综述：苏云金芽孢杆菌：线虫管理的天赐礼物

本文系统阐述了苏云金芽孢杆菌(Bt)作为化学杀线虫剂替代方案的巨大潜力。面对寄生线虫造成的全球危害，该综述重点解析了Bt产生的多种杀线虫蛋白(Cry毒素)及其独特作用机制，指出转基因植物、微生物制剂和纳米载体可高效递送Bt活性成分。特别强调通过组合不同作用模式的毒素可提升产品效能，为动植物寄生线虫防控提供了可持续解决方案。

　　

Highlights

寄生线虫对农业和公共卫生构成严峻威胁，化学杀线虫剂面临抗药性和政策限制双重挑战。苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)作为著名的昆虫病原菌，被发现能产生丰富的杀线虫成分，特别是具有独特作用机制的Cry毒素家族。这些毒素对动植物寄生线虫均展现出卓越的防控效果，其效力超越多数化学药剂和生防细菌。通过转基因技术、微生物制剂和纳米材料等递送系统，Bt杀线虫活性可得到高效保护和传递。将不同作用模式的杀线虫元件组合应用，能显著提升Bt产品的效能和可持续性。

生物防治新纪元

传统化学杀线虫剂如阿维菌素类面临日益严峻的环境压力和抗药性问题。Bt作为革兰氏阳性土壤杆菌，其产生的晶体蛋白(Cry)和分泌蛋白(Vip)被证实能特异性作用于线虫肠道细胞。最新研究发现，Cry5B、Cry6A等毒素可通过破坏线虫中肠微绒毛结构或诱导细胞凋亡途径发挥杀线虫作用。值得注意的是，某些Bt菌株产生的几丁质酶能协同增强Cry毒素的穿透效率，这种多组分协同效应为开发新型复合制剂提供了思路。

作用机制解析

Bt杀线虫毒素的作用靶点呈现高度多样性。Cry21家族毒素能特异性结合线虫肠道糖基化受体，形成跨膜孔道导致渗透压失衡；而Cry6A则通过半胱氨酸蛋白酶样活性直接干扰线虫的神经递质代谢。电镜观察显示，Cry5B可引起秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)肠细胞空泡化，这种病理变化与昆虫中的作用模式存在显著差异。特别值得关注的是，某些新型Cry毒素对根结线虫(Meloidogyne spp.)的卵囊具有独特穿透能力，这为防治植物寄生线虫提供了新靶点。

递送系统创新

为提高Bt毒素的田间稳定性，研究者开发了多种递送策略。转基因作物如表达Cry6A的烟草对南方根结线虫防效达85%以上。纳米级羟基磷灰石载体可保护Cry蛋白免受紫外线降解，使持效期延长3倍。微生物共培养技术也取得突破，将Bt与根际促生菌(PGPR)联合施用，既能增强毒素 rhizosphere定殖，又能通过诱导植物系统抗性提升整体防效。近期开发的缓释微胶囊技术，可实现毒素在土壤中的可控释放。

应用前景展望

Bt杀线虫剂在动物寄生虫防治领域同样表现突出。针对捻转血矛线虫(Haemonchus contortus)的饲用Bt制剂已进入临床试验阶段，其疗效显著优于传统驱虫药。在植物保护方面，含Cry14Ab的纳米颗粒悬浮剂对大豆胞囊线虫(Heterodera glycines)的防效超过常规化学药剂。未来研究应重点关注：毒素组合优化策略、抗性风险评估体系建立，以及基于人工智能的毒素-受体互作预测模型开发。随着合成生物学技术的进步，定制化设计Bt工程菌株将成为可能，这将推动线虫生物防治进入精准化时代。