苏云金芽孢杆菌M-H-14对埃及伊蚊的杀幼效果评估:伊朗南部实验室与半田间条件的控制潜力分析
《Scientific Reports》:Evaluating the larvicidal effect of Bacillus Thuringiensis M-H-14 on Aedes aegypti larvae under laboratory and semi-field conditions in Southern Iran
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时间:2025年12月04日
来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对埃及伊蚊(Aedes aegypti)对化学杀虫剂产生抗药性的严峻挑战,系统评估了伊朗本土生产的苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)M-H-14菌株(Bioflash?)三种剂型(颗粒剂、悬浮剂、可湿性粉剂)的杀幼效果。研究发现可湿性粉剂在实验室条件下表现最佳,LC50和LC90分别为0.007 mg/L和0.052 mg/L,半田间试验显示2.5 mg/L剂量可维持10天残效活性。该研究为伊朗登革热防控提供了安全有效的生物防治方案,对解决昆虫抗药性问题具有重要意义。
在全球气候变化和人口流动加剧的背景下,蚊媒传染病的传播范围持续扩大,其中登革热作为最重要的蚊媒病毒性感染,已在129个国家形成地方性流行。埃及伊蚊(Aedes aegypti)作为登革热病毒的主要传播媒介,近年来在伊朗南部省份快速扩散,特别是霍尔木兹甘省的阿巴斯港地区已出现本地传播病例。更严峻的是,当地埃及伊蚊种群对拟除虫菊酯和有机磷类化学杀虫剂产生了从低到严重的抗药性,传统化学防控手段效果日益受限。
面对这一公共卫生挑战,德黑兰医学大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了创新性研究,系统评估了生物杀虫剂苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)M-H-14菌株对埃及伊蚊的防控潜力。这种微生物杀虫剂的核心优势在于其高度特异性——其产生的杀虫晶体蛋白仅作用于蚊虫中肠细胞,对人类和非靶标生物安全,且WHO批准可用于饮用水容器。特别值得关注的是,尽管实验室中有单毒素抗性报道,但针对完整Bt晶体的抗性尚未在自然界中发现,这使其成为化学杀虫剂的理想替代品。
研究方法主要包括实验室生物测定和半田间模拟试验。团队从阿巴斯港现场采集埃及伊蚊种群,在标准化昆虫饲养室(温度26±1°C,湿度70±5%)培育实验用幼虫。第一阶段比较三种Bt剂型(颗粒剂、悬浮剂、可湿性粉剂)在四组浓度(17至0.000017 mg/L)下的致死效果,采用概率单位分析法计算LC50/LC90值。第二阶段选取最佳剂型,在模拟自然条件的塑料托盘(4L水量)中测试残效活性,通过定期引入新幼虫群体评估持效期。
实验室研究结果显示,剂型选择对防控效果具有决定性影响。在最高浓度(17 mg/L)下,可湿性粉剂和悬浮剂分别实现100%和100%幼虫死亡率,而颗粒剂仅达49%。进一步分析发现,可湿性粉剂的LC50(0.007 mg/L)显著低于悬浮剂(0.160 mg/L),表明其毒力优势。这种差异源于埃及伊蚊幼虫的摄食习性——它们主要在水体底部觅食,可湿性粉剂能有效沉降到底部被幼虫摄入,而浮于水面的颗粒剂则难以被取食。
半田间试验验证了可湿性粉剂的实用价值。在阿巴斯港典型环境条件(平均水温27.3°C,pH 7.6-7.8)下,0.5 mg/L及以上剂量在24小时内即可实现完全致死。通过概率回归模型分析残效活性发现,2.5 mg/L剂量可维持10.36天的LT90(90%致死时间),而12.5 mg/L剂量更延长至12.47天。这种剂量依赖性持久性与Bt颗粒在水体中的沉降-再悬浮循环有关,幼虫在取食底泥过程中持续摄入活性成分。
讨论部分深入剖析了Bt制剂在蚊虫综合治理中的独特价值。与化学杀虫剂不同,Bt晶体蛋白通过中肠上皮细胞穿孔机制发挥作用,这种特异性作用模式使其不易引发交叉抗性。研究者特别指出,埃及伊蚊对特姆福斯(temephos)的抗性在伊朗已被证实,而Bt可作为轮换用药的理想选择。可湿性粉剂剂型的优势在于其既能保证有效成分的均匀分散,又可通过调整助剂配方增强紫外线耐受性,延长田间持效期。
该研究的核心结论确认Bioflash?可湿性粉剂是防控伊朗埃及伊蚊的高效工具,推荐2.5 mg/L作为最佳应用剂量。这一发现为制定登革热防控策略提供了科学依据,特别是针对室内外积水容器的处理。未来研究方向应聚焦于大规模田间验证、剂型优化(如开发缓释制剂)以及与其他生物防治手段的协同应用,从而构建可持续的蚊媒治理体系。
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