球孢白僵菌

球孢白僵菌Beauveria bassiana 屬於子囊菌門、肉座菌目、蟲草菌科、白僵菌屬，是廣譜性昆蟲病原真菌，主要進行無性繁殖，產生分生孢子；可進行有性生殖並產生子實體，被鑑定為球孢蟲草。球孢白僵菌在世界範圍被用於害蟲生物防治，其中我國使用球孢白僵菌防治馬尾松毛蟲和玉米螟是國際上最大的害蟲防治項目，取得良好的害蟲持續控制效果。球孢白僵菌也能感染家蠶等經濟昆蟲，感染家蠶幼蟲乾燥後的屍體稱為僵蠶。入藥能祛風、鎮驚等。由於加強防治，近年來白僵菌對家蠶的感染大為減少，為解決僵蠶的藥源問題，以蠶蛹為原料，接入白僵菌，所得蠶蛹可代僵蠶用。

基本介紹

• 中文學名：球孢白僵菌
• 拉丁學名：Beauveria bassiana
• 界：真菌界
• 門：子囊菌門
• 亞門：盤菌亞門
• 綱：糞殼菌綱
• 目：肉座菌目
• 科：蟲草科
• 屬：白僵菌屬

真菌信息

球孢白僵菌

拉丁學名：Beauveria bassiana

類別：昆蟲病原真菌

在分類上屬於子囊菌門（Ascomycota），盤菌亞門（Pezizomycotina），糞殼菌納（Sordariomycetes），肉座菌目（Hypocreales），蟲草科（Cordycipitaceae），白僵菌屬（Beauveria）。球孢白僵菌是國內外廣泛用於害蟲生物防治的殺蟲真菌之一，被認為是最具開發潛力的一種昆蟲病原真菌。

害蟲防治套用

球孢白僵菌是廣譜性殺蟲真菌，國內外研究人員利用球孢白僵菌防治玉米螟、松毛蟲、小蔗螟、盲椿、谷象、柑桔紅蜘蛛和蚜蟲等農林害蟲。特別是對玉米螟和松毛蟲的生物防治，在國內已作為常規手段連年使用。由於球孢白僵菌能有效地控制蟲口數量，同時不傷害其他天敵昆蟲和有益生物，完全符合有害生物綜合治理的宗旨，同時由於其容易大量生產，防治成本較有競爭力，因而其具有廣泛的套用前景。

基礎研究

球孢白僵菌作為模式的昆蟲病原真菌，是真菌--昆蟲互作研究的重要模式種。中國科學院上海生命科學研究院和浙江大學的科學家在國際率先完成球孢白僵菌的基因組研究，發現球孢白僵菌同蛹蟲草的進化關係非常近，但由於主要無性繁殖為主，導致兩在基因組結構上存在顯著差別。球孢白僵菌基因組編碼有大量的次級代謝基因簇（secondary metabolic gene clusters），與此相對應，球孢白僵菌能夠合成非核糖體多肽類的白僵菌素（beauvericin）、類白僵菌素（bassianolide，又稱作球孢交酯）和白僵菌環三肽（beauverilide），以及苯醌類的卵孢黴素（oosporein）等。生物合成機理及昆蟲生物測定研究表明，白僵菌素、類白僵菌素和卵孢黴素等均具有殺蟲活性，其中卵孢黴素能夠抑制昆蟲的細胞免疫及體液免疫而促進白僵菌的感染殺蟲過程。功能基因組研究揭示了不同基因在白僵菌感染致病及環境抗逆過程中的作用與功能；遺傳改造研究通過過表達內源或外源基因，顯著提高了球孢白僵菌的殺蟲效率或環境抗逆能力。

發酵生產

球孢白僵菌在液體、固體培養基上均能生長發育良好，並產生不同類型的孢子，分別為芽生孢子（blastospores）和分生孢子（conidia）。在液體培養條件下，球孢白僵菌產生芽生孢子。芽生孢子細胞壁薄，抗逆性能差，容易失活。

在固體培養條件下，球孢白僵菌產生分生孢子，分生孢子細胞壁厚，通常條件下比芽生孢子更具有生物穩定性。球孢白僵菌分生孢子的表面具有粗糙的皺摺，它是一種β-胡蘿蔔醇的聚合物，能增強分生孢子對不良環境的抵抗力，而芽生孢子表面是光滑的，所以對不良環境的抵抗力就更差。因為球孢白僵菌分生孢子比芽生孢子具有對環境更強的抵抗力，而且在對許多農林害蟲的防治上是更為有效的侵染體，所以在套用上一般使用分生孢子。對於球孢白僵菌的發酵工藝，國內外許多工作者進行了長期不懈的探索，先後經歷了液體深層發酵、固態發酵和液固兩相發酵。

液體深層發酵

液體深層發酵（submerge fermentation, SmF）是指微生物在液態的培養基中的發酵過程。對於球孢白僵菌來說，液態發酵主要產生的是芽生孢子和菌絲。利用此方法生產的優點是生產便利，生物量大。工業生產上曾嘗試利用液體發酵生產芽生孢子，然而，研究表明芽生孢子活力低、不耐貯藏，難以套用於實際。於是有些研究者通過改變培養基配方、添加微量元素和選育合適菌株等手段進行液體發酵條件下生產分生孢子的研究。研究發現，綠僵菌以及白僵菌液生分生孢子的形成與培養基組成、微量元素和維生素的關係密切。總之，由於液生分生孢子在產量、毒力及貯藏期等方面仍存在至今無法解決的難題，以至無法套用於生產實際。

固態發酵

固態發酵（solid state fermentation, SSF）是指利用自然底物做碳源及能源，或利用惰性底物做固體支持物，其體系無水或接近於無水的發酵過程。固體發酵是目前公認的獲得真菌孢子的最好方法，不僅產量高，而且質量好。在固體發酵中得到的孢子特性明顯好於那些來自液體深層發酵得到的芽生孢子，它們對乾旱條件更具抗性，而且在乾燥的環境中更穩定。

固態發酵生產昆蟲病原真菌的分生孢子已在許多國家取得了很大的進步，人們利用固態發酵生產球孢白僵菌、金龜子綠僵菌等重要昆蟲病原真菌的分生孢子。分生孢子具有抗逆性好，活力強，易保存等優點；但缺點是生產周期長，容易造成雜菌污染。多年來，固體發酵是球孢白僵菌工業生產採用的主要方式。我國研製和開發了球孢白僵菌固體發酵的多種方法，並得到了大量的套用。

最初國內主要以室內淺盤、室外大床式和塑膠袋培養等土法生產球孢白僵菌，這種方法以廉價的農副產品麩皮和穀殼為主要原料，無需複雜的設備，生產方法簡單易行，且成本低，適於就地生產、就地使用，但生產周期長，污染率高，產品質量低下且不穩定，特別是產品粉碎、包裝過程中生產車間粉塵濃度高，可引起操作工人的過敏反應。

後來針對以上存在的缺點進行了一系列改進，取得了突破性進展，並降低了成本。然而，這些生產工藝大多是基於傳統的開放式固體淺盤發酵，不僅容易造成發酵中雜菌污染，而且溫度、濕度等培養條件難以控制，隨氣溫變化的影響較大，生產的孢子粉在不同批次間的生理狀態參差不齊，產品質量不一致，所以難以滿足商品化生產和製劑加工需要。

液固兩相發酵

昆蟲病原真菌的侵染體既可以通過液體深層發酵來生產，也可以通過固態發酵來生產。因此，把兩者結合起來的液固兩相發酵是解決昆蟲病原真菌生產難題最有效的方法。

液固兩相發酵（liquid-solid biphasic fermentation）對於昆蟲病原真菌的生產來說是指首先通過液體發酵快速生產大量菌絲或芽生孢子，再接種到固體營養或惰性基質上進行固體發酵，使其產生最接近自然接種體形態的氣生分生孢子。它結合了液體深層發酵和固態發酵，充分發揮了兩者的長處，又避免了兩者的缺點。該方法克服了單純液體發酵生產的芽生孢子環境穩定性差等缺點，最大限度地利用了固體表面上產生氣生分生孢子的優點，同時縮短了菌絲生長周期，生產方法簡便，原料易得，能耗成本低。因此被廣泛用於昆蟲病原真菌分生孢子的生產。