本土Bt菌株对土壤蛴螬(Holotrichia serrata)的生物杀虫效力筛选及其在抗虫作物开发中的应用

针对印度农业中蛴螬(Holotrichia serrata)危害严重且化学防治存在环境风险的问题，研究人员从南印度土壤中筛选24株本土苏云金芽孢杆菌(Bt)，发现18株对一龄蛴螬24小时内致死率达100%，其中UASB Bt11菌株对各龄期均表现最佳毒力(LC50 149.95-415.60 μg/mL)，为开发转基因甘蔗等抗虫作物提供了新型生物防治资源。

　　

在印度甘蔗田中，一种名为Holotrichia serrata的白色蛴螬正造成毁灭性危害，可导致80-100%的产量损失。这种土壤栖息的害虫不仅啃食作物根系，还对常用化学杀虫剂如毒死蜱和吡虫啉产生抗性，更引发土壤污染等环境问题。虽然昆虫病原真菌和线虫曾被尝试用于防治，但前者存在生效缓慢的缺陷，后者则受限于大规模培养技术。面对这一困境，农业科学家将目光投向了自然界中广泛存在的"生物杀虫专家"——苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)。

来自印度农业科学大学的研究团队开展了一项开创性研究，他们从南印度不同农业系统的土壤中，通过热处理法分离出50株芽孢杆菌，最终筛选出24株Bt菌株。这些菌株不仅通过16S rRNA测序确认身份，更展现出对H. serrata惊人的杀伤力：18株菌能在24小时内全歼一龄幼虫，其中明星菌株UASB Bt11对所有发育阶段均表现卓越，其对一龄、二龄和三龄幼虫的半数致死浓度(LC₅₀
)分别为149.95、161.54和254.64 μg/mL。研究还创新性地开发出"土壤-胡萝卜片双重污染法"进行毒力测试，解决了传统生物测定方法效率低下的难题。

关键技术方法包括：从南印度20个农业系统采集土壤样本；采用热处理-LB培养基法分离Bt；通过16S rRNA进行分子鉴定；建立土壤-胡萝卜片生物测定体系；计算不同龄期幼虫的LC₅₀
值。

【样本收集与Bt分离】
研究团队在南印度多种农业生态系统中采集20份土壤样本，通过热处理法成功分离出50株芽孢杆菌，经形态学观察（杆状、产芽孢）初步筛选出24株疑似Bt菌株。

【分子鉴定】
16S rRNA基因测序证实所有筛选菌株均为Bt，其晶体毒素基因类型与已知对鞘翅目害虫有效的Cry8类毒素基因具有同源性，为后续生物测定奠定基础。

【毒力生物测定】
创新设计的土壤-胡萝卜片测定法显示：一龄幼虫敏感性最高，24株中有18株实现24小时100%致死率；而二龄和三龄幼虫在15天和30天后的最高死亡率分别为66.7%和33.3%，证实龄期增长导致抗性增强。

【剂量效应分析】
通过计算LC₅₀
发现，UASB Bt11菌株对各龄期均保持最低致死浓度，尤其对一龄幼虫仅需149.95 μg/mL，显著优于其他菌株（最高275.46 μg/mL）。

该研究不仅首次系统评估了印度本土Bt资源对H. serrata的防治潜力，更揭示出幼虫发育阶段与Bt敏感性呈负相关的关键规律。作者M. Manoj等指出，这些高效菌株既可开发为环保型微生物农药，其毒素基因（如Cry8类）更能通过转基因技术培育抗虫甘蔗品种。相比化学农药，这种生物防治策略既能规避环境风险，又可解决昆虫病原真菌作用迟缓的问题。尤为重要的是，研究中建立的标准化生物测定方法，为其他土壤害虫的防治研究提供了可借鉴的技术框架。论文成果发表于《Journal of Asia-Pacific Entomology》，为热带地区农业害虫的可持续治理提供了新思路。