温室条件下昆虫病原线虫（EPNs）单剂施用对小型蜂甲（SHB）的致死效力与持效性评价

《BioControl》：Efficacy and persistence of entomopathogenic nematodes for biological control of small hive beetle under glasshouse conditions

　　

小型蜂甲（small hive beetle, SHB）对蜜蜂构成严重威胁，影响蜂群健康、蜂蜜产量和授粉服务。昆虫病原线虫（entomopathogenic nematodes, EPNs）可能提供有效且持续的小型蜂甲生物防治。研究人员在温室条件下，于161天内评估了四种EPN物种的九个澳大利亚分离株单次施用后，对三批SHB游走幼虫在自然（未高压灭菌）土壤和高压灭菌（无菌）土壤中的致死效力与持效性。在自然土壤中，Heterorhabditis indica Hi.HRN表现最优，并保持较高持效性；截至第161天，总（羽化前和羽化后）SHB死亡率从84.4%（第1批）降至64.9%（第3批）。相比之下，效果最差的分离株Steinernema feltiae Sf.BR1在第1批达到37.3%的总死亡率，到第3批降至10.7%。在高压灭菌土壤中，Hi.HRN仍最有效，总死亡率从94.3%（第1批）降至72.1%（第3批）。相反，效果最差的分离株Sf.BR1始终表现出较低总死亡率，从16.2%（第1批）降至12.4%（第3批）。第161天从土壤中回收的感染期幼虫（infective juveniles, IJs）在自然土壤中比高压灭菌土壤高3至51倍，表明土壤湿度及与其他土壤生物的相互作用在增强EPN存活方面起关键作用。总体而言，H. indica（Hi.HRN和Hi.LMBT）和H. bacteriophora（Hb.EG）分离株处理高度有效，在施药五个月后仍保留初始高效致死效力的一半以上，凸显其在田间条件下持续治理SHB的潜力。

西方蜜蜂（Apis mellifera）是全球主要授粉昆虫，其授粉服务每年为全球经济贡献逾8000亿美元，澳大利亚蜜蜂授粉也支撑着大规模农业和园艺产业。但蜜蜂受到农药使用、单一化种植、生境退化、害虫和病原体等压力。小型蜂甲（small hive beetle, SHB）原产撒哈拉以南非洲，是入侵性害虫，危害蜂群健康、蜂蜜产量和授粉服务，并在澳大利亚造成经济损失，因此需要有效且可持续的SHB治理。昆虫病原线虫（entomopathogenic nematodes, EPNs）是一类土传寄生线虫，其自由生活的感染期幼虫（infective juveniles, IJs）可在土壤颗粒水膜中运动并侵入昆虫，随后释放共生细菌使寄主死亡，并在尸体中繁殖；新生IJs离开寄主后还可继续存活于土壤。SHB末龄游走幼虫需在蜂箱周围土壤化蛹，羽化后成虫也可在土壤停留，因此将EPNs施用于蜂箱下方及周边土壤可同时靶标游走幼虫、蛹和初羽化成虫，并减少蜜蜂暴露。EPNs持效性受寄主可得性、物种与分离株、捕食者、病原体、土壤结构、湿度、温度和pH等因素影响，其中湿度尤为关键。为此，研究人员在温室中比较自然与灭菌土壤，评价九个澳大利亚EPNs分离株单次施用后对三批SHB的致死效力与持效性，为筛选可长期控制SHB的菌株提供依据。

主要技术方法：研究人员以单次施用50头感染期幼虫（IJs）·cm^-2的方式，将四个EPN物种的九个澳大利亚分离株接入自然（未灭菌）土壤和高压灭菌（无菌）土壤，并在161天内分三批投放SHB游走幼虫；自然与灭菌土壤各设九种分离株和对照，每处理五次重复，共100个土箱，随机轮换，通过羽化收集瓶记录羽化前、羽化后和总死亡率；实验结束后用贝尔曼漏斗法回收IJs。供试SHB来自西悉尼大学Hawkesbury校区受侵染蜂群建立的实验室种群，土壤采自该校果园橙树下方。

EPNs对三批SHB羽化前死亡率的影响：通过校正死亡率比较，自然土壤和灭菌土壤中不同EPNs分离株造成的羽化前死亡率均显著受分离株和批次影响。自然土壤第1批为21.2%至78.5%，灭菌土壤第1批为3.8%至91.1%；到第3批分别降至3.6%至35.4%和4.5%至51.9%。第3批中，Heterorhabditis indica Hi.LMBT在两种土壤均最高，Steinernema feltiae Sf.BR1最低。表明单次施用可维持部分土壤内致死作用，但感染效率随时间衰减。

EPNs对三批SHB羽化后死亡率的影响：通过羽化后成虫五日存活观察，成虫死亡率显著受分离株和批次影响。多数EPNs处理组的羽化成虫死亡率高于对照，自然土壤第3批为12.6%至39.0%，灭菌土壤第3批为10.8%至23.6%，显示线虫处理对后续批次仍有持续压力。第3批中，自然土壤的Heterorhabditis bacteriophora Hb.HIE2和H. indica Hi.LMBT最高，灭菌土壤的Hi.LMBT和Hi.HRN最高；S. feltiae Sf.BR1和Heterorhabditis zealandica Hz.NAR1通常最低。说明EPNs可降低羽化后成虫存活。

总SHB死亡率：合并羽化前和羽化后死亡并校正后，总死亡率受分离株、批次及二者互作显著影响。自然土壤中，H. indica Hi.HRN总死亡率从第1批84.4%降至第3批64.9%；灭菌土壤中从94.3%降至72.1%。S. feltiae Sf.BR1最弱，自然土壤从37.3%降至10.7%，灭菌土壤从16.2%降至12.4%。多数分离株随批次下降，但H. bacteriophora Hb.HIE2在两种土壤中均呈升高趋势。第3批中Hi.LMBT总死亡率最高，Hi.HRN次之，说明H. indica分离株持效性最可靠。

实验结束时感染期幼虫回收：施用161天后，IJs回收量在自然土壤中比灭菌土壤高3至51倍。自然土壤中Hi.HRN回收最高，灭菌土壤中H. bacteriophora Hb.EG相对较高；S. feltiae Sf.BR1和H. zealandica Hz.NAR1最低。自然土壤对照组偶见少量IJs，灭菌土壤对照组未检出。IJs回收量与校正总死亡率正相关，说明土壤残留IJs是持效性基础，但回收量不能完全解释不同分离株的效力差异。

讨论与结论：研究证明，九个澳大利亚EPNs分离株在温室土壤条件下均可存活五个月以上，一次施用可对三批SHB造成显著校正总死亡率。持效性具有菌株和土壤环境依赖，H. indica Hi.HRN、Hi.LMBT和H. bacteriophora Hb.EG保持较高效力，五个月后仍保留初始高效的一半以上；S. feltiae Sf.BR1低效且回收率低。灭菌土壤中部分高效分离株造成更高总死亡率，可能与竞争和拮抗微生物减少有关，但其IJs回收显著更低，可能与灭菌降低土壤持水能力并改变理化性质有关。自然土壤湿度更稳定，土壤生物互作可能促进IJs存活。研究结论认为，Hi.HRN、Hi.LMBT和Hb.EG是持续治理SHB的候选EPNs，应在田间蜂场验证，并优化施用时机、制剂和覆盖方式，同时评估对蜜蜂和非靶标生物的风险。