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论文白蚁的生物防治现状与研究进展
科技创新论文
题目:
白蚁的生物防治现状与研究进展
目录
摘要3
1.前言3
2.白蚁的生物防治现状4
2.1昆虫病原微生物防治白蚁4
2.2昆虫病原线虫防治白蚁4
2.3中草药防治白蚁4
2.4植物提取物防治白蚁5
2.5抗生素防治白蚁5
2.6植物内生菌及其代谢产物防治白蚁5
3、展望7
4.参考文献7
5.附录10
白蚁的生物防治现状与研究进展
摘要:
白蚁对人类的危害极其严重,被列入世界性的五大害虫之一。
用化学药剂防治白蚁仍然是目前最主要、最普遍的手段,虽然这种方法见效快,但其残毒严重,对环境和人类健康已构成极大威胁。
生物防治白蚁与其他方法相比具有高效、安全、持久的特性,最重要的是它可以避免化学防治带来的一系列问题,虽然很多白蚁生物防治剂野外测试工作还不太理想,但环保的特点决定了其发展潜力。
本文综述了生物防治白蚁的研究现状与进展,并阐述了植物内生茵的代谢产物将是开发新型白蚁防治剂的又一重要来源。
关键词:
白蚁;生物防治;化学防治剂
Abstract:
Termitesharmhumanraceaplentyserious,andtheyarelistedoneofthefiveglobalbigharmfulinsects.Atpresent,usingchemicalagentstocontroltermitesarestilltheprimmestandthemostuniversalmeans;althoughtheytakeeffectquickly,buttheresidualpoisonareseriousandgreatlythreatenedtheenvironmentandhumanhealth.Ascomparedwithothermethodsbio-controllingtermitespossessesthefeaturesofhigh-effective,safety,anddurable,andthemostimportantisitcouldavoidaseriesofproblemscausedbychemicalcontrolling.Thoughthetestofthefieldworkoftermitesbio-controllingstillwasnotperfect,yetitsfeatureofenvironmentfriendlyhasmadeupthepotentialofitsdevelopment.Thestatusquotandadvancementofbiologicalcontroltermitesweresummarizedinthispaper,atthesametime,elaboratedtheapplicationofmetabolitesofendophyticmicroorganismsasplantdeterminerwillbeanimportantfieldtodevelopinthefuture.
Keywords:
termites;biologicalcontrol;chemicalcontrollingagent
1.前言
白蚁是世界五大害虫之一,其危害面积约占全球总面积的50%[1]。
全世界已记载的白蚁种类有3000种左右,白蚁科占白蚁总数的75%,是主要的危害群。
白蚁主要危害房屋建筑、水库堤坝、农林作物、电缆交通设施等[2]。
我国每年因白蚁害损失可达20亿元以上;美国1998年受白蚁危害造成的经济损失约为50亿美元[3]。
利用化学药剂防治白蚁因其毒杀效果好,是目前最主要、最普遍的治疗手段,但毒杀型的化学农药在杀灭白蚁的同时也对环境和人类健康构成极大威胁,如导致农药中毒、癌症、儿童畸形、基因突变、环境污染等。
美国分别在1975年和1986年开始禁止使用灭蚁灵和氯丹,我国也从1999年2月113起禁用氯丹,这说明对人类、动物健康造成危害的化学白蚁防治剂的淘汰是历史必然。
生物防治白蚁对环境友好,可以避免化学防治带来的一系列问题。
植物内生菌能产生多种生物活性物质,在生物防治、医药卫生等领域有着巨大的应用潜力,开发内生菌作为白蚁的生物防治剂潜力巨大。
2.白蚁的生物防治现状
生物防治白蚁与其他方法相比具有高效、安全、持久的特性,可以避免化学防治带来的一列问题。
1987年美国国家科学院将生物防治定义为:
“利用自然的或经过改造的生物、基因或基因产物来减少有害生物的作用,使其有利于有益生物,如作物、树木、动物和益虫及微生物”。
所以,用于生物防治的天然源杀虫剂由于其作用方式多样、作用机制独特、环境和谐性良好等优点而倍受人们的青睐,天然源白蚁防治剂研究渐渐兴起,而且应该是未来白蚁防治剂发展的主要方向。
2.1昆虫病原微生物防治白蚁
利用病原微生物防治白蚁工作目前还处于实验室阶段,已经筛选出的病原微生物有细菌和真菌,据Culliney等[4]的报道,在实验室中,将地栖的欧美散白蚁和美国散白蚁(scatteredtermites)实验种群暴露在苏云金芽胞杆菌(Bacillusthuringiensis)内毒素、芽胞、孢子囊的混合物中,6d后白蚁的死亡率达95%以上。
然而,田间条件下细菌对白蚁种群的控制效果还未得到证实。
真菌黄曲霉(Fungusaspergillusflavus,)、白僵菌(Beauveriabassiana)、绿僵菌(Metarhiziumanisopliae)等在实验室试验中均表现对白蚁有较高的毒力,廖仿炎[5]新近报道应用绿僵菌复合剂防治桉树苗白蚁危害,防治效果理想,不受天气影响,对人畜安全。
真菌用于防治白蚁已在澳大利亚得到部分应用,实验室测试效果明显;另外,李少南等[6]学者报道密褐褶孔茵(Gloeophyllumtrabeum)提取物对白蚁显示跟踪活性,并在白蚁毒饵配制和诱杀防治中得到应用。
近几年发现并利用新的昆虫病原微生物对白蚁防治的试验开展得较少。
2.2昆虫病原线虫防治白蚁
朱建华[7]报道应用斯氏线虫属(Steinernema)和异小杆属(Heterorhabditis)的一些品系进行室内外控制林木黑翅土白蚁(Formosanwhitetermite))试验中均取得了很好的防治效果,表明昆虫的病原线虫对白蚁有着很好的控制作用。
线虫作为一种防治白蚁的生物杀虫剂已有多家公司生产[8]。
虽然新线虫(nemathelminth)在美国已注册为一种生物杀白蚁剂,而且实验室中的测试工作已经取得较好的结果,但由美国农业部林业试验站进行的野外试验认为,新线虫防治野外群体白蚁几乎无效[9]。
昆虫病原线虫防治白蚁还要进行更多的研究和野外测试。
2.3中草药防治白蚁
中草药在我国的应用历史悠久,在长期的实践过程中发现有许多中草药具有较强的杀虫作用,已有越来越多的杀虫植物活性物质用于白蚁防治。
民间将烟草、桃树叶、苦楝、野菊花等用做农药历史悠久。
如利用枫杨、博落回、蔓陀萝、醉鱼草等野生植物制成烟剂熏杀黑翅土白蚁效果良好[10];用已通过技术鉴定的虫敌、棉菌清防治白蚁已被广泛使用。
所以,对具有杀白蚁作用的中草药进行进一步筛选,是今后研究环保白蚁防治剂的一个重要方向。
2.4植物提取物防治白蚁
细辛植物的细辛粉对黄胸散白蚁有较好的毒杀效果和较强的驱避活性[11];北细辛醇提物对栖北散白蚁具有良好的触杀作用[12];细辛挥发油对栖北散白蚁具有较强的驱避作用和一定的熏蒸作用[13];韩文军等[14]发现罗汉松木粉的提取物对家白蚁有较好的毒杀作用;伊可儿等[15]副试验山苍子叶和樟树叶提取液对白蚁忌避活性,测试效果较好;另外,印楝素能显著影响家白蚁的趋向和取食行为[16];桃金娘科蓝桉的叶油防除白蚁效果最佳;大檄科的乌桕叶有机溶剂提取物和水浸提取物对白蚁具有抑制活性;油桐提取物具有抗东方地下白蚁和北美散白蚁的活性,其木质部分提取物活性最强[17]。
利用植物提取物研制了杀白蚁药剂属于天然杀虫剂,由于其具有对环境友好、易降解、低残留的特点,因此筛选出对白蚁防治效果好的植物源杀白蚁剂替代灭蚁灵等非环保药剂前景广阔,是白蚁生物防治药剂研究的一个重要方向[18-19]。
同时研究过程要注意植物资源的可持续性开发。
2.5抗生素防治白蚁
利用抗生素防治白蚁在我国开展较早,多为利用真菌、细菌或放线菌在发酵过程中产生可抑制有害生物的代谢产物。
有学者利用抗生素防治白蚁取得较理想的结果,如来源于微生物发酵产物的伊维菌素和阿维菌素,对白蚁有良好的触杀作用和阻止作用,实验室测定结果:
25mg/L浓度处理即显示一定的毒杀效果,100mg/L浓度毒杀接触处理24h,测试白蚁死亡率均达到100%[20-22],阿维菌素对台湾乳白蚁半致死剂量为0.0312斗g/只,且对环境无污染[23]。
抗生素防治白蚁的野外测试工作报道得较少。
2.6植物内生菌及其代谢产物防治白蚁
有许多学者做了植物内生菌抗虫方面的研究工作。
张玲琪等[24]从长春花中分离得到的内生真菌所产生的波胺碱和黑麦草碱类物质对昆虫具有杀伤作用,对牲畜等脊椎动物无毒;DaisyBH等[25]发现Mushroomvitagenus内生菌产生的萘类物质具有杀虫作用;戴传超[26]旧刮为了寻找新型驱杀菜青虫的菌种,对大戟科植物内生真菌进行筛选,发现内生菌B6具有很好的驱杀菜青虫的能力,发酵液处理的菜叶对菜青虫校正死亡率达到60.86%。
王新风[27]在对大戟科植物的内生真菌的研究过程中,发现1株具有杀虫效果的内生菌,对杨树的毛虫具有一定的杀灭效果;兰琪等[28]副从苦皮藤中也分离出3株菌能产生苦皮藤素类似物,且具有较强的杀虫活性。
Miller等[29]报道,感染了产皱褶青霉素内生菌的植株可明显影响蚜虫的生长。
研究均表明植物内生菌对防治害虫具有潜在的应用和开发价值,因此,有望筛选出可产生抗白蚁化合物的植物内生菌。
利用树木内生菌的发酵产物防治白蚁在国内外尚朱见报道。
按照树木内生菌和宿主植物之间基因可相互传递原则,推测一些天然抗白蚁植物内生菌也可产生抗白蚁物质。
黑龙江大学周东坡课题组受美国农林部资助,2003年开始与美国南方林科院合作,从美国天然抗白蚁树路易斯安娜州的北美圆柏(JuniperusvirginianaL.)和俄勒冈州的美国扁柏(Chamaecyparislawsoniana)中分离出内生菌,以树木的内生菌为杀白蚁的功能菌和生产菌,从白蚁肠道内分离出共生菌(可产纤维素酶、木质素酶或固氮酶)作为指示菌,通过牛津杯法作抑菌试验初筛,然后通过杀白蚁试验复筛,筛选出产杀白蚁化合物的内生菌,已经从天然抗白蚁树中分离内生菌80余株,筛选出可产杀白蚁化合物的内生菌10余株(表1)[30]
表1植物内生菌对白蚁体内共生指示菌的抑茵能力
Table1Antimicrobialabilityofendophytesagainstthemicrobessymbioticsystemsoftermites
菌株
抑菌力
解藻朊雷芽孢菌(Pneumobacillusalginolyticus)
+++
链球菌(Streptococcus)
+++
坚硬芽胞杆菌(Bacillusfirms)
++
枯草芽胞杆菌(Bacillussubtilins)
+
青霉属(Penicillium)
+++
黑曲霉(Aspergillusniger)
++
尖镰孢(Fusariumoxysporum)
++
绿僵菌(Metarrhiziumanisopliae)
++
紫红曲霉(Monacuspurpureus)
++
灿烂类芽胞杆菌(Paenibacilluslautus)
+++
沙雷氏菌(Serratiamarcescens)
+++
侧孢芽胞杆菌(Bacilluslaterosporus)
+
头孢霉属(Cephalosporium)
++
黄曲霉(Aspergillusflavus)
+++
镰刀菌(Fusarium)
++
球孢镰孢(Fusariumsphaerosporum)
++
红曲菌(Monascus)
++
通过试验,已经证实如果树木内生菌(功能菌)的发酵代谢产物对白蚁的共生菌(指示菌)有较好抑制作用,那么对白蚁也有较好的抑杀作用,而且二者关系为线性分布,这为白蚁生物药剂的筛选及快速检测提供了一条简洁而可行的新途径[31]
3.展望
防治白蚁一直是有蚁害国家的重要工作,随着科学的发展和人们环保意识的增强,人们越来越重视化学药剂对自然的破坏及对人类健康的威胁。
纵观白蚁防治剂的研究现状,开发白蚁的生物防治剂刻不容缓。
尽管多数白蚁生物防治工作还处于实验室研究阶段,野外测试工作不太理想,但环保、无公害的特点决定生物防治将是未来白蚁防治工作的主流和趋势。
天然药物的筛选已成为现今研究的热点,植物是天然药物的主要来源之一。
生活在植物组织中的植物内生菌,作为微生物的重要类群,其种、属的数量庞大,与植物的关系密切,其产生的丰富多样的次生代谢产物具有多种生物活性,从中寻找具有农药活性的植物内生菌切实可行,是世界开发新型白蚁防治剂的又一重要途径。
4.参考文献:
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6.附录
1.黑翅土白蚁损坏树木后的图片2.台湾乳白蚁家族图鉴
3.黑翅土白蚁的若虫与成虫图片
- 配套讲稿:
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