中国本土昆虫病原线虫在烟青虫（鳞翅目：夜蛾科）生物防治中的应用：多阶段评价

《Crop Protection》：Indigenous entomopathogenic nematodes from China for the biological control of Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae): a multistage evaluation

　　

**摘要**

烟青虫 *Spodoptera litura*（Fabricius）（鳞翅目：夜蛾科）是一种危害性强的多食性害虫，需要额外的生物防治手段以减少杀虫剂的使用并延缓抗药性发展。昆虫病原线虫（EPN）长期以来被用于生物防治，但本土分离株需要针对寄主的不同发育阶段和应用条件进行评估。我们从中国18个省级行政区域的96个地点共采集了1,411份土壤样本，从中回收并鉴定出62个线虫分离株，利用ITS和28S rDNA序列进行分子鉴定：2个 *Steinernema feltiae* 分离株、1个 *Steinernema akhursti* 分离株、32个 *Oscheius myriophilus* 分离株、20个 *Oscheius chongmingensis* 分离株以及7个未确定的 *Oscheius* 属分离株。经蜡螟（*Galleria mellonella*）初步筛选后，13个分离株被用于评价其对烟青虫3龄幼虫、6龄幼虫及蛹的致病力，其中2个分离株还在盆栽玉米上进行了3龄幼虫的测试。*S. feltiae* 22963、*S. feltiae* 22964和 *S. akhursti* 23449在实验室中表现出最高的毒力。在3龄烟青虫幼虫中，*S. feltiae* 22963和 *S. akhursti* 23449分别在48小时内造成82–100%和72–100%的校正死亡率，且在96小时内所有测试剂量均达到100%死亡率。*S. feltiae* 22964在120小时内达到100%死亡率。这3个分离株还对6龄幼虫造成致死，并使蛹的成虫羽化率降至28–34%，而水对照组的羽化率为66%。在玉米盆栽试验中，*S. feltiae* 22963和 *S. akhursti* 23449分别造成39%和34%的校正幼虫死亡率。总体而言，研究结果支持对 *S. feltiae* 22963和 *S. akhursti* 23449进行进一步的制剂研究和田间评价，以防治烟青虫。

**引言**

烟青虫 *Spodoptera litura*（Fabricius）（鳞翅目：夜蛾科）是一种高度多食性且破坏性强的农业害虫，危害玉米、蔬菜、棉花、豆类及多种园艺作物等广泛的经济作物（Bragard等，2019；Song等，2024）。其广泛的寄主范围和强大的迁飞能力使区域监测和管理面临特别大的挑战，尤其是在中国与南亚和东南亚之间通过季节性迁飞路线相连的地区（Song等，2024）。化学杀虫剂仍然是田间烟青虫种群管理的主要手段。然而，烟青虫对几种广泛使用的杀虫剂已产生了显著的抗药性，包括氯虫苯甲酰胺、氰虫丹、氟吗琳和虫螨腈（Zhang等，2022）。机制研究进一步表明，代谢解毒作用，特别是细胞色素P450介导的途径，在烟青虫对杀虫剂的敏感性降低和交叉抗性中起着关键作用（Li等，2024）。因此，需要环境兼容的替代性防治剂，并将其整合到害虫管理方案中，以支持烟青虫的可持续管理。

昆虫病原线虫（EPN）是土壤生态系统中的重要昆虫病原体，长期以来一直被用作害虫管理中的生物防治剂（Kaur等，2026；Koppenh?fer等，2020；Ramakuwela等，2025）。经典的EPN属——*Steinernema*属和 *Heterorhabditis*属——分别与 *Xenorhabdus*属和 *Photorhabdus*属细菌形成共生关系。感染性幼虫（IJs）主动搜寻昆虫寄主，感染后释放其共生细菌及相关的毒力因子，杀死寄主并为线虫繁殖创造适宜环境（Ciche等，2006；Stock和Hazir，2025）。此外，*Oscheius*属中的若干物种和分离株也表现出兼性昆虫致病活性。然而，其生态作用更加多样且界定不清，因此其生物防治潜力需要通过生物测定进行评估（Dillman等，2012；Kralj和Laznik，2026；Zhang等，2019）。EPN及相关昆虫病原线虫具有若干优势，包括环境风险低、易于规模化生产以及与其他害虫管理策略兼容（Koppenh?fer等，2020）。然而，其防效可根据分离株特有性状、寄主发育阶段、环境条件和应用方法而有显著差异（Labaude和Griffin，2018；Nekkanti等，2024；Shapiro-Ilan等，2006；Yan等，2020）。因此，在这些线虫被开发为针对特定害虫的生物防治剂之前，应系统评估其毒力、表现的稳定性和在预期应用条件下的适宜性。

在此背景下，本土EPN及相关昆虫病原线虫的发现与评估为确定适用于区域应用的生物防治候选种提供了宝贵基础。本土分离株自然存在于当地土壤生态系统中，其中温度、湿度、土壤性质和寄主可获得性可能影响其分布和表现（Matuska-?y?wa等，2024）。因此，它们代表宝贵的生物防治候选资源，但其适用于区域应用仍需直接实验评估（Matuska-?y?wa等，2021；Zeng等，2025）。此前的研究已展示了来自中国西南地区及其他地区本土EPN分离株在烟青虫生物防治中的潜力，多个 *Steinernema*属和 *Heterorhabditis*属分离株在实验室条件下表现出高毒力（Acharya等，2020；Sun等，2021）。然而，线虫分离株的适宜性不能仅根据其分类学身份或地理来源推断，因为不同分离株在毒力、感染性、繁殖能力和环境耐受性方面往往存在显著差异（Campos-Herrera等，2021；Matuska-?y?wa等，2021；Shapiro-Ilan等，2014）。因此，针对目标害虫进行分离株水平的筛选对于确定进一步开发的候选分离株至关重要。

先前的研究已评估了EPN在烟青虫生物防治中的潜力，包括幼虫敏感性、接种剂量、暴露时间、本土分离株筛选以及基于作物的防效评价（Acharya等，2020；Nekkanti等，2024；Sun等，2021；Tomar和Thakur，2022）。实际的EPN应用还应考虑到烟青虫不同发育阶段所占据的位置。其卵产在植物叶片上，幼虫主要以地上植物组织为食；完全发育的幼虫随后进入土壤化蛹，之后羽化为成虫（Bragard等，2019）。据此，可考虑两种潜在的EPN应用途径：针对取食幼虫的植物定向处理，以及针对进入土壤的完全发育幼虫和蛹的土壤定向处理。田间证据支持植物定向处理的可行性：EPN处理减少了烟青虫对万寿菊造成的作物损害（Burana等，2022）。在同属物种草地贪夜蛾（*Spodoptera frugiperda*）中，玉米中的EPN施用降低了幼虫密度和叶片损害（Patil等，2022），而心叶定向施用保护胶制剂则减少了虫口并提高了产量（Fallet等，2024）。这些研究表明地上EPN应用是可行的，但其防效可能受施用方法、环境条件和制剂的影响（Fallet等，2024；Ramakrishnan等，2022）。然而，大多数研究侧重于特定EPN物种、本地线虫资源或单一实验设置。因此，结合本土线虫资源的大规模调查、分离株水平筛选、死亡率动态、发育阶段敏感性和与作物关联评价的整合评估框架仍然缺乏。因此，需要更为综合的框架来鉴定和评估用于生物防治应用的本土线虫候选分离株。

本研究基于中国多区域本土线虫资源调查，实施了一套分阶段评估框架，以鉴定具有烟青虫生物防治潜力的EPN及相关昆虫病原线虫分离株。为术语一致，本研究全文将 *Oscheius*属分离株统称为"EPN分离株"。具体而言，我们的目标为：（i）调查中国多个省级行政区域的本土线虫资源，回收线虫分离株，并利用分子方法对其进行鉴定；（ii）利用蜡螟 *Galleria mellonella*（Linnaeus）（鳞翅目：螟蛾科）进行初步毒力筛选，并评估高毒力候选分离株对3龄烟青虫幼虫的剂量依赖性和时间依赖性毒力；（iii）评估候选分离株对6龄幼虫和蛹的防效，并在玉米盆栽条件下评估其表现。

**材料与方法**

**土壤样本采集与处理**

共从中国18个省级行政区域的96个城市（县或区）采集了1,411份土壤样本，覆盖多个地理区域（图1a，补充表S1）。在每个选定的采样点，以5米间隔从0–30厘米深度采集3份土壤子样本，充分混合均匀形成500克混合样本。混合样本存放于密封聚乙烯袋中并贴标签。样本编号、采样日期、GPS

**线虫分离株的分离与分布**

共从中国18个省的96个地点采集了1,411份土壤样本（图1a，补充表S1）。采样覆盖中国东部、中部、南部、西南部和西北部。从62份样本中回收了线虫分离株，对应总回收率为4.39%。来自13个省的32个地点的阳性样本中获得了3个 *Steinernema*属分离株和59个 *Oscheius*属分离株，但未获得任何 *Heterorhabditis*属分离株（图1b，补充表S1）。

**讨论**

本研究结合大规模调查、分子鉴定和分阶段生物测定，评估了本土线虫分离株对烟青虫的致病力。各分离株之间的毒力差异显著，表明在蜡螟幼虫中的初步筛选不一定能预测其跨发育阶段或在作物关联条件下对目标害虫的防效。在所回收的分离株中，*S. feltiae* 22963、*S. feltiae* 22964和 *S. akhursti* 23449始终表现出

**结论**

本研究结合大规模调查、分子鉴定、初步筛选和目标害虫生物测定，评估了本土线虫分离株对烟青虫的致病力。*Steinernema feltiae*分离株22963、*S. feltiae*分离株22964和 *S. akhursti*分离株23449在幼虫和蛹试验中表现出最强的整体实验室表现。其中，*S. feltiae*分离株22963和 *S. akhursti*分离株23449在玉米盆栽试验中造成了中等程度的校正死亡率，而 *S.*

**作者贡献声明**

林希文：调查。徐一诺：调查。杨向德：撰写–审阅与编辑、资源、调查。魏宪琴：撰写–审阅与编辑、指导、经费获取。阮卫兵：撰写–审阅与编辑、指导、经费获取。席佳乐：撰写–原稿、可视化、调查、形式分析、数据整理。刘磊：调查。吴天宇：验证、调查。

**合规与伦理**

本文作者声明与本稿件无任何利益冲突。

**利益冲突声明**

作者声明他们没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能被认为影响本文所报告的工作。

**数据可用性声明**

数据可根据要求提供。

**致谢**

本研究得到了国家自然科学基金（32171637和32571910）、国家科技基础资源调查专项（2024FY100400）以及国家重点研发计划（2017YFE013040和2019YFE0120400）资助。

**作者信息**

席佳乐 | 吴天宇 | 刘磊 | 徐一诺 | 林希文 | 魏宪琴 | 杨向德 | 阮卫兵

南开大学生命科学学院，天津 300071，中国