摩洛哥本土昆虫病原线虫(Heterorhabditis bacteriophora)在多变非生物条件下对草莓园多食性果蝇(Drosophila spp.)的生防潜力研究

本研究针对草莓种植中日益严重的果蝇(Drosophila melanogaster和D. simulans)危害问题，探讨了四种摩洛哥本土昆虫病原线虫(EPNs)在不同温度(25°C和28°C)、光周期(全光照、全黑暗和12:12 h L/D)和剂量(25,50,100 IJs/cm2)条件下的生物防治效果。结果表明H. bacteriophora菌株(特别是HB-MOR2)在28°C黑暗条件下对土壤中的果蝇幼虫死亡率高达97.5%，显著优于S. feltiae菌株，为草莓园果蝇综合治理提供了有效的生物防治方案。

　　

在草莓种植领域，果蝇的危害正日益凸显其严重性。特别是黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)和拟果蝇(Drosophila simulans)，这些曾经主要被视为遗传学研究模式生物的小昆虫，如今已成为软皮水果生产系统中的重要经济害虫。它们不仅直接取食果实，导致果实品质下降和市场价值损失，还可能作为微生物载体传播病害，给草莓产业带来双重威胁。

传统的化学杀虫剂防治方法虽然短期内效果显著，但长期使用会导致害虫产生抗药性，同时对环境和人类健康造成严重危害。近年来，在摩洛哥北部拉腊什和穆莱布塞拉姆地区的草莓园中，已发现对有机磷和阿维菌素类杀虫剂产生抗性的果蝇种群，这使得化学防治的效果大打折扣。面对这一挑战，寻找环境友好、可持续的替代防治方法显得尤为迫切。

昆虫病原线虫(Entomopathogenic nematodes, EPNs)作为一种有效的生物防治剂，在这方面展现出了巨大潜力。这些微小的线虫能够主动寻找并感染害虫，通过释放共生细菌迅速杀死宿主，随后在虫体内繁殖并寻找新的宿主。摩洛哥作为农业国家，拥有丰富的本土EPN资源，其中Heterorhabditis bacteriophora和Steinernema feltiae两种线虫对多种害虫都表现出良好的致病性。

在此背景下，摩洛哥梅克内斯国家农业科学院植物保护系的研究团队开展了一项系统研究，旨在评估四种摩洛哥本土EPN菌株对果蝇的生物防治潜力，并探讨温度、光周期、线虫剂量和基质类型等非生物因素对其防治效果的影响。该研究结果发表在《Journal of Natural Pesticide Research》上，为草莓园果蝇的综合治理提供了重要的科学依据。

研究人员采用实验室和温室控制条件相结合的方法，评估了四种摩洛哥本土EPN菌株：S. feltiae (SF-MOR9, SF-MOR10)和H. bacteriophora (HB-MOR1, HB-MOR2)对果蝇三龄幼虫的致病性。研究设置了两个温度梯度(25°C和28°C)、三种光周期条件(全光照、全黑暗和12:12 h光暗交替)以及三个线虫剂量水平(25,50,100 IJs/cm²)。果蝇样本来自摩洛哥北部草莓园自然感染的草莓果实，通过标准玉米粉-酵母-糖饲料在控制条件下饲养。线虫通过大蜡螟(Galleria mellonella)幼虫进行体内繁殖维持。生物测定采用Petri皿法，统计校正死亡率采用Abbott公式计算。数据分析使用XLSTAT软件进行ANOVA检验，并通过冗余分析(RDA)确定最优参数组合。

3.1. 显微观察

通过400倍显微镜观察直接证实了EPN对果蝇成虫和蛹期的感染性。图像显示线虫在成虫体腔内大量定殖，在蛹期则表现出内部和外部的侵染，表明线虫能够成功穿透角质层并在宿主体内发育。

3.2. 温度对EPN感染性和致死力的影响

温度显著影响EPN菌株对果蝇的致死率，但这种影响因菌株种类和浓度而异。H. bacteriophora菌株，特别是HB-MOR2，在25°C和28°C下均保持高死亡率(超过97%)，而S. feltiae菌株在较高温度下表现下降。例如，SF-MOR9在25°C时对D. simulans的死亡率为59.72%，而在28°C时降至46.75%。

3.3. 光周期对EPN感染性和致死力的影响

光周期条件显著影响EPN的防治效果。黑暗条件下所有菌株都表现最佳，H. bacteriophora菌株在完全黑暗中对D. simulans的死亡率达到92.4%。连续光照条件下效果最差，表明光照可能抑制线虫的觅食活动。

3.4. EPN浓度与死亡率的关系

线性回归分析显示，EPN剂量与死亡率呈正相关。H. bacteriophora菌株表现出更强的剂量效应(R2 = 0.79-0.84)，而S. feltiae菌株的剂量效应相对较弱(R2 = 0.40-0.45)。

3.5. 温室条件下温度对EPN感染性的影响

在温室条件下，温度和基质类型共同影响EPN的效果。土壤中的防治效果普遍优于果实中，28°C下的效果优于25°C。HB-MOR2在土壤中28°C条件下对D. simulans的感染率达到94.6%。

3.6. 温室条件下光周期对EPN感染性的影响

光周期在温室条件下同样显示显著影响，黑暗条件最有利于EPN的感染活动。H. bacteriophora菌株在黑暗中的表现最佳，而S. feltiae菌株在所有光周期条件下表现相对较差。

3.7. 最优生物因子组合分析

冗余分析(RDA)显示温度、光周期和IJs浓度是影响死亡率的最主要因素。最优组合为28°C、完全黑暗和100 IJs/cm²剂量，这一组合在实验室和温室条件下对两种果蝇幼虫都产生最佳防治效果。

研究结论表明，摩洛哥本土H. bacteriophora菌株，特别是HB-MOR2，在应对多变环境条件方面表现出显著优势，能够在不同温度和光周期条件下维持高致病性。相比之下，S. feltiae菌株对环境条件更为敏感，尤其是在高温和光照条件下效果下降。

这项研究的重要意义在于为草莓园果蝇综合治理提供了基于本土生物防治剂的可行方案。H. bacteriophora菌株的强大环境适应性和高致病性使其成为化学杀虫剂的理想替代品，特别是在抗药性问题日益严重的背景下。研究还明确了最佳应用条件(28°C、黑暗环境、高剂量和土壤应用)，为实际应用提供了具体技术参数。

然而，研究也存在一定局限性。实验室和温室条件可能无法完全反映田间复杂环境，线虫的长期持久性和多代抑制效果仍需进一步验证。未来研究需要关注田间应用效果的评估、与其他生物防治剂的兼容性，以及大规模应用的经济可行性。

总体而言，这项研究不仅展示了摩洛哥本土昆虫病原线虫的资源价值，也为可持续农业害虫管理提供了重要科学依据，代表着从化学防治向生态友好型防治策略转变的重要一步。随着进一步的研究和优化，这些本土线虫菌株有望成为草莓园果蝇综合治理的核心组成部分，为减少化学农药使用、保护生态环境和促进农业可持续发展做出贡献。