通过昆虫病原真菌测定溶液中及喷雾干燥粉末中的酶产量，并将其应用于控制棉蚜（Aphis gossypii Glover，半翅目：蚜科）

《Cogent Food & Agriculture》：Determination of enzyme production in solution and spray-dried powder by entomopathogenic fungi and their application to control of Aphis gossypii Glover (Hemiptera: Aphididae)

蚜虫生物防治中昆虫病原真菌的酶活性与喷雾干燥工艺优化研究。采用液体培养和喷雾干燥两种方式，对比观察三种真菌（B. bassiana、M. anisopliae、P. fumosorosea）在7、14、21天时的蛋白酶、酯酶和几丁质酶活性变化，并通过生物测定评估其对蚜虫的致死效果。研究发现M. anisopliae在14天时酶活性最高，喷雾干燥虽降低酶活性但保留有效功能，其中B. bassiana生物防治效果最佳。

　　
本研究聚焦于天敌真菌（Entomopathogenic Fungi, EPF）对棉蚜虫（Aphis gossypii）的控制效能及其酶活性动态，通过对比液体培养与喷雾干燥粉末两种制剂形式，揭示了真菌产酶规律与生物防治效果之间的关系。研究选取了芽孢杆菌（B. bassiana）、球孢白僵菌（M. anisopliae）和卷枝拟盘多毛菌（P. fumosorosea）三种广谱性天敌真菌，采用多时间节点（7、14、21天）和双制剂形式（液体与喷雾干燥粉末）的对照实验设计，系统评估了真菌产酶活性与棉蚜虫致死率之间的关联性。

在酶活性分析方面，蛋白酶和脂酶的动态变化特征尤为显著。以球孢白僵菌为例，其蛋白酶活性在14天培养周期达到峰值，降解圈直径达0.87厘米，显著高于7天和21天的培养样本（p<0.01）。这种阶段性产酶规律在三种真菌中均得到验证：B. bassiana的脂酶活性在培养第4天达到0.90厘米，而M. anisopliae的蛋白酶活性在14天培养时形成稳定高峰。值得注意的是，喷雾干燥工艺虽然使酶活性整体下降约20%-30%，但关键酶系（如蛋白酶和脂酶）仍能维持有效水平，例如14天喷雾干燥的M. anisopliae蛋白酶活性仍保留62%的液体培养状态下的降解能力（p<0.01）。

生物防治效果显示，三种真菌中以B. bassiana的喷雾制剂对棉蚜虫的致死效果最为显著，14天培养后的死亡率达到78.3%，显著高于其他处理组（p<0.01）。液体培养的真菌制剂在5天内即开始显现致病性，而喷雾干燥制剂因水分含量降低，真菌孢子萌发和酶系释放速度减慢，导致起效时间滞后3-5天。这种时间差异在P. fumosorosea样本中尤为明显，其喷雾干燥制剂的致死曲线比液体制剂平缓约40%。

研究创新性地构建了"酶活性-制剂形式-生物效价"的三维分析模型。通过比较不同培养周期下真菌的蛋白酶、脂酶和几丁质酶活性变化，发现14天是三种真菌产酶效率的黄金窗口期。实验数据表明，在此时间点的液体培养样本其蛋白酶活性比喷雾干燥制剂高41%，但喷雾干燥制剂的酶活性稳定性显著提升（CV%范围5.12%-13.18%），在储存周期内保持有效降解能力超过90%。这种时效性与稳定性的平衡为真菌制剂的工业化生产提供了关键参数。

在制剂工艺优化方面，研究提出"双阶段调控"策略：首先通过控制培养温度（25℃±2℃）和摇床转速（120rpm）实现目标酶系的定向合成，然后在喷雾干燥过程中采用Maltodextrin载体（添加比例3%）和梯度温控（进风105℃/出风55℃）来最大限度保留酶活性。实验证明，该工艺可使蛋白酶活性保留率从传统喷雾干燥的58%提升至82%，脂酶活性保留率达75%，同时将水分活度（Aw）控制在0.4以下，显著延长制剂保质期。

关于天敌真菌的致病机理，研究发现其酶系统协同作用形成多维度攻击策略。蛋白酶通过降解蚜虫表皮蛋白基质（破坏20%-30%的表皮完整性），脂酶针对性分解体表蜡质层（减少50%的蜡质沉积），而几丁质酶则从内部瓦解外骨骼结构（导致细胞壁降解率提升40%）。这种分层攻击模式使得真菌在接触蚜虫后72小时内即可完成系统性的穿透与扩散。

环境适应性测试表明，喷雾干燥制剂在田间应用中展现出优异的稳定性。对比实验室环境，制剂在湿度30%-70%、温度15-35℃的田间条件下仍能保持85%以上的酶活性，且对蚜虫的致死率波动范围控制在±5%以内。这种稳定性主要得益于载体材料Maltodextrin的成膜效应，可在真菌表面形成保护性生物膜，减少环境因素的直接冲击。

研究还揭示了不同真菌的致病优势期：B. bassiana在液体培养阶段前7天即完成关键酶系的合成，适合作为快速响应型制剂；M. anisopliae在14天培养后形成酶活性高峰，其喷雾干燥制剂的持效期可达28天；而P. fumosorosea的产酶曲线呈双峰分布，第7天和第21天分别出现蛋白酶活性峰值，提示其可能存在分段式致病机制。

在应用策略层面，研究提出"梯度施用"方案：对于早期虫害爆发（1-7天），推荐使用液体浓缩制剂（酶活性>0.8cm2）；在14-21天防控阶段，采用喷雾干燥制剂（酶活性>0.5cm2）配合物理增效措施（如紫外线辐照预处理），可使棉蚜虫的累计死亡率提升至92.7%。这种时空匹配策略使农药使用量减少40%，同时保持防控效果。

研究还发现真菌酶系存在显著种间差异：B. bassiana的脂酶活性是其他两种菌的1.8倍，而M. anisopliae的几丁质酶活性较高。这种特性差异为复合制剂开发提供了理论依据，实验数据显示将B. bassiana与M. anisopliae按1:3比例复配后，对棉蚜虫的综合控制效果提升27%，且各组分酶活性保留率提高15%-20%。

在可持续农业应用方面，研究证实真菌制剂的生态优势具有多维性：其一，单位面积施用量减少60%而保持相同防控效果；其二，通过酶活性调控实现精准剂量控制，例如在低虫口密度时（<5头/株），使用0.3g/kg的喷雾干燥制剂即可达到75%的死亡率；其三，与化学农药相比，真菌制剂的残留周期缩短至72小时，土壤微生物恢复速度提升3倍。

该研究还存在若干待完善领域：首先，酶活性与生物效价的具体转换系数仍需进一步验证；其次，长期田间应用（>6个月）的制剂稳定性数据尚未积累；再者，关于不同环境因子（如pH、重金属含量）对酶活性保留率的影响机制需要深入探究。这些发现为后续研究提供了明确方向，特别是在纳米载体技术辅助酶活性保留、代谢通路调控和智能缓释制剂开发等领域具有广阔应用前景。

总体而言，本研究通过系统解析真菌产酶动力学与制剂工艺的关系，建立了"酶活性-环境耐受性-生物效价"的量化模型，为真菌生物农药的产业化提供了理论支撑和技术路线。其核心价值在于揭示了传统培养与干燥工艺对真菌致病机理的影响，为精准生物防治体系的构建奠定了基础，对推动绿色农业和生态安全具有现实指导意义。