来自产油酵母的单细胞油脂：一种可大规模生产的新型杀蚊剂，用于对抗埃及伊蚊

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Single-Cell oils from oleaginous yeasts: a scalable biotechnological source of novel larvicides against Aedes aegypti

针对埃及伊蚊对化学幼虫剂抗药性加剧的问题，研究者筛选出四种产油酵母（Moesziomyces aphidis KHL-99、Rhodosporidium toruloides KHL-101/103、Rhodotorula sinensis KHL-108），通过摇瓶优化氮限制、pH 5.0-5.5、甘油碳源及高C/N比，在7L生物反应器中实现KHL-99高效产油（脂体含量41%）。其提取物含大量油酸（C18:1）和亚油酸（C18:2），对三龄幼虫具有显著致死（IC50≈75ppm）及抑制成虫羽化（剂量35-40%）作用，兼具环境友好和低非靶标风险优势，为整合虫害管理提供新策略。

　　

摘要

埃及伊蚊对化学杀虫剂的抗性日益增强，这凸显了开发可扩展的生物替代品的需求。本研究评估了来自产油酵母的单细胞油脂（SCOs），这些油脂富含不饱和脂肪酸，具有杀虫潜力。研究人员从土壤和腐烂的水果中筛选出在氮限制条件下能够积累脂质的酵母菌株，通过分子方法进行鉴定，并在摇瓶实验中优化了其在不同pH值、碳源及碳氮比（C/N）条件下的表现。最终选出的最佳菌株在7升生物反应器中进行了规模放大培养。这些单细胞油脂通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、气相色谱-质谱（GC–MS）和核磁共振（NMR）技术进行了表征。其杀虫效果通过观察第三龄期埃及伊蚊的死亡率、蛹化延迟以及成虫羽化受阻情况来评估，并利用Probit分析计算了IC⁵⁰/IC⁹⁰值。最终确认了四种具有产油能力的酵母菌株：Moesziomyces aphidis KHL-99、Rhodosporidium toruloides KHL-101、R. toruloides KHL-103和Rhodotorula sinensis KHL-108。其中KHL-99和KHL-108产生的单细胞油脂活性最强（IC50约为75 ppm），低剂量即可使成虫羽化率降低约35–40%。实验结果表明，氮限制、pH值5.0–5.5、以甘油作为碳源以及较高的碳氮比有助于增加脂质的积累。在生物反应器中，KHL-99菌株的生物量达到8.1 ± 0.4克/升，脂质含量为4.75 ± 0.2克/升（占干细胞重的41%）。这些单细胞油脂富含油酸（C18:1）和亚油酸（C18:2），这为它们的杀虫作用提供了生化依据。这些发现表明，酵母来源的单细胞油脂可作为有效的杀虫剂，并可实现大规模生产，从而成为综合病媒管理方案中的实用补充手段。由于这些油脂由天然脂肪酸组成而非合成神经毒素，因此预计对非目标生物体的风险较低，为田间应用提供了环保的安全选择。

图形摘要

埃及伊蚊对化学杀虫剂的抗性日益增强，这凸显了开发可扩展的生物替代品的需求。本研究评估了来自产油酵母的单细胞油脂（SCOs），这些油脂富含不饱和脂肪酸，具有杀虫潜力。研究人员从土壤和腐烂的水果中筛选出在氮限制条件下能够积累脂质的酵母菌株，通过分子方法进行鉴定，并在摇瓶实验中优化了其在不同pH值、碳源及碳氮比（C/N）条件下的表现。最终选出的最佳菌株在7升生物反应器中进行了规模放大培养。这些单细胞油脂通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、气相色谱-质谱（GC–MS）和核磁共振（NMR）技术进行了表征。其杀虫效果通过观察第三龄期埃及伊蚊的死亡率、蛹化延迟以及成虫羽化受阻情况来评估，并利用Probit分析计算了IC⁵⁰/IC⁹⁰值。最终确认了四种具有产油能力的酵母菌株：Moesziomyces aphidis KHL-99、Rhodosporidium toruloides KHL-101、R. toruloides KHL-103和Rhodotorula sinensis KHL-108。其中KHL-99和KHL-108产生的单细胞油脂活性最强（IC50约为75 ppm），低剂量即可使成虫羽化率降低约35–40%。实验结果表明，氮限制、pH值5.0–5.5、以甘油作为碳源以及较高的碳氮比有助于增加脂质的积累。在生物反应器中，KHL-99菌株的生物量达到8.1 ± 0.4克/升，脂质含量为4.75 ± 0.2克/升（占干细胞重的41%）。这些单细胞油脂富含油酸（C18:1）和亚油酸（C18:2），这为它们的杀虫作用提供了生化依据。这些发现表明，酵母来源的单细胞油脂可作为有效的杀虫剂，并可实现大规模生产，从而成为综合病媒管理方案中的实用补充手段。由于这些油脂由天然脂肪酸组成而非合成神经毒素，因此预计对非目标生物体的风险较低，为田间应用提供了环保的安全选择。

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