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为探究抗生素残留对果园昆虫的影响，研究人员以东方果实蛾（Grapholita molesta）为对象，研究诺氟沙星对其的亚致死效应。发现诺氟沙星可通过减少肠杆菌科细菌丰度，影响其生长发育和繁殖，为果园管理提供新方向。
在果园生态系统中，抗生素虽被用于防治植物细菌性病害，但其对非靶标生物的生态影响却鲜为人知。东方果实蛾（Grapholita molesta）作为危害蔷薇科果树的世界性害虫，其钻蛀危害特性导致传统杀虫剂效果不佳，探索新型防控途径迫在眉睫。与此同时，抗生素在畜禽养殖业的广泛使用，使得含有抗生素残留的有机肥被施用于果园，这些残留抗生素是否会通过影响害虫肠道微生物进而调控其种群数量，成为极具科学价值的研究方向。
为解开这些谜题，西北农林科技大学的研究人员开展了相关研究，成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》。该研究揭示了诺氟沙星通过干扰东方果实蛾微生物组抑制其生长繁殖的新机制，为果园病虫害的协同防控提供了跨界创新思路。
研究主要采用了以下关键技术方法：首先通过 16S rDNA 高通量测序，分析东方果实蛾不同发育阶段（卵、1-5 龄幼虫、蛹、成虫）的肠道微生物多样性；利用抗生素药敏实验筛选出对其肠道菌群抑制效果最强的诺氟沙星，并通过微量稀释法确定 16 μg/mL 为最佳作用浓度；进一步通过人工饲料添加诺氟沙星，结合微生物组测序和生物学参数测定，分析其对幼虫肠道、成虫卵巢微生物组成及生长发育（幼虫历期、蛹重、成虫寿命）、繁殖（产卵量、卵孵化率）的影响。
3.1 不同发育阶段肠道微生物群特征
通过 Illumina NovaSeq 6000 测序，在对照组和处理组 6 个样本中获得 2391409 对原始 reads，经质控得到 2384438 条高质量清洁 reads。发现 Firmicutes、Bacteroidetes、Proteobacteria 为优势菌门，其中 Proteobacteria 在 3-4 龄幼虫中丰度较高，而 Firmicutes 在卵期最高。α 多样性分析显示，4 龄幼虫的物种丰富度和多样性最高，蛹和成虫阶段显著降低。功能预测表明，肠道微生物主要富集于碳水化合物代谢、氨基酸代谢等通路，其中 4 龄幼虫的氨基酸代谢和能量代谢水平较高。
3.2 诺氟沙星的筛选与浓度确定
在 8 种抗生素中，诺氟沙星对肠道菌群的抑菌圈直径最大（34.9±0.2 mm），显著优于庆大霉素和多粘菌素。通过 96 孔板微量稀释法确定，16 μg/mL 诺氟沙星可使 OD600值与阴性对照组无显著差异，表明该浓度可有效抑制肠道菌群生长。
3.3 对生长发育和繁殖的影响
诺氟沙星处理后，幼虫发育历期延长 8.64%（从 13.19 天至 14.33 天），成虫寿命缩短 9.55%（从 16.64 天至 15.05 天），蛹重降低 6.95%（从 0.0113 g 至 0.0105 g）。雌蛾卵巢发育显著受阻，5、10、15 日龄卵巢的长度和宽度均减小，产卵量减少 24.77%（从 123 粒 / 雌至 93 粒），卵孵化率降低 16.57%（从 80.32% 至 67.02%）。
3.4 肠道微生物群的变化
处理组样本经测序获得 479700 对原始 reads，质控后得到 478346 条清洁 reads。诺氟沙星处理使肠道中 Proteobacteria 丰度从 23.60%±1.35% 降至 14.48%±0.45%，其中肠杆菌科（Enterobacteriaceae）丰度显著下降。α 多样性显示物种丰富度降低但均匀度增加，β 多样性表明处理组与对照组菌群结构差异显著。功能预测显示氨基酸代谢通路下调，复制修复功能上调。
3.5 卵巢微生物群的变化
卵巢样本测序获得 476920 对原始 reads，质控后得到 475628 条清洁 reads。处理组中 Firmicutes 丰度从 31.13%±0.23% 降至 16.19%±3.24%，而 Proteobacteria 中 Caulobacteraceae 丰度上升，肠杆菌科（如 Enterobacter）丰度显著降低。菌群结构的 β 多样性分析显示处理组与对照组明显分离，功能代谢通路多数下调，但氨基酸代谢上调。
研究表明，诺氟沙星通过显著降低东方果实蛾幼虫肠道和成虫卵巢中肠杆菌科细菌的丰度，干扰其碳水化合物、氨基酸等代谢通路，从而导致生长发育受阻、繁殖力下降。这一发现首次揭示了抗生素残留通过靶向害虫微生物组实现种群调控的生态效应，为果园管理提供了 “细菌性病害防治 - 害虫抑制” 的双重效益策略。未来可进一步探索低剂量抗生素与微生物菌剂的协同应用，以优化可持续农业实践，该研究为害虫绿色防控开辟了微生物组调控的新维度。
