基于羧甲基纤维素优化昆虫病原线虫Steinernema carpocapsae制剂以延长其货架期的研究

本研究针对昆虫病原线虫(EPNs)作为生物防治剂在实际应用中面临的制剂稳定性差、储存存活率低等关键问题，系统探究了羧甲基纤维素(CMC)浓度、储存温度、储存时间及抗菌剂对Steinernema carpocapsae感染期幼虫(IJs)存活率和毒力的影响。研究发现2-3% CMC浓度、11°C低温储存及山金车提取物/山梨酸作为抗菌剂可显著提升IJs存活率至80%以上，而过氧化氢+甲醛组合则导致存活率急剧下降。该研究为优化EPNs制剂提供了科学依据，对推动生物防治策略的商业化应用具有重要意义。

　　

昆虫病原线虫(Entomopathogenic nematodes, EPNs)作为生物防治领域的重要武器，因其对害虫的高效致死性和环境友好特性备受关注。然而，这些微小"生物杀手"在实际应用中却面临着一个尴尬的困境——它们在储存过程中容易死亡，导致防治效果大打折扣。这一问题严重制约了EPNs在害虫综合治理(IPM)中的广泛应用。特别是Steinernema carpocapsae这类明星线虫，虽然其防治效果显著，但如何延长其货架期一直是困扰研究人员的难题。

为了破解这一难题，来自阿塞拜疆沙希德马达尼大学植物保护系的研究团队开展了一项创新性研究，成果发表在《Egyptian Journal of Biological Pest Control》上。研究人员将目光投向了羧甲基纤维素(CMC)这一神奇的材料，通过系统研究不同CMC浓度、储存条件和抗菌剂组合对线虫存活率的影响，为开发长效稳定的EPNs制剂提供了科学依据。

研究采用了多因素实验设计，主要技术方法包括：1)使用大蜡螟(Galleria mellonella)繁殖S. carpocapsae感染期幼虫(IJs)；2)建立含不同CMC浓度(2-5%)和抗菌剂的50ml制剂体系；3)在11°C和26°C下进行长达6个月的储存实验；4)定期检测IJs存活率；5)以甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)为模型评估储存后线虫的毒力。

研究结果揭示了多个重要发现：

CMC浓度对感染期幼虫存活的影响
数据显示CMC浓度与IJs存活率呈显著负相关。2%CMC浓度下存活率最高(59.13%)，而5%浓度时存活率骤降至16.95%。这表明过高粘度的CMC环境会限制线虫活动和氧气交换。

储存温度的影响
11°C低温储存显著优于26°C室温条件，这与低温减缓线虫代谢活动的理论相符，为商业化储存提供了明确温度指导。

抗菌剂的选择
在测试的多种抗菌剂中，山梨酸(67.036%存活率)和山金车提取物表现最佳，而过氧化氢+甲醛组合效果最差(16.303%)。特别值得注意的是，在2%CMC和11°C条件下，山金车提取物组的存活率高达98.607%，展现了天然抗菌剂的巨大潜力。

储存时间的影响
随着储存时间延长，IJs存活率持续下降，2个月时存活率为63.989%，6个月时降至38.456%。这一时间效应为确定制剂有效期提供了重要参考。

多因素交互作用
研究发现2-3%CMC与11°C低温的组合最优。特别值得注意的是，在11°C储存6个月后，3%CMC+山梨酸组的存活率仍达84.577%，而过氧化氢+甲醛组合在任何条件下都表现不佳。

毒力保持
令人振奋的是，所有制剂处理后的线虫对甜菜夜蛾幼虫的致死率均超过90%，证明储存条件并未影响其致病能力。

这项研究的意义不仅在于找到了延长EPNs货架期的最佳配方组合，更在于揭示了各因素间的复杂互作关系。2-3%CMC浓度、11°C储存温度配合山梨酸或山金车提取物的组合，既能有效抑制微生物污染，又能最大限度保持线虫活力。这些发现为开发商业化EPNs制剂提供了明确的技术路线，将有力推动生物防治在农业生产中的实际应用。

研究团队Naser Eivazian Kary等人特别指出，这项成果解决了EPNs从实验室走向田间应用的关键瓶颈问题。未来研究可进一步优化配方成本，探索更多天然抗菌剂，并通过田间试验验证实际防治效果。这项研究标志着昆虫病原线虫制剂技术迈上了一个新台阶，为可持续农业发展提供了新的技术支撑。