真菌Beauveria pseudobassiana对日本金龟子致病性的发育阶段依赖性研究及其生物防治潜力

为应对入侵性害虫日本金龟子(Popillia japonica)对农作物的严重危害，研究人员评估了真菌Beauveria pseudobassiana对其不同发育阶段的致病性。通过浸渍法和叶片暴露实验发现，该真菌对成虫具有显著致死效果（中位生存期缩短3-5倍），尤其ART 2884菌株表现最优，但对幼虫无效。研究为开发针对成虫的生物防治剂(BCA)提供了新策略，并揭示了该真菌在自然感染中的潜在作用。

　　

论文解读：

日本金龟子(Popillia japonica)是一种原产于亚洲的入侵性甲虫，目前已扩散至北美和欧洲，对超过400种植物造成危害。其成虫啃食叶片和果实，幼虫则破坏草根系统，导致高尔夫球场、农田和葡萄园严重损失。当前防治主要依赖化学杀虫剂，但欧盟对部分高毒药物的禁令使得开发环境友好型生物防治剂(BCA)成为迫切需求。虽然已有研究尝试利用昆虫病原真菌如Metarhizium和Beauveria属真菌进行防治，但效果参差不齐，尤其对幼虫的控制效果不佳。值得注意的是，与日本金龟子亲缘关系密切的欧洲本土金龟子Melolontha melolontha，其成虫常被真菌Beauveria pseudobassiana自然感染，且该真菌还能在植物叶面存活——这为开发针对日本金龟子成虫的叶面喷洒防治策略提供了线索。

为验证B. pseudobassiana的防治潜力，No?mi Küng团队设计了两类实验：通过浸渍法测试4株B. pseudobassiana（ART 2881-2884）和对照菌株M. brunneum Ma43对野外采集成虫和幼虫的感染效率；通过叶片处理实验模拟田间喷洒场景，评估不同孢子浓度（10³-10⁷ conidia/ml）对实验室饲养成虫的影响。所有实验均在24°C、70% RH条件下进行，采用Kaplan-Meier生存分析和Cox比例风险模型评估结果，并通过微卫星标记和ITS/5TEF测序鉴定感染菌株。

在成虫浸渍实验中，所有真菌处理组均显著缩短生存期（中位生存期5-6天 vs 对照22天），其中源自叶片的ART 2884和源自金龟子的ART 2881菌株毒力最强（HR=13.7-16.6）。叶片暴露实验同样证实ART 2884的高效性（中位生存期9天 vs 对照47天），且10⁷ conidia/ml处理组的感染率达35%。值得注意的是，约50-70%的死亡成虫确实被处理菌株感染，其余死亡个体则携带多种自然病原菌，包括B. bassiana和Purpureocillium等13个属，其中还检出6株野生型B. pseudobassiana——这证实该真菌在自然环境中已参与日本金龟子的病原互作。

与成虫的敏感性形成鲜明对比，幼虫对所有测试菌株均表现出强抵抗力。70天实验后存活率超80%，且死亡率（2-8%）与对照组无统计学差异。这种发育阶段特异性可能与幼虫的角质层结构、免疫系统或共生微生物群的保护作用有关，具体机制有待进一步研究。

讨论部分强调了三方面突破：首先，B. pseudobassiana对日本金龟子成虫的强致病性与其在叶面的生态适应性相结合，使其成为极具潜力的BCA候选，尤其适合用于"诱杀-感染"策略。其次，实验室饲养体系的建立解决了野外个体健康状态不一的问题，为后续研究提供标准化材料。最后，研究揭示了昆虫发育阶段对真菌感染的敏感性差异，提示针对日本金龟子需采取"成虫防控为主，幼虫防控为辅"的分阶段治理策略。该成果已发表于《Biological Control》，为欧洲正在扩张的日本金龟子种群防治提供了科学依据，也为其他入侵性鞘翅目害虫的生物防治提供了参考范式。