6、昆虫病原细菌

八、需进一步研究的问题
Bt杀虫剂已实现工业化生产，而且产品质量稳定。但
Bt商业化仍然受到许多限制: • 寄主范围窄 品种单一，多种林业害虫缺乏有效品种 • 抗性风险。 Bt的使用和传统的化学农药一样，要进行 多次喷洒，结果导致多种害虫对其产生了抗药性。实 验表明，对印度谷螟使用Bt两代后其抗性就增加了30 倍，15个世代后其抗性比未处理种群高100倍。抗性 机理可能是由于昆虫肠道的蛋白酶活性降低，或者Bt 与中肠上皮细胞上的受体结合的亲和力下降。
营养体
芽孢 晶体
芽孢
孢子囊
（1）营养体: 杆状，单个存在或 两个以上呈链状，鞭毛周生。为 繁殖阶段。 （2）孢子囊阶段:菌体成熟时，一 端斜生一个椭圆形的芽孢 （spore），另一端同时出现伴孢 晶体（方形、球形、不规则）。 （3）孢子囊破裂，释放出游离的 芽孢和伴孢晶体。 芽孢是细菌的休眠体，对高温、 干燥等不良环境有较强的抵抗力， 菌剂即以芽孢粉状态长期贮存。 伴孢晶体是一种蛋白质毒素，是 杀虫的主要有效物质。
五、苏云金杆菌应用技术
（一）菌种,制剂质量和剂型会影响防治效果。苏云金杆菌的 剂型有液剂、粉剂、可湿性粉剂、乳剂、胶囊剂等。可进行喷 雾、喷粉、液剂灌心、毒饵、飞机喷洒等多种使用方式。基本 原则就是力求施药均匀。目前制剂落后，剂型少, 不能适用林 业生产的多样需要。 (二)目标昆虫：虫种、害虫龄期、虫口密度、生态习性等。主 要用以防治鳞翅目幼虫，施药时间一般比化学药剂提前1-2天，
金龟子芽孢杆菌营养体细长，两端近圆形，
单生或成对，革兰氏阳性。形成芽孢时菌体逐 渐成纺锤形，芽孢位于一端，在芽孢一端形成一个大小为芽孢一 半的折光体，称伴孢体。芽孢可在体外存活数年，有利于疾病 流行和长期控制。缓死芽孢杆菌无伴孢体。
（三）乳状菌的致病机理
通过消化道对昆虫感染。该菌在蛴螬中肠萌发，产 生营养体，穿过肠壁进入体腔在血淋巴内大量繁殖
对低龄幼虫效果好。注意：B.t.对蚕毒性大，避免在养蚕区使 用.
1.防治农业害虫 我国应用苏云金芽孢杆菌制剂防治蔬 菜、果树、小麦、玉米、棉花、水稻、油料作物、茶 树等作物的害虫
（1）1×1010孢子每克菌粉，每公顷用500克对水2000倍 喷洒，可防治稻苞虫、稻纵卷叶螟、小菜粉蝶、小菜 蛾、刺蛾 （2）可湿性粉剂1000倍或BT乳剂150倍可防治烟青虫。 （3）用Bt乳剂200倍液可防治棉铃虫、甜菜夜蛾、斜纹 夜蛾。 （4）用Bt乳剂500倍液可防治菜青虫和小菜蛾。
并形成芽孢，破坏虫体各种组织，使虫体充满芽孢,
使血淋巴浑浊，被感染蛴螬呈乳白色。病虫行动迟 缓，反应迟钝。
感染过程分为四个阶段。（1）潜育期1-2天，有少量
的杆状细胞（营养体 ）。（2）营养体增殖期 3-5天， 营养体细胞迅速增值，偶有芽孢，血淋巴轻度浑浊。 （3）中间阶段 5-10天，从营养生长转变到伴孢体和 芽孢的形成 。（4）芽孢形成期 14-21天，体内充满 大量的芽孢和伴孢晶体，血淋巴乳白色，幼虫死亡。 使寄主昆虫死亡可能是由于乳状菌营养体的急速增值 而造成生理饥饿。
• Bt在害虫种群中不易流行。由于农田环境不适合 Bt存活，因此各公司对Bt的商业化开发重点很少
放在保持其繁殖和传播能力上，而是更多地关注
其杀虫效力。也就是说，商业化开发把Bt作为化 学农药，而不是生防制剂。 目前世界上许多研究都在力图通过改造其基因结 构来进一步完善BT农药。如利用分子生物技术提
disperse the flakeformulation for control of gypsy moth
Bacillus thuringiensis deposit and killed gypsy moth larvae
（三）与其它菌种、真菌制剂、病毒混用以扩大杀虫谱。
（四）与低剂量的化学杀虫剂混用，B.t.通常与一些非碱性 农药如杀虫双、乙酰甲胺磷、敌敌畏等农药混用提高害虫 对细菌的易感性，达到增效的目的，减少化学农药的用量， 延缓害虫抗性的产生。同时还可以弥补杀虫范围较窄的不 足。B.t.乳剂400倍液和50％辛硫磷乳油1000倍液配混后灌 根，防治葱黄寡毛跳甲。不能和内吸性有机磷杀虫剂混合 使用。
The Japanese beetle larva (grub) on the right has milky disease caused by a bacteria.
（二）乳状菌的形态特征
已从不同地区分离出乳状病病原菌多种。 其中以日本金龟子芽孢杆菌（Bacillus popilliae） (A型乳状菌)、缓死芽孢杆菌（B.lentimorbus） (B型乳状菌)最重要。
Streptococcus sp.
感染途径： 大多数昆虫病原细菌是通过口和消化道感
染昆虫，少数通过卵、体壁和气管感染。
昆虫被细菌感染后表现共同的症状特征：活
动缓慢、食欲减退、腹泻和呕吐等。死亡虫体
颜色加深，迅速变成褐色和黑色，虫体软化腐 烂，稍触即破，流出臭味的粘稠液体。
第一节 苏云金芽孢杆菌
一、苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis） 简称Bt，是一类革兰氏阳性、产生半胞晶体、能寄 生于昆虫并引起虫体发病的芽孢杆菌，杆状。
（五）环境因子（温度、紫外光）：环境温度可影响
病原和寄主的关系，高温加速昆虫的取食和病情的发 展。在低温（＜20℃）条件下效果不稳定，有时杀虫效 果很差。15-20 ℃以上效果较好。30 ℃以上施药效果 最好。北京早春发生的虫害由于气温低而效果差。
强烈日光下半小时苏云金杆菌死亡达50%。BT可湿 性粉剂应在低于25 ℃的干燥阴凉仓库中保存，防治 暴晒和潮湿，以免变质。
我国早其使用的Bt是从国外引进的。60年代末以来我 国广泛开展了苏云金芽孢杆菌菌株的分离筛选和资源调 查，得到一批具杀虫特性的菌种资源。在林业有害生物 防治中广泛用于防治美国白蛾、舞毒蛾,杨树食叶害虫 各种舟蛾、杨毒蛾,松树多种松毛虫.
二、苏云金杆菌的形态 Bacillus thuringiensis
1911年德国昆虫学家Berliner从德国苏云金地方的地中海粉螟染病 幼虫中分离出一种芽孢杆菌。1915年命名为苏云金芽孢杆菌。到 目前为止已有30多种Bt亚种中140多种晶体毒素被发现。这些毒素 对鳞翅目、双翅目、鞘翅目、膜翅目，甚至对线虫、螨类具有活 性。它是一类卓有成效的微生物杀虫剂，广泛应用于防治农、林 害虫、仓储害虫和卫生害虫。
我国主要利用乳状菌防治小麦和花生地蛴螬。 剂型： 可湿性粉剂（每克含1×1010孢子） 使用技术：配成毒土防治蛴螬
（三）利用乳状菌防治害虫
应用乳状菌防治蛴螬，由于人工培养的问题还没解决，
至今仍用活虫虫体培养来生产菌剂。一般是乳状菌的芽孢 悬液（100万芽孢/ml）注射3龄幼虫， 也可将芽孢拌土或 拌饲料感染幼虫，但感染率较低。在25-30℃条件下，经13周，感染后期幼虫体内充满芽孢后，收集病死虫，磨碎， 加无菌水稀释，加入适量的填充剂，干燥后制成菌剂。
三、Bt致病型分类 • Krieg等提出按致病类型对细菌类杀虫剂进行分类
的方法。 • 致病型A：对鳞翅目的致病菌（如鲇泽亚种 Bta ； 库斯塔克亚种 Btk）。 • 致病型B：对双翅目的致病菌（如以色列亚种 Bti）
• 致病型C：对鞘翅目的致病菌(拟步甲亚种 Btt)。
四、苏云金杆菌毒素及致病机理
Pesticidal crystals of Bt886
Rhombic crystal of cry1 strains
Cubic crystal of Bt886
（2） 内毒素致病机理 Bt毒蛋白在伴孢晶体内是以原毒素(Proxin)的形式存在， 当被昆虫摄食之后，在昆虫幼虫的肠道内经蛋白酶水解（决定 其杀虫谱），转变成具有杀虫活性的毒性多肽分子，它可以与 敏感昆虫的肠道上皮细胞表面的特异受体相互作用（决定其杀 虫谱）， 诱导细胞膜产生一些非特异性小孔，扰乱细胞的渗 透平衡，并引起细胞肿胀甚至裂解，从而导致昆虫幼虫停止进 食而最终死亡。
高其杀虫活性、扩大寄主范围。
（Hale Waihona Puke ）转B.t.基因植物，基因棉、基因杨 树
(2)广谱杀虫工程菌
(3)提高杀虫活性的工程菌
(4)延缓抗性的工程菌 (5)延长迟效期的工程菌
第二节
其他昆虫病原细菌
一、金龟子乳状病芽孢杆菌（Doom）
是一群专性寄生于金龟子幼虫（蛴螬），致乳状病的芽孢 杆菌。乳状菌属真细菌目芽孢杆菌科。感染蛴螬后，菌体在 血淋巴中进行繁殖并形成芽孢，使病虫体呈不透明的白色， 刺破虫体，流出的白色血淋巴。
(endotoxin)或苏云金毒蛋白(Bt toxic protein)、伴孢晶体、 晶体毒素。苏云菌芽孢杆菌孢子囊中，一般只有一个半胞晶 体，但有些亚种经常有双晶体（如达姆希达变种）或多个晶 体（如以色列亚种，平均3个）。一个半胞晶体中含有一种 或多种δ-内毒素。伴孢晶体的形态结构与其对昆虫的毒力存 在一定的关系。
• 菌体在昆虫体内大量繁殖可导致昆虫死亡，而昆
虫在短时间内死亡往往是Bt产生的毒素所致。 • 苏云菌芽孢杆菌能产生多种毒素，可分为内毒素 和外毒素两大类. • 外毒素作用比较缓慢但杀虫谱比内毒素广。
内毒素及致病机理
（1）内毒素：苏云金杆菌在芽孢形
芽孢
成过程中产生的晶体蛋白质。这些蛋 孢子囊 白具有特异的杀虫活性，通常被称为 杀虫结晶蛋白(insecticidal crystal protein，ICP)或δ-内毒素
第二章 昆虫病原细菌
细菌属单细胞原核生物，体长微米级，有的可以运动，多数 以二分裂法进行无性繁殖，有些也可进行有性生殖。 使昆虫致病的细菌多属于真细菌目的芽孢杆菌科(Bacillaceae)、 肠杆菌科（Enterobacteriaceae）及假单胞菌目假单胞菌科 （Pseudomonadaceae）。目前筛选的杀虫细菌约有100多种。是 工业化水平最高的微生物杀虫剂。