《Journal of Insect Physiology》：Disruption of gut bacterial symbiont homeostasis in
Streltzoviella insularis larvae under sublethal chlorantraniliprole exposure
编辑推荐：
摘要化学杀虫剂依然是当代综合害虫管理策略中的核心手段。然而，一种具有重要经济价值的木材蛀害昆虫——Streltzoviella insularis的毒理学特性仍需进一步研究。本研究通过定制的人工饲料建立了该物种的实验室饲养系统，为毒理学检测提供了可靠平台。生物测定结果显示，氯虫苯
摘要
化学杀虫剂依然是当代综合害虫管理策略中的核心手段。然而，一种具有重要经济价值的木材蛀害昆虫——Streltzoviella insularis的毒理学特性仍需进一步研究。本研究通过定制的人工饲料建立了该物种的实验室饲养系统，为毒理学检测提供了可靠平台。生物测定结果显示，氯虫苯甲酰胺对五龄幼虫的杀虫效果显著优于其他三种测试的杀虫剂。我们以肠道细菌共生体平衡被打破作为机制切入点，探究亚致死剂量的氯虫苯甲酰胺是否通过扰乱肠道共生群落而对S. insularis造成生长劣势。16S rRNA扩增子测序显示，在亚致死剂量氯虫苯甲酰胺作用下，幼虫肠道细菌群落结构发生显著变化：核心属Enterococcus的丰度明显下降，而Carnimonas和Levilactobacillus的丰度则显著上升。这三种菌类在重构后的肠道微生物群中占据主导地位，表明在核心共生菌减少后可能出现了功能补偿现象。此外，包括α-淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶在内的关键消化酶活性也显著降低。实验还观察到多种生长劣势，如幼虫和蛹的体重下降、幼虫发育时间延长，以及化蛹成功率、成虫出现率、卵孵化率和雌性繁殖力降低。综上，这些发现表明亚致死剂量的氯虫苯甲酰胺会引发S. insularis肠道共生菌群失衡，进而导致消化功能受损以及幼虫生长发育迟缓。
引言
Streltzoviella insularis（Staudinger）（鳞翅目：卷蛾科）是危害城市绿地和森林生态系统最具破坏性的木材蛀害昆虫之一（Yang等，2019）。该物种分布范围广泛，寄主种类众多，种群密度高，繁殖能力强，其中幼虫阶段是造成危害的主要时期（Zhi等，2025；Tang等，2026）。这类隐蔽且极喜食木质的幼虫会严重破坏寄主树木的维管运输系统，导致树木生长势逐渐减弱、枝干枯死，最终造成树木死亡（Wang等，2018）。这类害虫不仅会降低城市景观的美观度，还会影响生态系统的服务功能，带来严重的生态和经济损失。因此，研发有效的S. insularis防控策略一直是研究重点。尽管已经有了多种害虫治理方法，但化学杀虫剂仍然是最有效且应用最广泛的防控手段（Siddiqui等，2023）。
S. insularis主要侵害城市公园、道路绿化带以及人类活动频繁的其他区域，这就对杀虫剂的安全性、选择性和环境相容性提出了更高要求。因此，合理选择杀虫剂至关重要。氯虫苯甲酰胺是一种高效且具有选择性的二酰胺类杀虫剂，它能作用于昆虫的瑞安丁受体，导致细胞内钙离子异常释放和耗竭，进而干扰肌肉收缩功能，最终使昆虫停止进食、瘫痪、昏睡并死亡（Lahm等，2005）。由于具有极高的杀虫效果、出色的田间表现、易于使用以及极低的哺乳动物毒性，氯虫苯甲酰胺已被广泛用于防治多种鳞翅目害虫，比如Mamestra brassicae、Spodoptera frugiperda和（Moustafa等，2023；Kavallieratos等，2024；Martins等，2024）。不过，由于自身的物理化学特性以及环境因素的影响，施用后杀虫剂浓度会逐渐下降（Guedes等，2016），从而导致其对目标害虫的毒性降低，致死效果也会随之减弱。在这种背景下，杀虫剂的亚致死效应已成为一个重要的研究课题（Bartling等，2024）。亚致死剂量的杀虫剂会对昆虫种群产生多方面影响，包括干扰其生长发育和繁殖行为、改变其行为特征，以及扰乱其生理和生化过程（Gandara等，2024；Gao等，2025；Li等，2025；She等，2026）。先前的研究已经表明，亚致死剂量的氯虫苯甲酰胺会抑制S. frugiperda的卵巢发育并扰乱其糖脂代谢，从而显著降低其后代数量（Liu等，2025）。此外，S. insularis的幼虫生活隐蔽，栖息在树干的木质部和韧皮部深处。传统的农药施用方式，如叶面喷施、树干注射和根部灌施，往往无法在幼虫取食部位积累足够的农药浓度，因此幼虫在野外环境中常常会接触到亚致死剂量的农药，进而出现各种亚致死毒性反应。
近年来，越来越多的证据表明肠道微生物群是昆虫体内不可或缺的共生组分，它在宿主发育、营养代谢、免疫防御、解毒代谢以及环境适应等多个核心生理过程中发挥着关键的调控作用（Mondal等，2023；Zhang等，2023a；Wang等，2024；Abbas等，2026）。在正常情况下，肠道微生物群保持相对稳定和平衡。然而，这种平衡状态对外界压力极为敏感，而杀虫剂暴露就是其中最重要的干扰因素之一（Al Naggar等，2022；El Khoury等，2024；Zhang等，2025a）。例如，Dursban杀虫剂会显著改变
Plagiodera versicolora的肠道微生物群，降低微生物多样性，同时增加
Pantoea和
等机会性病原体的丰度，进而提高宿主对杀虫剂压力的敏感性（Fan等，2024）。另外，也有研究认为，新烟碱类杀虫剂引发的肠道微生物群失衡是蜜蜂免疫功能受损的重要原因之一（Gao等，2026）。截至目前，还没有研究探讨过杀虫剂胁迫对S. insularis肠道微生物群结构和功能的影响，以及这些变化与宿主生理反应之间的关联。此外，虽然近年来关于叶面取食型鳞翅目昆虫的亚致死效应及其肠道微生物群的研究有所增加，但尚未有研究专门针对卷蛾科的木材蛀害昆虫展开研究。这类昆虫特殊的取食习性和隐蔽的生活方式可能会使其肠道微生物群产生独特的响应。而且，杀虫剂暴露后“核心共生菌被抑制，同时出现部分但不完全的功能补偿”这一动态变化模式也几乎未被探索。因此，我们选择氯虫苯甲酰胺作为研究目标杀虫剂，探究亚致死剂量是否会影响S. insularis肠道细菌共生菌的组成、丰富度和多样性，进而研究它们与宿主生理表现及整体生存能力的关联。
章节节选
昆虫与试剂
本研究中使用的S. insularis幼虫采集自2024年中国山东省淄博市受侵染的白蜡树（Fraxinus sp.）。实地调查表明，白蜡树是淄博市主要城市景观树种中的优势寄主，其受害率超过90%。雌虫交配后会将卵块产在树皮裂缝中。幼虫孵化后便钻入树皮中，最初以韧皮部组织为食，随后逐渐侵入木质部，并在那里构建相互连接的
人工饲养条件下S. insularis的体重增长、发育与繁殖情况
与野外种群相比，实验室饲养的个体雌性蛹的体重显著更低（t = ?3.48；自由度=18；P = 0.013），繁殖力也更低（t = ?6.29；自由度=18；P = 0.001）（见表1）。其他生长、发育或繁殖相关参数则没有显著差异（P > 0.05）（表1）。此外，以人工饲料喂养的幼虫在整个饲养期间的体重增长较为稳定（见图1）。总体而言，人工饲料和饲养条件
讨论
人工饲养是开展昆虫生理学、生物化学、毒理学及相关领域研究的基础前提，对于像S. insularis这样的木材蛀害昆虫尤为重要，因为其野外种群很难进行监测和稳定采集。因此，建立标准化的人工饲养系统对于克服现有研究局限具有重要意义。在本研究中，我们成功利用定制的饲养方案实现了S. insularis的持续实验室饲养
结论
综上所述，亚致死剂量的氯虫苯甲酰胺会显著改变S. insularis的肠道共生菌群结构，表现为核心属Enterococcus的丰度下降，而Carnimonas和Levilactobacillus等机会性菌类的丰度上升。不过，这种看似的补偿性增殖并不足以让消化酶活性恢复到正常水平。消化酶活性的下降，再加上能量供应的减少，共同导致了
CRediT作者贡献说明
Zengxin Li：撰写——初稿、方法学、研究实施、数据整理、概念构建。Yang Zhao：研究实施、数据整理。Bing Bi：数据整理。Yu Zhang：研究实施、资金获取。Hao Yang：研究实施。Guocai Zhang：撰写——审稿与编辑、资金获取、概念构建。Jie Zhang：撰写——审稿与编辑、资金获取、概念构建。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
本研究得到了黑龙江省财政厅学科协作创新成果项目（项目编号：LJGXCG2022-010）以及黑龙江省联合指导项目的支持（项目编号：LH2023C039）。
Zengxin Li|Yang Zhao|Bing Bi|Yu Zhang|Hao Yang|Guocai Zhang|Jie Zhang
中国黑龙江省哈尔滨市150040，东北林业大学林学院
