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为应对欧洲柑橘作物面临的柑橘黑刺粉虱(Aleurocanthus woglumi)入侵威胁,研究人员评估其预防性生物防治(PBC)可行性。聚焦曾成功控害的寄生蜂物种,发现通过提前筛选天敌并完成风险评估,可显著降低入侵影响,为欧洲柑橘产业提供可持续保护方案。
在全球化贸易与气候变化的双重驱动下,外来入侵害虫正以前所未有的速度威胁着全球农业生态系统。欧洲作为柑橘属(Citrus spp.)作物的重要产区,近年来因入侵性粉虱类害虫的潜在威胁而如履薄冰。柑橘黑刺粉虱(Aleurocanthus woglumi Ashby,半翅目:粉虱科)原产东南亚,虽尚未侵入地中海盆地及欧洲大陆,但其在热带和亚热带地区造成的毁灭性危害已令欧盟将其列为检疫物种。传统的害虫治理策略往往在入侵发生后才启动,导致化学农药滥用或大规模树木砍伐,这与欧盟绿色新政中 “减少 50% 化学农药使用” 的目标背道而驰。在此背景下,一种革新性的预防性生物防治(Pre-emptive Biological Control, PBC)理念逐渐兴起 —— 即在害虫入侵前提前筛选、评估生物防治因子(Biological Control Agents, BCAs),以便在入侵初期迅速部署可持续的控害方案。
希腊贝纳基植物病理研究所(Benaki Phytopathological Institute)的研究团队针对这一挑战,开展了欧洲首例针对柑橘黑刺粉虱的预防性生物防治可行性研究。研究成果发表于国际期刊《Biological Control》,为应对潜在入侵害虫提供了重要的方法论参考。
研究方法与技术路线
研究遵循 Avila 等(2023)提出的 PBC 可行性评估框架,聚焦两类在历史控害案例中表现优异的寄生蜂 —— 来自亚洲的Amitus hesperidum(膜翅目:广腹细蜂科)和Encarsia perplexa(膜翅目:蚜小蜂科)。通过整合全球分布数据、宿主特异性测试、生态适应性分析及欧洲农业特点,系统评估了这两种寄生蜂作为 BCAs 的潜力。关键技术环节包括:
- 宿主范围验证:针对欧洲 64 种本土粉虱(含 7 种柑橘寄主物种),通过无选择 / 选择试验测定寄生蜂对非靶标物种的影响;
- 气候适应性建模:结合A. woglumi的适生区预测(Akrivou et al., 2021),分析寄生蜂在欧洲地中海气候下的定殖潜力;
- 风险评估流程:参考欧盟植物保护组织(EPPO)标准,评估引入非本土 BCAs 的生态安全风险。
研究结果解析
1. 寄生蜂的控害效能与历史经验
在美洲、非洲及大洋洲的经典生物防治案例中,A. hesperidum和E. perplexa均展现出卓越的控害能力。例如,在德克萨斯州和佛罗里达州,二者联合释放后 1 年内将黑刺粉虱寄生率提升至 60%-100%;在特立尼达岛,寄生率达 60%-80%,害虫种群密度下降 98%。值得注意的是,E. perplexa在低宿主密度下表现出更强的生存优势,其成虫寿命(4-6 周)显著长于A. hesperidum(2-6 天),使其在害虫压制后期仍能维持种群。
2. 生态适应性与风险分析
两种寄生蜂已在从干旱到热带雨林的多元气候区成功定殖,显示出广谱的环境适应潜力。尽管A. hesperidum对高温干燥敏感,但其与E. perplexa的协同作用可弥补单一物种的短板。宿主特异性测试表明,A. hesperidum主要寄生于Aleurocanthus属粉虱,而E. perplexa可兼寄生其他属(如Aleurothrixus floccosus),但在欧洲田间释放案例中未观察到对非靶标物种的显著影响。
3. 欧洲实施 PBC 的可行性
欧洲柑橘产区(约 50 万公顷)的规模化种植模式为生物防治提供了理想场景。现有检疫设施(如希腊雅典植物保护研究所隔离实验室)可支持 BCAs 的风险评估,且欧盟成员国已积累引入Encarsia smithi控制近缘种A. spiniferus的成功经验。研究指出,提前完成 BCAs 的风险评估与预审批,可将传统生物防治项目的启动时间从数年缩短至数月,显著提升应急响应效率。
结论与研究意义
本研究首次系统性论证了欧洲针对柑橘黑刺粉虱的预防性生物防治可行性,证实A. hesperidum与E. perplexa是兼具高效性与生态安全性的理想 BCAs。通过构建 “预评估 - 预储备 - 速响应” 的新型防控体系,不仅可降低入侵初期对化学农药的依赖,更契合欧盟 “从农场到餐桌” 战略的可持续发展目标。研究同时指出,需进一步明确寄生蜂的飞行扩散能力、杂交风险及温度依赖性发育特征,以完善风险评估模型。
该成果为全球应对高风险入侵害虫提供了重要范式,尤其为地中海盆地柑橘产业筑起了一道预防性生态屏障。随着气候变化加剧害虫适生区扩张,PBC 理念的推广将成为未来生物安全领域的核心战略之一。