极端环境芽孢杆菌对埃及伊蚊幼虫的生物防治潜力评估及其环境安全性研究

为应对蚊媒疾病传播的全球挑战，研究人员聚焦极端环境芽孢杆菌(Bacillus spp.)对埃及伊蚊(Aedes aegypti)幼虫的防治潜力。通过剂量效应、抗性趋势和系统发育分析，发现B. sonorensis(LC50 19.72 ppm)和B. paramycoides(LC50 23.41 ppm)展现卓越杀幼活性，且对耐药种群仍保持高效。该研究为耐药环境下的生态友好型蚊媒防控提供了新策略。

　　

蚊媒传染病每年造成全球数百万人死亡，其中埃及伊蚊(Aedes aegypti)传播的登革热、寨卡病毒等疾病尤为猖獗。传统化学杀虫剂虽短期有效，却引发蚊虫抗药性和生态破坏的双重危机。面对这一困境，沙特阿拉伯吉达大学(University of Jeddah, Saudi Arabia)的研究团队将目光投向极端环境中的微生物资源，从艾因哈拉热泉(Ain Al-Hara hot spring)分离出6种芽孢杆菌，系统评估其对伊蚊幼虫的防治潜力。这项发表于《Scientific Reports》的研究，为可持续蚊媒防控提供了科学依据。

研究采用热泉环境样本预处理(80°C 10分钟)、16S rRNA基因测序鉴定菌种，通过标准幼虫生物测定法(第三/四龄幼虫，浓度梯度10-150 ppm)评估杀幼活性，结合概率分析(Probit analysis)计算LC₅₀和抗性比率(RR)，并构建系统发育树分析功能进化关系。

剂量效应分析

回归分析显示所有菌株均呈现浓度依赖性杀幼效应，其中B. sonorensis在19.72 ppm即达半数致死浓度(LC₅₀)，斜率0.49表明其低浓度高效特性。相比之下，B. licheniformis需要87.44 ppm才能达到同等效果。

物种特异性效能

B. paramycoides与B. sonorensis形成高效菌株集群，两者LC₉₀相差仅15.46 ppm。而B. stercoris尽管LC₅₀高达98.29 ppm，其2.87的陡峭斜率提示浓度响应更稳定。

抗性管理潜力

关键发现显示毒性指数与抗性比率(RR)呈强负相关(r=-0.92)。B. sonorensis以RR=1实现"零抗性代价"，而B. stercoris(RR=4.96)在抗性环境中效能显著降低。

系统发育启示

进化分析揭示B. rugosus与B. tequilensis聚为紧密分支，暗示其杀虫机制相似性。而高效菌株B. sonorensis的独立进化地位，可能与其独特的杀虫蛋白合成途径相关。

该研究证实极端环境芽孢杆菌可作为化学杀虫剂的生态替代方案，其中B. sonorensis和B. paramycoides兼具高效性与抗性管理优势。其意义在于：①突破传统杀虫剂抗性困局，LC₅₀值较常规化学药剂降低5-8倍；②热泉来源菌株的环境适应性可能增强野外持久性；③系统发育指导的菌株筛选策略，为定向开发生物农药提供新范式。未来需进一步解析其杀虫蛋白作用机制，并开展热区现场试验验证实际防控效果。