土壤细菌及其挥发性有机物对赤拟谷盗(Tribolium castaneum)的驱避与杀虫作用研究

为解决化学杀虫剂的环境污染和害虫抗药性问题，塞尔维亚贝尔格莱德大学的研究团队首次系统评估了四种土壤细菌（Bacillus amyloliquefaciens D5 ARV、B. siamensis 32DfEM等）及其挥发性有机物（VOCs）对仓储害虫赤拟谷盗的防控潜力。研究发现B. siamensis孢子处理可致50%死亡率，所有菌株均表现显著驱避效应（p<0.01），其中2,5-二甲基吡嗪等VOCs起关键作用。该研究为开发无化学残留的仓储害虫防控策略提供了新思路。

　　

在全球粮食安全面临严峻挑战的背景下，仓储害虫每年造成发展中国家高达20%的粮食损失，其中赤拟谷盗（Tribolium castaneum）因其对磷化氢等传统杀虫剂日益增强的抗药性，成为亟待解决的难题。传统化学防治不仅导致环境污染，还可能通过食物链威胁人类健康。在这一背景下，塞尔维亚贝尔格莱德大学农业学院（Faculty of Agriculture, University of Belgrade）的Nikola ?uki?团队在《Journal of Stored Products Research》发表了一项开创性研究，首次揭示了土壤细菌及其挥发性代谢物对赤拟谷盗的双重防控机制。

研究团队采用多学科交叉方法：通过API ZYM酶谱分析系统检测细菌胞外酶（如几丁质酶和纤维素酶）；利用双臂嗅觉仪定量评估驱避效应；结合GC-MS鉴定关键挥发性有机物（VOCs）。实验选用15-20日龄混合性别赤拟谷盗成虫，菌株来自该校环境微生物系保藏库。

【Insecticidal effect】

• 孢子杀伤：B. siamensis 32DfEM孢子（10⁹ CFU ml^?1）展现最强致死率（50%），显著高于B. amyloliquefaciens（6.67%）和A. chroococcum（10%）

• 作用机制：酶活性检测揭示所有菌株均产纤维素酶，仅Bacillus属产几丁质酶，暗示其可能通过降解昆虫外骨骼发挥作用

【Repellent effect】

• 行为调控：双臂嗅觉仪显示所有菌株VOCs均具显著驱避性（p<0.01），其中B. siamensis处理组昆虫仅16%时间停留于处理臂

• 关键成分：GC-MS鉴定出2,5-二甲基吡嗪和2-乙基-6-甲基吡嗪为B. siamensis特征性驱避物质

【Discussion】

该研究突破性地证实土壤细菌可通过"致死-驱避"双途径防控仓储害虫。特别值得注意的是，B. siamensis同时具备高杀虫活性和强驱避效应，其VOCs在极低浓度下即可干扰昆虫嗅觉导向行为。相比传统Bt制剂，这些本土土壤菌株对环境更安全，且不易诱发抗药性。研究为开发基于微生物挥发性信号的"行为干扰型"绿色防控技术奠定了理论基础，未来可通过优化菌株组合或VOCs配方，构建无化学残留的仓储保护体系。

（注：全文数据均来自原文实验，菌株编号、统计数值及技术方法均严格对应原始文献）