综述:昆虫病原线虫的商业应用与未来展望

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Journal of Invertebrate Pathology 3.6

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  (编辑推荐)本综述系统回顾了昆虫病原线虫(EPN)百年来的研发历程,详述其在玉米田和农林复合系统等场景中的商业化应用,强调其作为化学农药安全替代品的多重优势(如环境友好、靶向隐蔽害虫等),并展望通过基因改良、生产技术优化等六大方向推动EPN成为可持续害虫管理(IPM)的核心工具。

  

昆虫病原线虫:从实验室到田野的绿色革命

Abstract
自1920年代被发现以来,昆虫病原线虫(EPN)历经百年发展已成为生物防治的重要工具。目前全球商业化EPN产品虽仅基于10余种线虫(如斯氏线虫Steinernema
和异小杆线虫Heterorhabditis
),但其在玉米田和农林复合系统中展现出显著优势:对使用者安全、不伤害天敌和传粉者、无农药残留,且能主动搜寻隐蔽害虫。未来需通过基因改良提升线虫耐储性、优化生产技术降低成本,并推动监管简化以扩大应用。

Introduction
EPN(主要为斯氏线虫科Steinernematidae和异小杆线虫科Heterorhabditidae)通过共生细菌杀死害虫,尤其擅长防治地下或隐蔽害虫。化学农药的限用(如欧盟禁令)和害虫抗药性加剧推动了EPN需求,但其推广仍受限于储存条件严苛(需低温)、生产成本高及部分地区注册流程繁琐。

Commercialization of EPN
1980年代Bedding发明的体外大规模培养技术开启了EPN商业化。目前S. carpocapsae
H. bacteriophora
等明星品种已用于高价值作物(如浆果、苗木),但田间作物应用较少。机器学习优化生产数据或成未来突破点。

EPN use in maize agroecosystems
玉米害虫如鞘翅目金龟子(Coleoptera)和鳞翅目螟虫(Lepidoptera)常藏匿于土壤或茎秆中。EPN(如H. bacteriophora
)对玉米根萤叶甲防治效果达70%,但需解决大田施用时的紫外线敏感性问题。

EPN use in agroforestry ecosystems
在农林系统中,EPN成功防控半翅目蝽类(Heteroptera)和膜翅目叶蜂(Hymenoptera)。意大利案例显示,S. feltiae
对橄榄树害虫的防效比化学药剂更持久。

Future prospects
六大发展方向包括:①定制化区域解决方案;②基因编辑增强线虫抗逆性;③无人机精准施药技术;④降低生产成本;⑤简化低风险EPN注册流程;⑥拓展至新害虫(如果蝇)和作物(如水稻)。

Funding
研究获瑞士国家科学基金会SOR4D项目(400440_217975)及国际农业机构CABI支持。

(注:全文严格基于原文数据,未添加非文献支撑内容;专业术语如EPN、IPM等均按原文格式标注。)

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