地中海岛屿生境细菌中发现新型生物杀虫代谢物：高效杀灭蚊幼虫的可持续解决方案

这篇研究首次系统筛选了克里特岛多样生境中的细菌资源，发现37株高效杀蚊幼虫菌株（含3株48小时内100%致死的新菌株），通过代谢组学证实其非极性代谢物（non-polar metabolites）是主要杀虫成分，为开发环境友好型生物农药（BCAs）对抗抗药性蚊媒（如Culex pipiens molestus）提供了新策略。

　　

细菌发现与文库构建
研究团队从希腊克里特岛65个地点采集186份环境样本（含根际土壤、植物内生菌、水体等），通过LB和Czapek培养基培养获得1,663株形态学 distinct 细菌。采样策略聚焦可能携带杀虫微生物的稳定生境，如地下环境和水体，这些区域因环境波动较小而具有更高微生物多样性。植物根际和内生菌样本占比最高（合计67.57%），这与植物受虫害胁迫时主动招募杀虫微生物的生态机制相符。

高通量初筛与菌株鉴定
对788株细菌进行活菌杀幼虫实验，108株显示活性（37株在3天内实现100%致死）。16S rRNA测序显示这些菌株分属20个属，其中8株为假单胞菌属（Pseudomonas），4株为寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）。值得注意的是，一株金黄杆菌属（Chryseobacterium）和两株假单胞菌（OTN72-C2_Ps2、OTN78-C5_Ps3）在超声灭活后仍保持高效杀虫活性，证实其作用依赖代谢产物而非活菌感染。

杀虫机制与代谢物特性
通过极性（乙酸乙酯）和非极性（正己烷）溶剂提取实验发现：

1. 非极性组分主导杀虫活性：金黄杆菌OTN1-C11_Cr1和假单胞菌OTN78-C5_Ps3的己烷提取物在24小时内引起>90%死亡率，且胞外提取效果优于全培养物，提示活性成分为分泌型疏水分子。
2. 特殊极性成分：假单胞菌OTN115-C6_Ps6的乙酸乙酯提取物显示延迟杀虫效应（第4天显著），需细胞裂解才能释放活性物质，暗示其可能为胞内极性化合物如蛋白质。

应用潜力与生态意义
• 植物相关菌株占比68%（11株根际菌+14株内生菌），印证植物-微生物互作在天然杀虫系统进化中的重要性。
• 快速起效菌株（如OTN78-C5_Ps3）适合短期防控，而缓效菌株（如OTN85-C3_Cu1）可能用于长效制剂。
• 与已知杀虫菌（如苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis）相比，本研究发现的菌株代谢物化学类型更多样，为克服现有生物农药（如Bt毒素）的抗性问题提供新选择。

方法学创新
研究建立了一套标准化流程：从环境采样→表型筛选（结合菌落形态与色素特征）→16S鉴定→代谢产物分步提取（超声灭活+溶剂分级）→时序生物测定。特别设计的低温（10°C）慢速（45 rpm）提取方案有效保留了热不稳定活性成分。

未来方向
作者建议对关键菌株（如Chryseobacterium OTN1-C11_Cr1）进行代谢组学分析，以鉴定特异性杀虫分子，并评估其对非靶标生物（如水生昆虫）的影响。研究结果凸显地中海岛屿作为微生物杀虫资源库的潜力，为欧盟绿色新政（EU Green Deal）倡导的可持续害虫防控提供科学依据。