新型杀虫剂氟吡呋喃酮与真菌病原体协同作用加剧黑毛蚁生存危机

《Scientific Reports》：Synergistic effect of the next generation insecticide flupyradifurone with a fungal pathogen in the ant Lasius niger

本刊编辑推荐：为解决新烟碱类杀虫剂禁用后替代产品氟吡呋喃酮(FPF)对非靶标昆虫的潜在风险问题，研究人员开展了FPF与绿僵菌(Metarhizium brunneum)在黑毛蚁(Lasius niger)中的联合效应研究。结果表明，≥100 ppm的FPF直接增加工蚁死亡率，而≤50 ppm的亚致死浓度通过协同作用使真菌感染死亡率风险比(HR)从1.69升至3.5以上。这揭示了新型农药通过病原体协同作用产生间接亚致死效应的机制，对农药环境风险评估具有重要意义。

　　

在全球昆虫数量急剧下降的背景下，农药使用被认为是重要驱动因素之一。随着新烟碱类杀虫剂在欧盟受到限制，新型杀虫剂氟吡呋喃酮(flupyradifurone, FPF)作为替代品被推广使用，其虽被宣传为"对蜜蜂安全"，但近年研究发现其对传粉昆虫存在亚致死危害。然而，FPF对其他非靶标昆虫特别是蚂蚁的影响，以及其与环境中其他应激因子（如病原体）的相互作用尚不明确。

蚂蚁作为生态系统中的重要指示生物，提供授粉、害虫控制和养分循环等关键服务。黑毛蚁(Lasius niger)作为广泛分布于欧洲农业环境的土壤栖居物种，经常接触包括绿僵菌(Metarhizium brunneum)在内的多种病原体。由于FPF与新烟碱类杀虫剂作用于相同神经受体，其对蚂蚁的潜在风险亟待评估。

为此，英国布里斯托大学生物科学学院的Daniel Schl?ppi等研究人员在《Scientific Reports》上发表了题为"Synergistic effect of the next generation insecticide flupyradifurone with a fungal pathogen in the ant Lasius niger"的研究论文，系统探讨了FPF单独及其与绿僵菌联合作用对黑毛蚁的影响。

研究方法主要包括两个关键实验：首先通过慢性暴露实验评估不同浓度FPF(0-500 ppm)对工蚁生存率的直接影响；其次采用全因子设计，研究10天亚致死浓度FPF暴露(0、5、50 ppm)后绿僵菌感染对蚂蚁生存的交互影响。实验采用混合效应Cox比例风险模型进行生存分析，以 Petri培养皿和原始菌落作为随机效应控制变量。

FPF敏感性测试结果

研究发现，20天慢性暴露于≥100 ppm FPF显著增加工蚁死亡率，而≤50 ppm浓度未产生直接致死效应。补充实验证实这种亚致死效应并非由摄食量减少引起，表明低浓度FPF确实不直接危及蚂蚁生存。

FPF与真菌相互作用测试结果

关键发现显示，FPF暴露与真菌挑战存在显著交互作用。与未暴露对照(0 ppm)相比，预先接触5和50 ppm FPF的工蚁对绿僵菌感染更敏感，其真菌诱导死亡率风险比(HR)分别升至3.56和3.96。这表明两种应激因子产生协同效应，而非简单相加作用。

研究结论与意义

本研究首次证实了FPF在蚂蚁中通过病原体协同作用产生间接亚致死效应，挑战了该农药最初的安全假设。这种协同作用可能源于FPF对蚂蚁行为或生化免疫反应的干扰，包括可能抑制自我梳理、相互梳理或化学消毒等社会免疫行为，或引发解毒与免疫功能间的资源分配权衡。

值得注意的是，本研究在蚂蚁中发现的协同效应与大多数蜜蜂研究结果不同，后者未检测到FPF对真菌或病毒病原体生存率的显著影响。这一差异强调仅以蜜蜂作为非靶标生物代表进行农药风险评估的局限性，表明蚂蚁等经济生态重要节肢动物应纳入风险评估体系。

该研究对农药环境风险评价具有重要启示：首先，评估不应仅限于直接致死效应，还需关注亚致死和长期影响；其次，多重应激因子相互作用应成为风险评价的必要组成部分；最后，不同非靶标生物对农药的响应差异要求建立更全面的生物指示体系。

未来研究需从个体和群体水平深入探讨FPF影响蚂蚁免疫功能的具体机制，评估其对群体层面社会免疫反应的影响，以及个体水平效应如何影响整个蚁巢的流行病防控能力。同时，亟需通过量化蚂蚁在自然环境中全年农药暴露水平，为制定更精准的风险评估标准提供依据。

这项研究为理解应激因子相互作用提供了新证据，强调了对新型杀虫剂进行更全面环境风险评估的必要性，对昆虫保护具有重要指导意义。随着全球昆虫多样性持续下降，此类研究为制定更有效的预防性保护策略提供了关键科学依据。