文摘

一些蚂蚁在城市地区引起严重的生态和健康影响。许多测试试图控制这种物种,尽管他们并不总是成功。生物防治是一种替代化学控制和在研究,获得了伟大的声望和真菌生物控制昆虫和线虫成功。本研究旨在澄清一些问题关于蚂蚁的生物防治。在巴西入侵蚂蚁巢穴评估了entomopathogens的存在。孤立entomopathogens后来被应用于殖民地的Monomorium floricola在实验室条件下评估其有效性和蚁群治疗后的行为。昆虫病原线虫Heterorhabditissp.和Steinernemasp.和真菌白僵菌,绿僵菌属anisopliae,拟青霉属sp.隔绝外来蚁巢。m . floricola殖民地处理Steinernemasp.和Heterorhabditissp.显示更高的死亡率比控制的工人。真菌白僵菌导致更高的死亡率m . floricola工人。然而,没有观察到殖民地减少或消除任何治疗。蚂蚁的防御行为,如修饰行为和殖民地崭露头角的,使用时必须考虑真菌和线虫生物防治的蚂蚁。

1。介绍

在社会性昆虫,一些蚂蚁已经适应了干扰环境在城市地区。在巴西,据估计,从2000年发现种类的蚂蚁,50个物种在农村和城市地区害虫造成的损失和破坏公共卫生1]。他们中的一些人,本地或外来国家,入侵物种的地位。

生物入侵发生在物种竞争优势,自然障碍阻止他们的扩散不在场,迅速分散,和入侵新领域,成为占主导地位的人口(2]。在这种情况下,必须定义控制措施,以减少问题的入侵物种。害虫综合管理(IPM)作为理性的害虫防治实践和生物防治是几个使用工具(3]。识别的生物防治制剂领域必不可少的成功使用的天敌(3entomopathogens等),拟寄生物,捕食者(4]。

每个天敌为不同害虫的控制提供了优势,但有些是更好的用于城市害虫,如entomopathogens,包括真菌和线虫。必须考虑人类宽容这些天敌(4]。因此,当面临的问题是在城市蚂蚁,建议谨慎。

蚂蚁行为适应使用天敌可引起故障的控制措施。因此,了解蚂蚁的防御是必要的使用生物控制措施时(5]。几项研究都是为了测试进行不同天敌的蚂蚁,尤其是在巴西本地火蚁,火红蚁(6- - - - - -12]。为了有助于搜索天敌的蚂蚁及其对这些昆虫的影响,本研究评估存在的昆虫病原真菌和线虫在蚂蚁入侵物种巢及其致病性相比,昆虫病原真菌存入一个科学收集。

2。材料和方法

2.1。在巴西Entomopathogens隔绝蚂蚁入侵物种的巢穴

土壤样本收集从入侵蚁巢和土壤三米(控制土壤样本)远离他们。样本取自10到15厘米深的土壤,在塑料袋,在实验室和加工。蚂蚁被丢弃。

集合了70年在美国地区的圣保罗,米纳斯吉拉斯,南里奥格兰德,马托格罗索州和里约热内卢。样本在这些地方进行的入侵物种。通过这种方式,集合不均匀分布在所有国家。

2.2。昆虫病原线虫隔离

土壤样本分别放在瓶(600毫升)5广场mellonella(鳞翅目:Pyralidae)幼虫被用作鱼饵的昆虫病原线虫可能存在于样品。水添加到瓶为了保持足够的湿度线虫幼虫。瓶被关闭,在环境温度和12小时光照阶段。

一个星期后,死了g . mellonella幼虫被转移到白色陷阱(13为了分离和识别线虫。

2.3。昆虫病原真菌隔离

一克相同的土壤样本对线虫隔离孤立昆虫病原真菌分离。整除的水对应100 x土壤重量是补充说,解决方案是激起了漩涡。连续稀释准备获得1:100稀释。从10⁻²被稀释,0.1毫升在生物安全柜和接种表面上的选择性培养基在培养皿中Drigalsky处理和传播。培养皿被孵化倒在27°C±1°C。真菌的生长和孢子形成7点进行评估,接种后15天。一旦真菌的存在在培养皿中证实,它被转移到另一个皮氏培养皿中马铃薯葡萄糖琼脂培养基,以确保隔离的病原体的污染物。

分离出真菌被沉积为纯粹的分生孢子,在1.5毫升埃普多夫管,并放置在冰箱−12°C后应用蚁群效果测试。孤立在收集昆虫病原真菌沉积”Oldemar Cardim德阿伯”从Instituto Biologico巴西坎皮纳斯。

2.4。易感性的殖民地Monomorium floricola在实验室条件下对Entomopathogens

殖民地的m . floricola(膜翅目:蚁科)维护Biologico研究所昆虫饲养所被用于生物分析评估其易感性entomopathogens先前孤立和entomopathogens存入昆虫病原收集“Oldemar Cardim德阿伯。”m . floricola被选为控制生物测定一旦在巴西的一个主要流浪汉蚂蚁,因为它是建立在实验室饲养方法。

2.5。殖民地的Monomorium floricola

殖民地用于线虫和真菌生物包括巢细胞用培养皿(5厘米直径1厘米深),黑色的封面画减少光的强度。横向开口提供允许蚂蚁入口和出口。培养皿底部满心石膏形成一个空腔的中心。两到三千只蚂蚁工人,至少五个拟工蚁妇科(m . floricola工人之间的中间形式和王后,受精囊,通常用王后代替生殖)和3厘米²育(卵、幼虫和蛹)放入培养皿中。殖民地被单独放置在一个塑料托盘的中心(30厘米),涂以聚四氟乙烯(杜邦)避免蚂蚁逃离。殖民地被保持在控制房间(25 - 28°C和12小时光照阶段),美联储每周3次Tenebrio莫利托(鞘翅目:Tenebrionidae)幼虫、水和水/蜂蜜(1:1)。

2.6。对昆虫病原线虫

2.6.1。测试线虫

测试表列出线虫1并从Entomopathogen收集属于“Oldemar Cardim德阿伯”的生物研究所,巴西坎皮纳斯。等线虫已经测试了生物防治昆虫农业的重要性,与现有的功效,但其作为城市害虫的生物控制蚂蚁仍然是未知的。

线虫从蚁巢没有用于生物分离,因为我们不能后他们在实验室条件。他们合理的操作和我们没有成功传播的体外。

2.6.2。生物分析

五m . floricola殖民地被用于每个线虫分离,除了对照组,总计15个殖民地。线虫是准备在水中悬浮体包含5600感染青少年(IFs) /毫升(这个浓度高于其他害虫)应用程序。悬架应用的整除2毫升用吸管直接在殖民地。死亡率评估是每日在第十天,每周3次,直到结束的生物(33天)。死蚂蚁被刷,放置在培养皿湿滤纸和立即存储在25°C B.O.D.室确认死亡的原因。在确诊线虫感染的情况下,这些线虫将蚂蚁的身体,会发现在滤纸上。新兴线虫收集存放在塑料杯和一层薄薄的水和放置在B.O.D.室在识别前18°C。

对待殖民地的一般条件评估每周使用相同的方法提出的雅各布[14),包括评级的窝,观测的不成熟的形式存在,活着的小鸡和男性,拟工蚁数量妇科,和殖民地的大小。这样的观察记录使用以下尺度:小鸡的数量值0表示没有窝;1小小鸡;2中等数量的窝,3为大量的沉思,而最初的3厘米²育。类型的不成熟的形式分别进行评估,由于群健康补充的重要性在不断增长的殖民地,更好地描述entomopathogens在殖民地的影响。殖民地获得了N如果窝会缺席,E如果蛋在场;L如果在场和P幼虫蛹。育存在的定量分析,殖民地被评为0如果窝会缺席;1如果只有一个不成熟的人生阶段在场;2如果两个不成熟的生命阶段和3如果所有三个不成熟的生命阶段。

(1)存在与否(0)的生殖窝,男性和拟工蚁妇科也认为对殖民地的健康因为它提供了重要的信息。性的生产形式代表试图延续殖民地成为不利的条件。

蚁群的规模被评为3为殖民地与正常大小;2殖民地体积小;1如果殖民地显示大相比,减少控制殖民地;如果完成观察殖民地死亡。

2.7。对昆虫病原真菌

2.7.1。检测真菌

真菌选择测试如表所示2。的隔离Entomopathogen收集“Oldemar Cardim阿伯”被选中,因为已知的功效在控制其他害虫和独立于其他昆虫,蚂蚁。真菌分离的其他物种入侵蚁巢在这项研究中采样。

2.7.2。生物分析

在线虫的生物测定,五个殖民地m . floricola被用于每个组合真菌分离的分生孢子的浓度,和对照组,总65年殖民地。

真菌生长在培养皿中含有马铃薯葡萄糖琼脂培养基(15]。接种后,培养皿被转移到B.O.D.室27°C和12小时光照阶段为期12天的。这一时期后,分生孢子被刮了一个镍铬循环和悬浮在无菌蒸馏水包含扩散剂(渐变80)为0.1%。分生孢子是计算使用光学显微镜下纽鲍尔室蔡司,40 x放大。

稀释了获得浓度通常应用于其他昆虫生物(和分生孢子每毫升)。每个测试殖民地收到1毫升的真菌浓度。真菌应用手动喷雾器为小的表面设计和安装在高20厘米的殖民地。真菌应用程序期间,所有个人(拟工蚁妇科,工人,和窝)的细水雾喷洒了昆虫病原真菌分生孢子的悬架。控制殖民地获得了类似的应用程序,但只与水。

死亡率和殖民地健康评估的线虫进行生物测定,包括每周的殖民地一般条件的评估。死蚂蚁被从殖民地托盘湿刷的帮助下,放置在培养皿用一块湿的棉花,并放置在一个B.O.D.室15°C为死因确认15天。如果观察真菌生长退出死蚂蚁的身体感染证实。

2.8。数据分析

数据存在entomopathogens巢和控制土壤样品进行了比较。每一个收集的70双()分析和四个可能的结果记录:(a)隔离在巢或控制土样,(b) entomopathogens只在巢穴,(c) entomopathogens只在控制土壤样本,和(d) entomopathogens样本。从这四个结果,我们可以分析如果线虫或真菌存在同样使用McNemar检验法测试。这对真菌和线虫分别做了分析,后来每个隔离。孤立的线虫和真菌物种和它们各自的频率分析的费舍尔测试(样品小五)和由皮尔森,广场测试。

为了分析m . floricola死亡率在实验室生物分析重复测量的方差分析(方差分析),其次是博士后图基为多个组比较,测试和剖面测试时间比较。秩变换被用来获得方差同质性和正态分布。0.05显著性水平是用于所有统计测试。

3所示。结果

3.1。Entomopathogens隔绝外来蚂蚁和测试他们的致病性

这项工作报告首次entomopathogens里面的隔离经由spp。Nylanderia叶和Brachymyrmex pictus巢。我们也孤立entomopathogensSolenopsis种虫害和其他作者已经注册。

从70年样本,只有61用于分析收集到的数据,一旦McNemar检验法检验只允许分析成对样品(巢和控制土壤样本)。因此,样品是不小心丢失导致的配对样本分析。更多的从土壤中分离entomopathogens控制样本,49.2%(3),而34.4%蚁样本巢(21)()。

线虫高频率内被发现经由spp。b . pictus和n .叶当他们组合在一起(4巢= 30.8%)相比Solenopsis种虫害(1巢= 1.79%)。线虫没有发现98.2% (55)Solenopsis种虫害巢和69.2%(9)其他蚂蚁巢穴组合在一起。线虫的费舍尔测试显示意义孤立集团的其他物种Solenopsisspp。()。

类似的结果记录的孤立的真菌。更高的频率从分组分离的真菌的物种被发现(8巢= 72.7%)相比Solenopsisspp。(14巢= 27.5%),()。

3.2。线虫隔离

唯一的线虫种类蚁巢隔绝,对应样本总数的7.3%,Steinernemaspp。对土壤样本Heterorhabditis和Steinernema孤立的,更高的频率Steinernemasp, 8.7%。的频率Heterorhabditissp.是2.9%。线虫没有发现在88.4%的样本。

土壤中线虫的发生在蚁巢和控制样品低。不幸的是,有限的数据不允许完整的蚁群内线虫的作用。

70年的原始样本,两人不小心迷路了。这样68配对样本用于分析。数据似乎显示更多的线虫控制样品(7.4%)比巢内(1.5%),但McNemar检验法测试显示两个样本之间无显著差异()。

3.3。真菌隔离

三个真菌物种(单独使用,m . anisopliae,拟青霉属sp)被发现在蚁巢和土壤中控制样本。在一些样品多个真菌物种是孤立的(表3)。从61年评估样本(九不小心丢失),显著差异被发现之间的孤立的昆虫病原真菌的数量在蚁巢(3.3%)和控制样品(16.4%)、()McNemar检验法测试。单独使用和m . anisopliae被发现在蚁巢土壤中尽量控制样品()。拟青霉属sp.土壤中更为普遍比蚁巢内控制样品()(表4)。

3.4。磁化率的Monomorium floricola在实验室条件下Entomopathogens

3.4.1。对昆虫病原线虫

美国carpocapsae(IBCB 02)Heterorhabditissp (IBCB 24)引起的m . floricola工人的死亡率(图1)。图基试验表明,蚁nematode-treated测试工人死亡率明显高于控制工人两个测试线虫死亡率(治疗:、时间:和交互:)。

线虫IBCB 24高引起的m . floricola职工死亡后的头六天线虫的应用程序。在这段时间之后,两个测试线虫死亡率曲线显示相似。控制治疗的观察死亡率曲线显示进步增长33天的评价由于压力造成的实验室操作(图1)。

在这项研究中,蚂蚁的工人没有任何线虫感染的迹象,但不成熟后的第一天被感染的应用程序。我们没有确认的死亡工人收到了线虫的应用程序,然而,没有观察到线虫的陷阱。

尽管死亡的成年m . floricola工人在整个测试中,没有注意到减少殖民地在任何治疗。没有减少的窝和皇后区。在整个观测期间,各种形式的不成熟的个人(卵、幼虫和蛹)观察各殖民地,但是没有生产有翼的。这个观察可能不是与线虫的应用,控制和饲养殖民地以来,这是蚂蚁种群的治疗,也没有表现出任何男性或拟工蚁妇科。

实验殖民地没有减少的大小,有时一个小的增加的个人观察。梳理行为观察工人接受线虫的应用程序。在第一次评价天,工人们缓慢移动,不断清理自己。所有治疗组显示殖民地萌芽的一次尝试。工人与窝搬到培养皿的边缘,使殖民地的中心是空的,可能由于更高浓度的线虫在这个地方。企图崭露头角的观察后,一个新的培养皿中提供对所有实验殖民地和他们都搬到这个新环境。控制殖民地只有一半的总窝,和工人,占据两个培养皿。蚂蚁员工感知的存在线虫并迅速离开群健康只留下感染窝在后面。没有足够时间线虫感染蚂蚁个体之前搬到其他地方免费的线虫。

经过这段时间的逃避注意到评价的第一个星期,殖民地显示没有感染的迹象。拟工蚁的妇科继续产卵和殖民地逐渐增加个体的数量。死亡工人仍然分布在整个托盘存放殖民地,没有被蚂蚁工人通常发生在死蚂蚁生活在殖民地的控制。

行为反应,如殖民地出芽,表明蚂蚁遭受了线虫的存在。

3.4.2。对昆虫病原真菌

两个浓度的单独使用孤立的从蚁巢(Bb 25和Bb 25)和昆虫病原收集(Bb 66和Bb 66)导致更高m . floricola在测试浓度(图工人死亡2)。蚂蚁死亡引起的单独使用隔离是明显高于控制和其他检测真菌(治疗:、时间效应:和交互:30天的评估)。

在目前的研究中,死亡率m . floricola工人处理拟青霉属sp。405页(从Entomopathogen收集)是相当高的。类似的观察从应用程序获得的不是拟青霉属从蚁巢sp.孤立。没有一个m . anisopliae隔离在任何浓度杀死大量的工人在我们的实验中。没有一个m . anisopliae隔离在任何浓度杀了工人在我们的实验(图2)。

在应用程序的真菌悬浮液m . floricola工人们在培养皿的中心也拥挤。这种行为可能预防大剂量的真菌孢子的个人,包括育。

我们观察到死亡的工人开始增加真菌应用后第三天。评估的真菌生长m . floricola工人的尸体也证实了高死亡率由于真菌污染的第三天。得到了证实,死亡率最高的首次应用后第十天。这一时期工人继续死后比的控制更多的殖民地,但尸体不再是观察真菌生长。

在实验中,大多数殖民地没有增加,但是没有明显的降低。对待工人不断清洗自己,慢慢地,但没有减少觅食。没有减少的沉思和王后在任何殖民地。在场所有的不成熟阶段,但我们并没有观察到有翼的,包括控制殖民地。

在第一天的评估,工人清理自己可能试图摆脱真菌分生孢子。与殖民地处理线虫,没有观察到当殖民地崭露头角的蚂蚁是昆虫病原真菌处理。未感染的工人没有单独的尸体可能避免殖民地污染。

4所示。讨论

4.1。Entomopathogens隔绝外来蚂蚁和测试他们的致病性

在这个工作entomopathogens收集Solenopsis种虫害和其他作者已经注册。Entomopathogens通常发现蚂蚁工人(16- - - - - -18),他们中的一些人已经收集了南美地区和证明致病蚂蚁,特别是Solenopsis(19,20.]。单独使用已被隔离阿塔sexdens rubropilosa和Solenopsis工人(21]。m . anisopliae和单独使用被孤立的美国invicta和答:sexdens piriventris(22,23没有植物覆盖的地区。

4.2。对昆虫病原线虫

线虫的使用美国carpocapsae和Heterorhabditissp. ant控制已经被几位研究人员成功地报道6,24- - - - - -27]。普尔(24观察到,Solenopsissp.窝和有翼的容易美国carpocapsae包含感染土壤隔离当关在小瓶。然而,成年工人不太容易受到他们的行动。德雷斯et al。6)也报道,线虫死亡率造成的Solenopsissp.幼虫、蛹和有翼的,尽管成年工人不容易线虫。蚂蚁工人大力培养育,有翼的和自己当线虫。这种防御性行为可能消除了线虫和我们也观察到。

作为我们实验的殖民地没有减少的大小,我们可以观察一个小增加个人的,它可以解释为一种企图控制的殖民地恢复行动。说唱剧[28]也观察到经济复苏的殖民地同一物种应对化学杀虫剂的应用程序。如果有一个中断,无论是化学或生物,蚂蚁倾向于通过增加反应个体的数量。自我打扮和allogrooming,我们观察到的行为,可能会阻碍或促进感染和疾病的传播根据Oi和佩雷拉(29日]。而培养个体的殖民地可以减少感染的病原体,它也可能导致疾病的传播,因为这种病原体的转移可以发生在个人。病原体的传播由于梳理并没有观察到蚂蚁,但它是有据可查的白蚁(30.]。德雷斯et al。6)报道,连续窝、有翼的或自我的工人Solenopsissp.曝光后Steinernema和Heterorhabditis试图删除这些线虫。

蚂蚁行为的变化引起的线虫也观察到其他作者,除了修饰和殖民地的复苏。Jouvenaz et al。31日)报道,美国invicta殖民地流离失所的感染治疗后土壤Steinernema和Heterorhabditis。德雷斯和他的同事们(6)观察到大量的蚂蚁被遗弃他们的殖民地当他们收到了线虫,形成新的巢穴附近。崭露头角的线虫治疗后限制了其使用控制蚁群,我们可以观察到这种行为在我们实验的殖民地。

4.3。易感性Entompathogenic真菌

许多研究已经报道的疗效单独使用在控制蚂蚁。阿尔维斯和戈麦斯21观察高传染性的真菌阿塔sexdens rubropilosa。佩雷拉和他的同事们(32)使用447单独使用工人的美国invicta和获得100%感染和死亡率。也同样的蚂蚁,Stimac et al。12对待殖民地)报道,近90%单独使用被杀。1995年,Kelley-Tunis et al。33)描述了一种更高的死亡率Camponotus pennsylvanicus工人暴露在单独使用比暴露在m . anisopliae。

在我们的研究中,拟青霉属sp。P 405的死亡m . floricola工人但同样的真菌分离出蚁巢不是有效的。Loureiro和蒙泰罗34)应用p . farinosus在几个浓度答:sexdens sexdens和80%死亡率的蚂蚁士兵在第一个四天之后的应用程序。

除此之外,m . anisopliae没有杀死大量的m . floricola蚂蚁的工人,类似的研究已经证明成功应用真菌在蚂蚁21,23,34- - - - - -37]。然而,真菌更有效应用于殖民地(35,36),发生在这个研究。这种功效下降归因于大量的蚂蚁展览行为和化学因素(37]。

一个更有效的替代(几个作者所认为的37- - - - - -41]是鱼饵配方,使蚂蚁携带的真菌的内部殖民地。尽管有时蚂蚁也许感知entomopathogens的存在,这些可以蒙面的有吸引力的食物38,39]。

配方可能对蚂蚁在真菌的功效发挥重要的作用。席尔瓦和Diehl-Fleig [42当使用孢子悬浮液)是成功的m . anisopliae。他们记录下下降答:sexdens piriventris寻找应用程序后六天。然而,直接应用巢,是耗时和不切实际的一个可行的策略在大面积39,42]。

在由Stimac及其同事的研究12),的最高浓度单独使用分生孢子导致更高的死亡率美国invicta。作者强调两个重要点高等蚂蚁为了确定最佳剂量死亡率:应用方法和蚂蚁的行为。作者观察到,当大量的工人收到真菌应用程序中,蚂蚁倾向于形成一个球的尸体。很难达到个人与真菌的悬架。由于角质层成分,分生孢子悬浮液击退了蚂蚁的质量。因此,工人们在蚂蚁的中心质量不能接受相同数量的治疗如蚂蚁蚂蚁外围的质量。

我们观察到死亡的工人开始增加真菌应用后第三天。增加死亡率曲线后,从第三天昆虫病原真菌的应用程序被描述的初步研究Stimac et al。12,19)和阿尔维斯et al。20.]。这样的结果是相关的必要的粘附,发芽,生长的真菌在昆虫死亡(43]。

在实验中,大多数殖民地没有增加,但是没有明显的降低。与线虫的实验中,修饰行为从ant角质层中删除分生孢子或其他真菌粒子发生感染之前,因此降低了整个殖民地的感染率。在电子显微镜下观察美国invicta接种单独使用分生孢子演示的分生孢子从成人和幼虫被并29日]和Sanchez-Pena Thorvilson [44推断,自我打扮阻止蚂蚁感染Conidiobolus分生孢子。

线虫,真菌可以有前途的替代方案的控制城市蚂蚁。然而,应该进行进一步的研究来确定浓度和应用方法,可以避免蚂蚁的各种防御行为。

承认

作者感谢匿名裁判的建议和纠正。