阿根廷蚁食物偏好检测的高通量灵敏方法：双选择喂食器技术的开发与应用

本研究创新性地开发了双选择喂食器（dual-feeder）方法，通过同步比较评估显著提升阿根廷蚁（Linepithema humile）食物偏好检测的灵敏度。该方法可检测低至0.31 mM奎宁（quinine）的拒食反应和1 M vs 0.75 M蔗糖（sucrose）的偏好差异，较传统非比较性检测（noncomparative assay）和序贯比较检测（sequential comparative assay）具有更高通量（12 ants/h）和避免认知偏差的优势，为靶向诱饵（species-specific bait）开发提供新工具。

　　

背景与挑战
昆虫在害虫管理和生态保护领域构成重大挑战，其中毒饵（toxicant-laced baits）是针对性控制的核心策略。传统食物偏好检测方法存在非比较性（单一食物接触）或序贯比较的局限性，难以精确评估蚂蚁对含苦味物质（如奎宁quinine）或不同浓度蔗糖溶液的细微偏好差异。阿根廷蚁作为全球入侵性害虫，其控制失败率高达三分之二，核心瓶颈在于缺乏能敏感检测诱饵成分接受度的评估工具。

方法创新
研究团队首先验证了比较评估的优越性：序贯比较法可检测0.94 mM奎宁的拒食反应，显著优于非比较法的1.25 mM阈值。基于此开发了3D打印双选择喂食器（dual-feeder），其核心设计包含：

• 0.35 mm平行毛细通道，间距0.30 mm
• 三角形储液池通过毛细作用导流
• 中央平台引导蚂蚁同步接触两种溶液

实验验证
苦味物质检测：双选择喂食器展现出0.31 mM奎宁的检测极限（P<0.0001），比序贯法灵敏度提升3倍。蚂蚁对含0.63 mM奎宁溶液的接触时间减少20.3%（Chisq=12.79），且无侧向偏好干扰（右触须首次接触率62.7%，P=0.488）。

糖浓度偏好：该方法成功区分1 M vs 0.75 M蔗糖的显著偏好（接触时间增加19.4%，Chisq=12.60），而传统方法无法检测该差异。对照实验证实相同浓度溶液无选择偏差（差异1.2%，P=0.6274）。

技术优势
相较传统方法，该技术具有三大突破：

1. 灵敏度提升：检测阈值降低至生理感知极限
2. 高通量：测试效率达12 ants/h，较序贯法（5 ants/h）提升140%
3. 避免认知偏差：消除标记压力、首次接触偏好（first-encounter preference）和群体信息干扰

应用前景
该方法可扩展至其他蚁种控制研究，通过调整喂食器尺寸适配不同物种形态。研究团队已应用该技术评估三种主要杀虫剂（toxicants）和卵蛋白的接受度（J Econ Entomol）。未来可结合温度、湿度等环境变量，系统优化诱饵配方。

局限与展望
需注意自然环境中群体招募（recruitment dynamics）和营养平衡（nutritional deficiency）的影响。虽然实验室检测灵敏度高，但田间试验仍需考虑竞争食物源的存在。该方法为快速筛选特异性诱饵提供了标准化平台，将显著加速针对红火蚁（Solenopsis invicta）等入侵物种的控制策略开发。