基于内生昆虫病原子囊菌的瓜蚜绿色防控新策略:降低天敌昆虫草蛉的暴露风险与温室协同效应验证

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Invertebrate Pathology 3.6

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  针对瓜蚜(Aphis gossypii)防治中化学农药对天敌草蛉(Chrysoperla carnea)的潜在风险,西班牙科尔多瓦大学团队创新性地利用内生昆虫病原子囊菌(EA)——Metarhizium brunneum(叶面喷施)和Beauveria bassiana(种子处理),在温室条件下验证了其系统防控效果与天敌兼容性。研究发现内生定殖的EA能诱导70%蚜虫死亡率,降低19.2%若虫产量,并与草蛉产生季节依赖性协同效应,为蚜虫IPM策略提供了安全高效的双重生物防控方案。

  

在温室作物保护领域,瓜蚜(Aphis gossypii)因其惊人的繁殖能力和病毒传播特性,长期位居最具破坏性的经济害虫之列。传统化学农药虽能快速杀灭蚜虫,却对草蛉(Chrysoperla carnea)等天敌昆虫造成致命伤害,这种"杀敌一千自损八百"的困境严重制约了害虫综合治理(IPM)的实施效率。更棘手的是,温室环境的温湿度波动常使生物农药效果大打折扣,而现有研究多局限于实验室理想条件,难以指导实际生产。

西班牙科尔多瓦大学的研究团队独辟蹊径,将两种具有内生定殖能力的昆虫病原子囊菌(Entomopathogenic Ascomycetes, EA)——Metarhizium brunneum EAMa 01/58-Su和Beauveria bassiana EABb 01/33-Su——分别通过叶面喷施和种子处理方式导入甜瓜植株,在夏秋两季的温室实验中,系统评估了其对瓜蚜的防控效果及与草蛉的兼容性。这项发表在《Journal of Invertebrate Pathology》的研究首次证实:内生EA不仅能通过植物内系统作用直接杀伤蚜虫,还能与天敌形成"生物防控联盟",且这种协同效应具有显著的季节适应性特征。

研究团队运用了多项关键技术:通过表面灭菌结合选择性培养基培养验证内生定殖率;设计特异性引物进行qPCR定量检测;采用夹笼法监测蚜虫死亡率和若虫产量;建立标准化草蛉捕食实验体系;运用Kaplan-Meier生存分析和广义线性模型(GLMs)进行多因素统计。

研究结果揭示:

  1. 内生定殖验证:微生物学与分子检测双重证实,叶面喷施的M. brunneum在喷施叶片定殖率达35%,未喷施叶片仍达7.5%;种子处理的B. bassiana定殖率虽较低但持久。

  2. 蚜虫死亡率:夏季实验中,M. brunneum内生叶片蚜虫死亡率(70%)显著高于喷施叶片(35%),展现更强系统作用;B. bassiana种子处理组死亡率达55%。秋季因低温效果减弱,但协同草蛉后仍显著提升防控效果。

  3. 生殖干扰效应:内生处理引发典型"毒物兴奋效应",初期刺激蚜虫繁殖(第3天达峰),后期繁殖量较对照降低19.2%,呈现独特的"先扬后抑"模式。

  4. 天敌兼容性:夏季单独使用M. brunneum与草蛉存在拮抗,但B. bassiana呈现相加效应;秋季两者均显示协同作用,捕食率提升2-3倍,证明环境调控互作关系。

这项研究突破了传统生物防治的单一维度,创建了"植物-真菌-害虫-天敌"四元互作的新型IPM模型。其创新价值体现在三方面:首先,揭示了内生EA通过诱导系统抗性(ISR)产生的"隐形防护"比表面菌剂更持久;其次,发现种子处理这种 nursery-friendly 的应用方式可实现"苗期接种,全生育期防护";最重要的是,明确了温湿度等环境因子对多营养级互作的调控规律,为区域性IPM方案制定提供了精准调控依据。

该成果对设施农业可持续发展具有深远意义:一方面,内生真菌与天敌的兼容性组合可减少50%以上化学农药使用;另一方面,种子处理技术的推广将改变传统"见虫施药"的被动模式,实现"治未病"式的主动防控。未来研究可进一步解析EA代谢物-植物防御-昆虫行为的三维互作网络,并开发适应不同气候区的真菌-天敌组合套餐。这项研究为农业绿色转型提供了教科书级的示范,证明生态调控完全可以替代化学防控成为植物保护的主力军。

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