海洋源细菌提取物:对抗蚊虫的潜在新利器

【字体: 时间:2025年03月09日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决蚊虫对化学杀虫剂耐药问题,研究人员探究海洋细菌提取物杀蚊活性,发现其有效且安全,意义重大。

  蚊虫,这些看似渺小的生物,却是全球健康的 “隐形杀手”。它们作为疟疾、登革热、寨卡病毒等多种疾病的传播媒介,每年都让数以亿计的人陷入病痛的折磨,甚至夺走无数生命。目前,化学杀虫剂是控制蚊虫的主要手段,可长期大量使用后,蚊虫的耐药性问题日益严重,就像给它们披上了一层 “防护铠甲”,使得化学杀虫剂的效果大打折扣。而且,这些化学药剂还存在环境污染、危害其他生物等诸多弊端。寻找更安全、更有效的蚊虫控制方法迫在眉睫。
在此背景下,印度医学研究理事会国家疟疾研究所(ICMR - National Institute of Malaria Research)等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将目光投向了海洋细菌,试图从这些海洋微生物中找到对抗蚊虫的新 “武器”。研究成果发表在《Scientific Reports》上,为蚊虫防治领域带来了新的希望。

在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是细菌培养与提取物制备技术,从印度半岛不同海域采集细菌,经过多次培养、分离,获取海洋细菌的培养上清液提取物。其次,通过 16S rRNA 测序技术对细菌进行分类鉴定,构建系统发育树,确定有效提取物所属的细菌种类。此外,利用 Probit 分析等统计学方法,精确计算提取物对蚊虫幼虫的半数致死浓度(LC50)等关键数据。

下面来看看具体的研究结果:

  • 海洋细菌提取物的杀蚊幼虫活性:研究人员对 55 种海洋细菌提取物进行筛选,发现其中 12 种提取物在 250ppm 浓度下,能使斯氏按蚊(Anopheles stephensi)幼虫的死亡率达到 90 - 100%。进一步实验发现,除 NIO 132 和 707 外,多数有效提取物在 62ppm 时,就能使斯氏按蚊幼虫死亡率超过 50%。针对埃及伊蚊(Aedes aegypti)幼虫,只有 NIO 707 提取物在 500ppm 浓度下,能使其死亡率超过 70%。在半田间实验中,用 125ppm 的有效提取物处理从印度哈里亚纳邦梅瓦特采集的伪威氏按蚊(An. subpictus)幼虫,只有 NIO 706 提取物能在 24 小时内使其死亡率超过 80%。
  • 对蚊虫卵孵化的影响:研究人员用提取物处理斯氏按蚊和致倦库蚊(An. culicifacies)的卵,观察其对卵孵化的影响。结果显示,在斯氏按蚊中,NIO 701、706 和 707 提取物在 500ppm 浓度下,能降低卵的孵化率;而在致倦库蚊中,所有测试的提取物在 500ppm 浓度下,都能显著减少卵孵化出幼虫的数量。
  • 提取物的系统发育分析:通过对具有杀蚊幼虫活性和影响卵孵化的提取物进行系统发育分析,发现多数有效提取物属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。不过,有一个特殊发现,NIO 276 提取物来自肠球菌属(Enterococcus),却也具有对斯氏按蚊幼虫的杀蚊活性。
  • 提取物的抗寄生虫活性评估:为检测提取物的非特异性活性,研究人员进行了恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)生长抑制实验。结果表明,除 NIO 97 外,其他测试提取物在 50μg/ml 浓度下,对疟原虫的生长没有显著的抑制作用,这意味着这些提取物对疟原虫相对安全,不会影响其正常生长。

综合研究结论和讨论部分,此次研究意义非凡。一方面,海洋细菌提取物展现出了强大的杀蚊幼虫活性,且部分提取物对不同蚊虫种类的幼虫和卵都有效果,这为研发新型生物杀虫剂提供了宝贵的资源。另一方面,多数有效提取物来自芽孢杆菌属,还有特殊的肠球菌属提取物也有活性,这为后续深入研究这些细菌产生杀蚊活性成分的机制指明了方向。不过,要将这些提取物真正应用到实际蚊虫防治中,还需要进一步评估其生态影响和毒理学特性,开发更有效的配方,并在田间试验中进行验证。但无论如何,这项研究为解决蚊虫耐药问题、保障全球公共卫生安全迈出了重要的一步,为未来的蚊虫防治工作开辟了新的道路。

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