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为解决蚊虫传播疾病问题，研究人员对菌株 GD02.13 展开研究，发现其杀蚊幼活性佳，或可开发新杀虫剂。
研究背景：蚊虫之患与生物防治的探索
在全球范围内，蚊虫就像一群 “隐形杀手”，肆意传播着多种疾病。其中，埃及伊蚊（Aedes aegypti）堪称 “罪魁祸首”，它是登革热、基孔肯雅热、寨卡病毒病和城市黄热病等病毒的主要传播媒介，每年都有成千上万人受其侵害。
长期以来，人们主要依靠化学杀虫剂来控制蚊虫数量。然而，这种方法就像一把 “双刃剑”，在杀死蚊虫的同时，也对环境、人类健康和非目标生物造成了严重危害。而且，蚊虫的抗药性问题日益严重，使得化学杀虫剂的效果大打折扣。因此，寻找可持续且环保的蚊虫控制替代品迫在眉睫。
在这样的背景下，微生物成为了科学家们关注的焦点。芽孢杆菌属（Bacillus）细菌因其能产生具有杀虫特性的生物活性化合物，在蚊虫生物防治领域展现出巨大潜力。特别是苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt），它产生的毒素能有效杀死多种蚊虫，且对环境相对安全，其相关制剂已得到世界卫生组织（WHO）和美国环境保护署（EPA）的认可。
亚马逊雨林，这片地球上生物多样性的 “宝库”，蕴含着无数未知的微生物资源。此前研究发现，从亚马逊环境中分离出的一些细菌菌株对埃及伊蚊具有杀幼虫活性。基于此，来自多个研究机构的科研人员对其中一株名为 GD02.13 的菌株展开了深入研究，相关成果发表在《AMB Express》杂志上。
研究方法：多技术结合深入剖析菌株特性
为了全面了解 GD02.13 菌株的特性，研究人员采用了多种关键技术方法：
- 生物测定：将 GD02.13 菌株在特定培养基中培养，提取其代谢产物。按照 WHO 和相关标准，用不同浓度的代谢产物对埃及伊蚊幼虫进行生物测定，同时设置阴性对照（二甲基亚砜，DMSO）和阳性对照（Natular? DT），在不同时间点记录幼虫死亡率，计算半数致死浓度（LC50）和 90% 致死浓度（LC90）12。
- 扫描电子显微镜观察：对 GD02.13 和参考菌株进行培养，经过一系列处理后，用扫描电子显微镜观察其晶体和孢子的形态，并进行比较3。
- 基因组测序与分析：提取 GD02.13 菌株的基因组 DNA，利用 Illumina MiSeq 仪器进行测序。通过多种软件对测序数据进行组装、注释、系统发育分析，预测生物合成基因簇（BGC）和杀虫基因456。
研究结果：GD02.13 菌株的强大杀蚊潜力
- 杀蚊幼活性显著：研究表明，GD02.13 菌株的代谢产物对埃及伊蚊幼虫具有高效的杀灭作用，其效果与商业产品 Natular? DT 相当。在 24 小时的暴露实验中，GD02.13 提取物和 Natular? DT 的 LC50和 LC90相似；而在 48 - 72 小时的实验中，GD02.13 提取物的 LC90值更具优势，显示出更高的杀蚊幼效率7。
- 形态特征与 Bt 相似：在营养琼脂培养基上，GD02.13 菌株形成扁平、不透明、灰白色、边缘呈波浪状的菌落。扫描电子显微镜图像显示，该菌株含有晶体和孢子，其形态与苏云金芽孢杆菌相似，晶体呈现出立方体、球形和不规则形状8。
- 基因组分析揭示潜力：对 GD02.13 菌株的基因组进行测序和分析后发现，其基因组大小为 6.6 Mb，包含 65 个 contigs。系统发育分析表明，GD02.13 属于苏云金芽孢杆菌，与中国的 JW - 1 菌株和美国的 FDAARGOS_796 菌株聚类在一起。此外，该菌株基因组中预测出 16 个生物合成基因簇，部分位于主染色体，部分位于质粒或噬菌体基因组中。同时，还鉴定出多个编码杀虫蛋白的基因，如 Cry11Aa3、Cry6Ba3 等，这些蛋白对包括埃及伊蚊在内的多种双翅目昆虫具有活性91011。
研究结论与讨论：开启蚊虫生物防治新篇章
综合各项研究结果，GD02.13 菌株展现出了开发为新型生物杀虫剂的巨大潜力。其代谢产物杀蚊幼活性高，与商业产品效果相当甚至更优；形态学特征和基因组分析进一步证实它属于苏云金芽孢杆菌，且含有多种与杀虫相关的基因和生物合成基因簇。
然而，目前的研究只是一个开端。虽然 GD02.13 菌株在实验室条件下表现出色，但要真正将其开发为实用的生物杀虫剂，还需要在自然条件下进行中大规模的试验，评估其性能和稳定性，并确定合适的配方。此外，对其杀虫代谢产物和蛋白质的作用机制还需深入研究，以充分发挥该菌株的优势。
总体而言，GD02.13 菌株以及其他具有杀蚊幼活性的本地细菌菌株，若能得到妥善开发和应用，有望成为综合害虫管理策略的重要组成部分，为全球蚊虫控制工作带来新的希望，助力减少蚊虫传播疾病的发生，保护人类健康。
