第二章微生物农药线虫课件.pptx
第四节 线虫和原生动物杀虫剂,一、线虫简介 线虫（nematode）属线形动物门，种类甚多，极大多数虫种自生生活在淡水、海水、沙漠、土壤中仅少数寄生于植物、软体动物、环节动物、节肢动物及脊椎动物。寄生人体并危害人类较严重的线虫约有10余种。重要的有蛔虫、钩虫、丝虫、旋毛虫等。,（一）形态（1）成虫 多呈圆柱形或线状，左右对称，体表光滑或具有清晰横纹，不分节，头部较钝圆。雌雄异体，雄小雌大。线虫大小相差悬殊。,体壁线虫体壁自外向内由角皮层、皮下层及纵肌层组成。又称皮肌囊,成虫内部构造,纵肌层：由纵向单行排列的无横纹梭形细胞构成，被纵索分割为四区。按每区肌细胞的数量、大小以及排列方式，可将纵肌层分为三种肌型，即肌细胞少而大的为少肌型，如钩虫；肌细胞多而长的为多肌型，如蛔虫；以及肌细胞细而密的细肌型，如鞭虫。,成虫内部构造,成虫内部构造,原体腔在体壁与消化道之间存有一腔隙，无上皮细胞覆盖，故称假体腔或原体腔（protocoele）。假体腔内充满体液，它是虫体的血淋巴，内含有葡萄糖、蛋白质和一些无机盐类等物质，可将肠道吸收的营养运送至身体的各部分，因此在生理上有类似循环的功能。线虫的消化和生殖等组织器官悬浸在血淋巴液中。,1）消化系统 2）生殖系统 3）神经系统 4）排泄系统,成虫内部构造,（2）虫卵 寄生线虫卵在光学显微镜下所见：一般为椭圆形，黄色、黄棕色或无色，无卵盖。外层很薄，称卵黄膜或受精膜 卵壳 中层较厚，称壳质层 内层亦薄，称脂层或蛔甙层,昆虫线虫是寄生于昆虫体内的线虫，也称嗜虫线虫。分为寄生性和病原性两种类型。寄生性：线虫侵染的性状类似寄生蜂的寄生；病原性：线虫能携带细菌并释放于昆虫体内使昆虫患败血症死亡。近年来的研究认为线虫也携带病毒至昆虫体内，总之，它们能以多种方式导致昆虫不育或死亡，在自然界中起着调节昆虫种群和抑制害虫的作用，其商业重要性仅次于细菌。,昆虫病原线虫隶属于动物界线虫动物门(Nematoda)尾感器纲(Secernentea)小杆目(Rhabditida)。主要包括5个科：斯氏线虫科(Steinernematidae)、异小杆线虫科(Heterorhabditidae)、索线虫科(Mermithidae)、新垫刃科、滑刃科。专性寄生在昆虫身体上的线虫有1000多种,线虫与昆虫的关系有3大类：寄生共生机械联合。,寄主范围：多于3000种，分属31科，可寄生鳞翅目、鞘翅目、直翅目、双翅目、膜翅目等20目的数千种昆虫。,1、研究应用历史 江苏高邮州志：庆元一年(1196年)飞蝗抱草死，每一蝗有一蛆，食其脑(索科线虫)Animalibus Insectis(1632年)：有一长蠕虫饶着蝗虫尸体，估计它与该虫的死因有关，1671年，Lister对这种蠕虫作了形态描述。1929年，Glaser和Fox在新泽西发现一种寄生日本金龟甲的线虫，Steiner在同一年并将其命名为格氏线虫。,Bovien(1937)和Dutky(1937)先后发现线虫与共生菌的关系，并进行了初步研究。1980年代以后昆虫病原线虫作为控制有害生物的生防手段又开始为人们所重视，并得以广泛展开。,为什么到了1980年代以后才受到重视？,2、已知昆虫病原线虫的种类和来源,3、寄生性线虫索线虫科,形态：成虫幼虫体形相似，丝线状，体白色，10-20cm，有的可长达40cm以上入侵过程：卵孵化出感染期索线虫主动寻找昆虫寄主，通过昆虫自然孔道或借口针和酶从昆虫体节间膜入侵。进入体腔后发育，一般游离于体腔内，有时到达神经组织，成熟前脱出寄主进入环境，造成昆虫死亡，寄生率即等于害虫的死亡率。并且可在自然界中再循环。,症状：开始不表现明显病症，后行动迟钝、腹鄣异常膨大、食量减少或不取食。虫体异常透明，可从病虫外看到线虫。寄主：昆虫、甲壳动物、蚯蚓、软体动物和蜘蛛等200种以上。,索科索属：蝗虫水索属：摇蚊巴索属：水生昆虫湖索属：摇蚊无性索属：蝗虫六索属：陆生昆虫对索属：土壤昆虫腹索属：蚋,两索属：稻螟、蛾类、蜻蜒泥索属：六月鳃金龟兰索属：水生昆虫里索属：各种蚊类细索属：按蚊镒索属：盐泽伊蚊新中索属：蚋,蝗索线虫,格氏斯氏线虫,食蚊罗索线虫,黑蝇被线虫寄生,蛞蝓被线虫侵染,4、病原线虫斯氏线虫科,仅一个属，斯氏线虫属在生活史中形成特殊的“带鞘”的侵染期幼虫发育有两个阶段：寄生阶段和腐生阶段侵染期线虫体内携带共生细菌：使昆虫发生败血症而死亡寄主：鞘翅目、同翅目、双翅目、膜翅目、等翅目、鳞翅目、脉翅目、蜻蜒目和直翅目,致病机理：昆虫病原线虫消化道内携带共生细菌，当线虫从昆虫消化道或体壁侵入，进入昆虫血腔后，共生细菌从线虫体内释放出来，在昆虫血液内增殖，使寄主患败血病迅速死亡。,斯氏属芜菁夜蛾线虫,非洲贪夜蛾被小卷蛾斯氏线虫侵染,嗜线虫致病杆菌,5、昆虫病原线虫异小杆科,只有一属，异小杆线虫属经消化道和气孔进入虫体。3-4天后雌雄同体的雌线虫产下幼虫，再过2天后幼虫发育成雌虫和雄虫交配后雌虫产卵，发育成第二期或侵染期线虫携带共生菌，寄主由于细菌存在而死亡寄主：夜蛾科、象甲科、金龟科等,异小杆线虫消化道内的发光杆菌,昆虫病原线虫区别于昆虫寄生线虫的特点是：侵染期线虫消化道内携带有与之共生的嗜线虫杆菌。昆虫病原线虫共生菌是一类特殊的革兰氏阴性细菌，其代谢产物有杀虫、抑菌活性。共生菌还能分解昆虫组织，提供线虫生长发育所需的营养，并产生抑菌作用，使虫尸不腐败，线虫可在体内繁殖，成为新一代侵染期线虫，进入环境，再侵染其它健康虫。,6、优点对昆虫专性寄生；寄主范围广；对寄主昆虫具有主动搜寻能力；能够从寄主昆虫的自然开口(如口器、气门和)、伤口或节间膜进入寄主昆虫体内，并且能够迅速杀死寄主昆虫；,昆虫对线虫抗性低；具有自我增殖快、易于遗传改良的优点；能够以人工培养基低成本大量培养；对人畜、植物及有益生物安全，在欧美一些国家可以豁免注册生产和释放；田间施用时可和许多化学农药混合使用,并能以传统喷药设备施用。,7、线虫生活史 昆虫病原线虫一生可分为卵、幼虫和成虫3个虫态。幼虫期共4个龄期，其中只有第3龄幼虫可存活于寄主体外，也是唯一具有侵染能力的虫态,又称为侵染期幼虫。侵染期幼虫一般滞育不取食，体外仍包裹着已经蜕去的第2龄幼虫的表皮，对外界不良环境的耐受能力最强，故又称为耐受态幼虫。,依据其生活史的长短，线虫可分为两类:长生活史型和短生活史型。长生活史型线虫一般在昆虫体内繁殖23代。而短生活史型线虫，没有第二代，第一代雌成虫产的卵直接转化为侵染线虫。,生活史：,侵染期线虫通过口器、肛门、气孔或直接刺破寄主体壁进入寄主昆虫体内。如果通过口器或肛门进入，线虫刺破肠壁进入血腔；如果通过气孔进入则直接进入血腔。线虫一旦进入寄主昆虫血腔，就开始释放共生菌，共生菌在血淋巴中迅速繁殖，通常昆虫在被侵染2472 h之内患败血病死亡。,8、侵染期幼虫的扩散和存活,斯氏属和异小杆属线虫都可主动或被携带在水平和垂直方向扩散。被动扩散主要借助于风、雨、人或昆虫。主动扩散一般用厘米度量，而被动扩散则可用千米度量。,线虫搜索寄主昆虫的对策有两类：埋伏和巡游 侵染期幼虫一般不取食，可以依靠体内储存的养分存活几个星期仍具侵染力；或侵入附近有机体存活几个月仍具侵染力，这是线虫保持存活力的最重要的一种方式。,线虫：寄主间传输共生菌，保护共生菌不受土壤环境的影响，并在抵御寄主防御系统时保护共生菌。共生菌：为线虫繁殖提供所需的基本营养成分，并产生毒素和抑菌物，为线虫繁殖提供良好的环境条件。,9、昆虫病原线虫与共生菌之间的关系典型的互惠互利关系,在无共生菌情况下，外来细菌可明显地影响线虫的繁殖能力。线虫的共生细菌也可抑制其它细菌的生长。线虫共生菌对环境的耐受能力差，基本上不能独立生存于外界环境中，只有借助于昆虫病原线虫的携带方能进入昆虫体内，进行繁殖。在缺少共生菌的情况下，线虫对昆虫的毒力大大降低。,10、昆虫病原线虫与其共生菌的杀虫机理 1、线虫及其共生菌对寄主血淋巴有破坏作用;2、线虫和共生菌均能产生毒素;3、共生菌次级代谢物也有杀虫作用。4、虽然共生细菌是引起寄主昆虫死亡的主要原因，线虫分泌的毒素对昆虫也有致死作用。,早期昆虫病原线虫的繁殖和培着主要依靠大蜡螟体内活体培养，但繁殖成本过高，不宜大量生产应用，制约着昆虫病原线虫的实际应用。估计用昆虫病原线虫控制害虫要比化学杀虫剂高出10%60%的费用。,11、大量培养与应用,1931年，首次人工培养寄主昆虫活体培养单菌半固体培养基培养液体以发酵罐培养培养基：水、乳化剂、酵母、植物油、蛋白质,目的：节减成本，保持线虫的感染活性,根据培养条件及培养过程的不同，线虫培养可分为固相培养和液相培养。人工培养多采用固相培养法，液相培养法是近年来发展的新技术，具有易于扩大、生产效率高、培养参数易于控制等优点，但对不同的培养基采用固相和液相培养不同线虫，对线虫产量和质量都有不同的影响。,昆虫病原线虫能够成功地大面积防治多种害虫主要归功于线虫离体繁殖技术的发展。目前离体繁殖均采用单菌培养，单菌培养的开始得益于线虫肠道中携带的共生菌的发现。共生菌可以刺激侵染期线虫脱鞘，加快线虫发育速度，有利于缩短线虫的培养时间，从而提高效率。同时共生菌可抑制杂菌生长，为线虫繁殖提供稳定的环境。这种方法繁殖的线虫产量和生产效率高，具有参数易于控制和易于扩大生产等优点。,1995年被描述的昆虫病原线虫种有22种，应用于商品化生产的只有6种。美国、澳大利亚、荷兰、加拿大及其他一些国家的数十家公司均可供商品化生产线虫，商品化生产的线虫株系已超过百种。我国在70年代末至80年代初，才开始较有规模地引进、发展和研究昆虫病原线虫，经10多年的研究和开发，目前广东省昆虫研究所和中国农业科学院生物防治研究所均具有一定规模工厂化生产昆虫病原线虫的能力。,12、生产与应用,用异小杆线虫泰山1号对苹果桃小食心虫大面积田间试验，致死率高达92%，桃小食心虫蛀果率被控制在0.3%。用斯氏线虫CB-2Y防桃小食心虫冬茧，越冬桃小食心虫死亡率分别为88%用小卷蛾线虫防治桃小食心虫，在果园用量为6080万线虫/m2时，对桃小食心虫幼虫寄生率达90%以上。应用芜菁夜蛾线虫防治心叶期玉米螟，幼虫死亡率达80.4-90.5%广东省昆虫研究所开发了“昆虫病原线虫液体生产系统”,(1)紫外光 影响线虫发挥充分作用的主要环境因子是紫外光，克服紫外照射对线虫的影响将会对线虫的应用开辟新的途径。(2)湿度 湿度被认为是最重要的气候因子。线虫不能忍受干燥，即使90%以上的高湿度，露于空气中的线虫也会很快死亡。相对湿度80%，26分钟；相对湿度90%，38分钟，线虫死亡率达90%。将线虫喷洒于植物的暴露部分，线虫很快干燥，仅存活1560分钟。,13、影响昆虫病原线虫应用的因素,(3)温度 温度影响线虫的成熟和生长、繁殖、迁移率、保存和线虫的呼吸。在37下16小时，40下1小时则100%死亡。35以下1小时就有大量死亡，残存的不能恢复正常活动。,(4)土壤 线虫在土壤中的活动和分布对害虫的感染性关系密切，土壤的质地、土壤孔径、含水情况影响到线虫在土壤中的活动与分布。颗粒间隙小于线虫体宽时，线虫的运动受阻。粘土含量越高，对线虫运动的限制就越大。土壤含水量是影响线虫运动、寻找寄主的另一因素。间隙中一定厚度的连续的水层，可以保证线虫迁移，水份过多时，间隙中空气减少，又限制了线虫的需氧呼吸。线虫对土壤中pH值的变化不大敏感，大多数农田土壤pH值范围对线虫的感染力无显著影响。,（5）寄主的免疫反应昆虫寄生线虫有很广的寄主范围，然而由于各种昆虫对线虫的敏感程度不同，寄主的免病反应是造成敏感性差异的原因之一。一些昆虫对侵入的斯氏线虫会出现包囊作用，以防御线虫的侵害。昆虫还可以通过习性、行为、表皮构造、消化道特殊机能还避开或逃脱线虫的侵染。,14、主要线虫杀虫剂产品,小卷蛾斯氏线虫夜蛾斯氏线虫格氏斯氏线虫蝼蛄斯氏线虫嗜菌异小杆线虫大异小杆线虫等,二、原生动物微孢子虫,原生动物是动物界中最原始、最低等的一类动物，它们大多是单细胞的有机体。从细胞结构上看，原生动物的单细胞相似于多细胞动物身体中的一个细胞。微孢子虫是最重要的昆虫病原原虫，绝大部分昆虫病原原生动物引起的病症都是微孢子虫造成的。,1、简介,侵染途径：经口感染 经皮感染 经卵感染,感染和致病机理,水平传播,垂直传播,寄主范围：鳞翅目、直翅目、鞘翅目、半翅目、膜翅目、蜉蝣目。,微孢子虫是细胞内病原物，通常在细胞质中发育，对宿主的感染可以是急性、亚急性的慢性。有的微孢子虫只能侵染宿主某一特定的组织或器官，如中肠上皮、肌肉或脂肪体同种微孢子虫对不同宿主的组织特异性常驻有区别孢子的浓度也决定组织感染的类型,利用原生动物防治害虫，仍处于研究阶段，用于生物防治的种类还不多，田间应用技术、方法及制剂均需进一步探讨。最早利用原生动物防治害虫是在1937年，蝗虫变形虫。1950年代，进行了微孢子虫防治草原草地毛虫和欧洲玉米螟的试验1960年代，棉象甲微孢子虫防治美国南部棉象甲。1980年，蝗虫微孢子虫通过了美国环保局注册，成为第一个也是目前仅有的商品化生产的原生动物杀虫剂,1、研究应用历史,当前用于农林防治的微孢子杀虫剂有3种，即：行军虫、云杉卷叶蛾和蝗虫微孢子虫1986年，从美国引进的蝗虫微孢子虫(Nosema locustae)在防治草原蝗虫方面取得了显著效果，在短时间内迅速降低虫口密度，引起虫病流行，达到长期防治的目的。并通过研究建立大盆增殖微孢子虫的生产技术，年产制剂可供防治310 hm 草原蝗虫。1994年，防治面积超过110 hm，虫口减退率在55以上，并可有效降低蝗虫第二代种群密度,1、每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的路。23.3.2523.3.25Saturday,March 25,20232、成功源于不懈的努力，人生最大的敌人是自己怯懦。16:19:1516:19:1516:193/25/2023 4:19:15 PM3、每天只看目标，别老想障碍。23.3.2516:19:1516:19Mar-2325-Mar-234、宁愿辛苦一阵子，不要辛苦一辈子。16:19:1516:19:1516:19Saturday,March 25,20235、积极向上的心态，是成功者的最基本要素。23.3.2523.3.2516:19:1516:19:15March 25,20236、生活总会给你另一个机会，这个机会叫明天。2023年3月25日星期六下午4时19分15秒16:19:1523.3.257、人生就像骑单车，想保持平衡就得往前走。2023年3月下午4时19分23.3.2516:19March 25,20238、业余生活要有意义，不要越轨。2023年3月25日星期六4时19分15秒16:19:1525 March 20239、我们必须在失败中寻找胜利，在绝望中寻求希望。下午4时19分15秒下午4时19分16:19:1523.3.2510、一个人的梦想也许不值钱，但一个人的努力很值钱。3/25/2023 4:19:15 PM16:19:152023/3/2511、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。3/25/2023 4:19 PM3/25/2023 4:19 PM23.3.2523.3.25,谢谢大家,
