真菌拯救:南非科学家使用创新的方法来保护苹果树

2024-09-19 06:50来源:本站编辑

全世界的园丁都害怕蚜虫出现在他们的植物上。这些吸血昆虫大约有4000种,其中约250种是害虫,它们会对花园或果园的庄稼造成严重破坏。

其中之一是绵苹果蚜(Eriosoma lanigerum)。顾名思义,这种蚜虫会袭击苹果树,并通过覆盖和保护昆虫的白色蜡状分泌物来识别。

这种蚜虫原产于美国,在世界各地种植苹果的地方都能找到。它于1895年首次在南非被发现,随着时间的推移,它已经成为苹果的严重害虫。

蚜虫通过植物的根系和地上生长来侵害苹果树。这些菌落会在苹果根部造成异常大的肿胀,阻碍养分和水分在整个植物中的流动。如果虫害不加以控制,树木的芽、芽和有果实的木材都可能被完全破坏。根系上的母虫会生出活的幼虫,叫做爬行虫,它们会从根系迁移到苹果树的地上部分。幼树和新品种的苹果尤其脆弱。

2023年,南非生产了130万吨苹果,出口量为544,759吨。苹果种植面积2.5万多公顷;主要种植面积为15,000公顷,位于西开普省,特别是在Ceres和格陵兰地区。2023年苹果产量的估计价值为每吨8,794兰特(约490美元)。

在过去的几十年里,果园里控制苹果蚜虫最常用的方法是使用大剂量的化学杀虫剂。包括南非生产商在内的全球许多苹果种植者报告说,这些昆虫似乎已经对这些杀虫剂产生了抗药性。这一点,再加上对化学物质对环境有害影响的担忧,促使科学家们寻找新的昆虫控制方法。

A twig is seen held above a Petri dish. Both objects are coated with a sticky white substance

我们是斯泰伦博斯大学保护生态与昆虫学系的生物学家,正在进行杀虫真菌和线虫的研究,以控制害虫。在最近的一篇学术文章中,我们研究了昆虫病原真菌是否有助于保护南非苹果树免受羊毛苹果蚜虫的侵害。这些真菌自然存在于所有土壤中,数量很少,它们可以控制昆虫的数量。

我们想知道真菌是否可以用于生物防治,一种使用活生物体来控制害虫的方法。结果很清楚:我们测试的六种真菌中有三种在感染和消灭毛茸茸的苹果蚜虫方面非常快速有效。

土壤样品

在我们的研究中,我们从西开普省的不同苹果园获得了土壤样本,并使用易感昆虫(粉虫)从土壤中捕获真菌。

分离的真菌在培养皿中的琼脂上生长,一旦孢子可见,我们收获它们,并将毛茸茸的苹果蚜虫雌性浸入特定浓度,以评估它们的杀伤潜力。(雌性为自己受精,不需要雄性。)

真菌孢子附着在昆虫上,向蚜虫体内输送一种管子,并产生孢子,孢子出现在蚜虫身体的外部。这些孢子可以大量生产,并以高浓度使用,以自然杀死目标害虫。

其中两种真菌在五天内特别有效地感染并杀死了羊毛苹果蚜虫。对于真菌来说,这是非常快的,因为真菌通常需要7到14天的时间才能杀死昆虫,并在昆虫尸体的外部产生孢子。

Six Petri dishes are pictured, labeled A through F, each co<em></em>ntaining a different kind of fungus

我们对这些结果感到非常兴奋,特别是因为据我们所知,我们的研究小组是有史以来第一个测试昆虫病原真菌用于控制羊毛苹果蚜虫的研究小组。

新公司控制工具

市场上有许多商业产品含有昆虫病原真菌,用于控制昆虫。它们的高浓度应用不会产生负面的生态影响,因为它们已经在目标环境中以低数量自然存在。

现在我们知道了我们研究的当地昆虫病原真菌物种的能力,我们计划在更自然的条件下对它们进行测试。这包括在有遮蔽物的苹果树上使用它们(比如在温室、遮荫的房子和隧道里)。大众培养和配方对于确保真菌在商业规模上发挥作用尤为重要。

最终,我们希望与当地的商业公司合作,大规模生产这些特定的真菌物种。这将是帮助苹果种植者控制羊毛苹果蚜虫、避免杀虫剂抗性问题和减少化学品对环境污染的一步。

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