**玉米象感染白僵菌过程中的行走与死亡：行为特性在寄主死亡前得以保留**

《Journal of Stored Products Research》：Walking while dying: preserved behavioral traits during Beauveria bassiana infection of the maize weevil ( Sitophilus zeamais)

　　

玉米象（*Sitophilus zeamais*）感染白僵菌（*Beauveria bassiana*）过程中的行走与死亡：感染致死前寄主行为特征的保留。研究人员比较了6株厄瓜多尔白僵菌分离株对玉米象成虫的毒力，并筛选出毒力最强的分离株BBAL31，进一步评估了不同分生孢子浓度（10⁷、10⁸和10⁹ conidia mL^-1）处理后的存活率、驱避反应、运动活性及群体交互模式。结果表明，BBAL31具有最高毒力，中位致死时间（LT₅₀）为156小时。所有真菌浓度处理的存活率均显著低于水处理对照组，但不同浓度间无显著差异。驱避性测定显示，低浓度（10⁷ conidia mL^-1）在暴露初期引发明显驱避反应，而高浓度（10⁹ conidia mL^-1）则表现为延迟驱避（36 h后才出现显著回避）。行为分析结果显示，经白僵菌处理的昆虫其运动距离、平均速度、静止时间、轨迹曲折度及交互网络密度均与未处理对照组无显著差异，而溴氰菊酯则在所有行为指标上均引起显著的急性行为损伤。研究表明，高毒力白僵菌感染在致死前对寄主行为的干扰极为有限，据此提出将行为指标纳入昆虫病原真菌生物防治效果评价框架，以更全面反映病原真菌在仓储害虫治理中的实际效能。

**一、研究背景与科学问题**

仓储害虫的防治长期依赖少数化学杀虫剂，如磷化氢熏蒸和触杀性药剂，由此带来的抗性进化、食品安全风险与环境污染问题日益突出。在寻求可持续治理策略的背景下，昆虫病原真菌因其兼具高毒力与较低生态风险而成为替代或补充手段的候选。白僵菌（*Beauveria bassiana*）是研究最深入、应用最广泛的昆虫病原真菌之一，已有众多分离株被证实对粮食储藏期主要害虫——玉米象（*Sitophilus zeamais*）具有致病活性。然而，传统评价体系主要依赖死亡率或存活时间这类终点指标来筛选毒株，忽略了宿主行为对病原传播效率、同种个体接触频率及田间实际防治效果的重要影响。

行为因素在病原真菌—宿主互作中具有关键作用。真菌病原不同于作用于神经系统的神经毒性杀虫剂，其对寄主的致死过程需经历孢子附着、表皮穿透、血腔定殖等连续阶段，在此期间寄主可能维持相当程度的运动能力与群际接触。这种行为保留特性可能有利于分生孢子在种群内部的水平传播，从而增强生物防治的次级扩散效应。但目前绝大多数研究仍以死亡率作为毒力评价唯一标准，行为维度的系统评估极为匮乏。因此，将行为学指标纳入真菌杀虫剂的综合评价体系，是当前生物防治研究的重要缺口。本研究依托来自厄瓜多尔的白僵菌分离株，比较不同菌株对玉米象的致死毒力，并进一步围绕筛选出的高效菌株，系统分析其在不同浓度处理下对寄主驱避反应、运动行为及群体交互网络的影响，探讨高毒力菌株在致死前对寄主行为的干扰程度及其在生物防治评价中的潜在意义。

**二、研究概述与技术方法**

研究人员先从厄瓜多尔白僵菌菌株库中筛选6株白僵菌分离株（C1M、C3M、LM012、MCB17、MCA1424和BBAL31），以浸泡法（10⁹ conidia mL^-1，60 s）处理玉米象成虫并持续监测25天（600 h）存活情况，筛选出毒力最强者用于后续实验。随后，以三个孢子浓度梯度（10⁷、10⁸、10⁹ conidia mL^-1）进行生存分析（Kaplan–Meier法及log-rank检验）；通过三室选择装置测定真菌处理玉米粒对成象的驱避指数（RI）；并采用基于人工智能平台的视频追踪系统EthoFlow?对1 h后处理组的步行运动进行自动化行为解析，提取总移动距离、平均速度、静止时间、转角均值、行走曲折度及交互网络密度等参数。数据分析综合运用单因素方差分析（ANOVA）和Kruskal–Wallis非参数检验，以P<0.05为显著性阈值。昆虫来源为2018年采集于厄瓜多尔洛斯里奥斯省克韦多的田间种群。

**三、研究结果**

**3.1 毒力筛选与菌株选择**
六种白僵菌分离株对玉米象的致死时间存在显著差异（χ2=98.5，df=6，P<0.001）。其中BBAL31毒力最强，中位致死时间（LT₅₀）为156 h，显著短于其他分离株（228–324 h），而对照组在处理期内（600 h）无死亡。据此选定BBAL31为后续实验菌株。

**3.2 不同浓度下的存活动态**
在BBAL31浓度梯度实验中，各真菌处理（10⁷、10⁸和10⁹ conidia mL^-1）之间的存活曲线无显著差异（P>0.05），但均显著低于水处理对照组（P<0.001）。作为阳性对照的溴氰菊酯造成最快速死亡（LT₅₀=72 h），但其急性神经毒性作用于真菌的致病特征不同。

**3.3 驱避反应的时空动态**
选择实验显示了白僵菌驱避活性的浓度-时间依赖性。低浓度（10⁷ conidia mL^-1）处理下，玉米象在暴露早期（0–24 h）表现出显著回避，36 h后驱避反应减弱并趋向随机分布；高浓度（10⁹ conidia mL^-1）则相反——初期（前18 h）无明显偏好，至36–48 h才出现显著回避（P<0.001）。中间浓度（10⁸ conidia mL^-1）的驱避指数呈波动性。溴氰菊酯处理的驱避性最强烈且持续增强（48 h时RI降至0.25以下），与真菌处理的温和驱避反应形成鲜明对照。

**3.4 运动行为与群体交互**
与真菌处理相比，溴氰菊酯在几乎所有行为指标上均引起显著的行为损伤：总移动距离、平均速度显著下降（χ2=22.85，P<0.001），静止时间大幅延长（F=19.49，P<0.001），轨迹曲折度升高（χ2=22.86，P<0.001），交互网络密度明显降低（F=11.20，P<0.001）。相比之下，三个浓度下的白僵菌处理均未改变总移动距离、平均速度、静止时间、行走曲折度或交互网络密度（与对照组相比P>0.05），仅平均转角在各处理间无显著差异。这说明真菌感染在致死前对寄主的行为干扰极为有限。

**四、结论与展望**

本研究通过将毒力测定与多维度行为分析相结合，系统评价了厄瓜多尔白僵菌分离株BBAL31对玉米象的生物学效应。高毒力菌株BBAL31在引起显著致死的同时，对寄主行为的影响极为有限，玉米象在死亡前仍可维持正常的运动活力和群际接触。这种行为保留特性在生态层面具有潜在有利意义——保持运动与接触网络密度有利于真菌孢子通过个体间接触进行水平传播，从而增强生物防治的次级传播机制。相反，神经毒性杀虫剂溴氰菊酯引发的强烈行为紊乱虽能快速使害虫失活，但也限制了病原体的传播机会。进一步研究发现，驱避反应随时间与浓度动态变化，低浓度初期回避明显、高浓度则表现为延迟回避，提示驱避相关行为并非一成不变，也意味着高驱避性可能限制孢子在真实仓储环境中与寄主的有效接触，需在评价中给予充分考虑；同时，行为学时间序列追踪及真菌感染对寄主生殖亚致死效应的研究仍有待深入。总体上，将驱避性、运动活性及群际交互等行为指标纳入病原真菌的毒力评价框架，能够为仓储害虫生物防治提供更为全面的视角和更为可靠的菌株筛选依据。