苓(Pc)、黄孢原毛平革菌(Phc)、B18、C11、D16这5种真菌的平板上几乎不能生长,从获苓的菌落中未分离到松材线虫,在其他4种真菌的菌落上也仅分离到极少量的松材线虫。多重比较结果表明,这5种木腐真菌对松材线虫生长繁殖的影响不具有显著性差异。与接种前的数量相比,这5种菌完全不适合松材线虫的生长繁殖。当利用绿色木霉(Tv)培养松材线 虫时,10d后平板上的松材线虫数量显著高于作为对照的灰葡萄孢平板上的松材线虫数量，说明绿色木霉的菌丝极其适合于松材线虫的生长,在绿色木霉菌落上松材线虫生长快、数量多。松材线虫也能在其他D17、D23、C28和C25等菌种平板上生长,但非常缓慢,生长繁殖显著差于作为对照的灰葡萄孢上培养的松材线虫。由此初步选出茯苓、黄孢原毛平革菌、B18、C11、D16这5个明显不适宜松材线虫生长繁殖的菌株作为进一步研究的菌/菌株。

▲图 1 培养10d后木腐真菌平板上的松材线虫数量

3.2 不同木腐真菌感染对黑松木块质量和木质纤维素的影响

将松木块接人能抑制松材线虫生长的优良木腐菌-茯苓、B18、黄孢原毛平革菌、C11和D16菌落上培养120d后,去掉木块表面菌丝并把木块烘干至质量恒定后称量,比较黑松木块质量变化(图2)。由图2可知,松木块在5个木腐真菌的菌落上培养120d后均造成了质量损失,损失率显著高于对照(df=5,F=288.957,P<0.05)。其中茯苓菌对松木块质量的影响最显著,使木块质量损失率达7.5%;其次是B18菌,使木块质量损失率达6%以上。黄孢原毛平革菌和D16菌株对木块质量的影响仅次于B18菌株,C11菌株使木块质量损失率达4%。说明这5个木腐真菌/菌株都可以定殖松木块,降解木块组织使其质量减少。

▲图 2木腐真菌对黑松木块质量的影响

所用木腐真菌培养至120d后,烘干木块至质量恒定,粉碎后测定木质纤维素含量的变化,结果见图3。由图3可知,不同的木腐真菌分解木质纤维素能力不一样,相同菌/菌株降解不同的木质组分能力也有差异。获苓分解纤维家和半纤维素能力最强,分解纤维索19.21%和半纤维素29.65%,而对术质素降解能力仅为1.92%,表明茯苓分解木质素能力较弱。其他的4个木腐真菌/菌株,降解纤维素和半纤维素能力大小依次为B18>C11>D16>黄孢原毛平革菌、降解木质素能力大小依次为黄孢原毛平革菌>C11>D16>B18。虽然黄孢原毛平革菌分解纤维素能力较弱，但其降解木质素 最多,降解率为31.59% ,降解能力显著优于其他处理(纤维素:df=5,F=136.704,P<0.05。半纤维素:df=5,F=78.751,P<0.05。木质素:df=5,F=63.425,P<0.05)。

▲图 3木腐真菌对黑松木块木质纤维素含量的影响

3.3 不同方式接种木腐真菌后疫木内松材线虫数 量的变化

接种不利于松材线虫生长繁殖且具有降解松木块能力的木腐真菌液体培养菌丝和固体培养菌丝150d后,取样分离疫木内松材线虫数量,接种前后取样的误差均在5%以内,比较接种前后疫木内线虫数量的变化(图4)。由图4可知,接种5个木腐真菌后,两种不同培养方式的菌丝均可使疫木内松材线虫数量显著减少(接种液体培养菌丝:df=5,F=1 588.329,P<0.05。接种固体培养菌丝:df=5,F=752.951,P<0.05),同种木腐真菌以接种液体培养菌丝效果优于接种固体培养菌丝的。这5个木腐真菌中,不论是液体培养菌丝还是固体培养菌丝接种,茯苓效果最显著,线虫数量减少率均达65%以上,其次效果较好的为黄孢原毛平革菌和B18菌株,均可使线虫数量减少55%以上。C11亦能使松材线虫数量显著减少,但减少率较小;而D16菌株固体培养菌丝处理后线虫数量减少率与对照无显著差异,说明此菌接种疫木后对其中线虫的数量变化影响不大。

▲图 4 接种两种培养方式木腐菌丝150d后松材线虫的数量

3.4 接种液体培养木腐真菌菌丝后天牛蛀道松材线虫数量的变化

将液体培养菌丝接种于疫木150d后,用斧头将疫木劈开,收集天牛蛀道周围的木样,不同天牛蛀道周围的木样内松材线虫数量见图5。由图5可知,不同木腐真菌处理疫木后,天牛蛀道周围的木材线虫数量减少率各异。接种茯苓菌后可使天牛蚝道周围的木材中松材线虫数量减少最多,减少率达65.45%。其次接种效果较好的为B18和黄孢原毛平革菌,可分别减少疫木内松材线虫数量55%和57%。接种C11菌株的可减少47%,接种D16菌株的减少16%(对照在同期减少12%)。由此可知,接种茯苓、黄孢原毛平革菌、B18和C11后可减少木材中天牛蛀道周围的松材线虫数量。

▲图 5 接种液体培养木腐菌丝150d后天牛蛀道周围松材线虫数量

4结论

茯苓在室内外分解松木和减少疫木内松材线虫两方面效果均最佳;同种木腐真菌,以接种液体培养菌丝的效果优于接种固体培养菌丝的。研究表明,采用不利于松材线虫生长和繁殖的木腐真菌进行松材线虫病的疫木除治具有技术可行性和广阔的应用前景。

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