印度半干旱地区巴基斯坦斯氏线虫的多维度解析及其害虫防治潜力探究

《Egyptian Journal of Biological Pest Control》：Phylogenetic analysis of Steinernema pakistanense from the semi-arid regions of India and its toxicity assessment against lepidopteran and coleopteran insects

为解决半干旱地区害虫防治难题，研究人员开展对印度半干旱地区巴基斯坦斯氏线虫（Steinernema pakistanense）的研究。从 240 份土壤样本中分离出 10 份该线虫，经形态、分子等分析确认其身份，且发现它们对鳞翅目和鞘翅目昆虫幼虫毒性高、繁殖力强，为生物防治提供新途径。

　　在农业生产的舞台上，害虫一直是困扰全球农民的 “顽敌”。化学农药的长期使用，不仅让害虫逐渐产生抗药性，还对生态环境造成了极大破坏，威胁着生物多样性和人类健康。寻找绿色、可持续的害虫防治方法迫在眉睫。昆虫病原线虫（Entomopathogenic nematodes，EPNs）作为生物防治领域的 “潜力股”，能与致病细菌共生，精准猎杀害虫，且对非靶标生物无害，在综合害虫管理（Integrated Pest Management，IPM）中极具价值。

印度半干旱地区气候恶劣，农业生产面临诸多挑战，害虫防治更是难题。当地独特的环境或许孕育着适应本土的 EPNs，但此前相关研究较少。为填补这一空白，来自印度班纳斯塔利维迪帕蒂（Banasthali Vidyapith）的研究人员开展了一项意义重大的研究，相关成果发表于《Egyptian Journal of Biological Pest Control》。

研究人员运用了多种关键技术方法。在样本采集上，他们于 2022 - 2023 年在印度拉贾斯坦邦（Rajasthan）的通克（Tonk）地区不同村庄的农田，采集 240 份深度 15 - 20cm 的土壤样本。采用大蜡螟（Galleria mellonella）幼虫诱饵法分离 EPNs，之后利用形态学、形态计量学分析以及主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）对其进行鉴定分类。通过 DNA 提取、PCR 扩增和测序，研究线虫的 ITS 和 D2 - D3 rDNA 区域，进行分子鉴定和系统发育分析。还以大蜡螟和黄粉虫（Tenebrio molitor）幼虫为模型，进行毒性和繁殖力测定。

研究结果如下：

1. 形态与形态计量学分析：通过诱饵法，发现感染线虫的大蜡螟幼虫尸体变色，结合显微镜下观察到的特征，确认 10 份分离物为巴基斯坦斯氏线虫，属于 “bicornutum” 组。与原始种群相比，印度分离物在体长等方面存在差异，但核心形态特征一致12。
2. 主成分分析（PCA）：对雄性和感染性幼虫（Infective juveniles，IJs）的形态计量数据进行 PCA，结果表明巴基斯坦斯氏线虫分离物形态特征相近，且能与其他种类区分开来34。
3. 分子鉴定与系统发育分析：DNA 分析显示，分离物的 ITS 和 D2 - D3 区域与巴基斯坦斯氏线虫相似度极高，分别为 99.73 - 100% 和 99.76 - 100%，进一步验证其身份。系统发育分析表明，部分分离物进化关系紧密，且与其他类群存在明显差异56。
4. 毒性测定：所有分离物对大蜡螟和黄粉虫幼虫均有显著致病性，且呈剂量和时间依赖性。其中，BSBT_S8、BSBT_S9 和 BSBT_S10 效果突出，在较低剂量下 48h 内即可使大蜡螟幼虫全部死亡78。
5. 繁殖力评估：不同分离物在大蜡螟幼虫中的繁殖潜力差异显著，BSBT_S10 表现最佳，在最高剂量下，每只幼虫可产生超 180 万条 IJs910。

研究结论和讨论部分指出，该研究首次报道印度半干旱地区存在巴基斯坦斯氏线虫，其能适应恶劣环境，展现出独特的生物学特性。形态和分子分析确认了分离物的种属，系统发育分析揭示其进化关系。高毒性和强繁殖力使这些分离物成为生物防治的优质候选，尤其是 BSBT_S10。不过，后续还需开展长期野外试验，探究其在自然环境中的效果和适应性，优化大规模生产技术，推动其商业化应用。这一研究为半干旱地区害虫防治提供新方向，也为全球生物防治领域注入新活力，有望助力实现农业可持续发展。