根据斯特灵大学的科学家们的研究,改变害虫的饮食可以延缓生物杀虫真菌对害虫抗性的发展进程。这种方法意味着这些生物杀虫剂在更长时间内保持其有效性,可能提高食品安全水平,减少对环境的危害,并增加农业生物多样性。
科学实验的结果表明,害虫 - 棉铃虫(Helicoverpa armigera)- 一种能够给农业带来巨大损失的蛾类,在接触生物杀虫真菌后在不同作物上存活的幼虫具有多样的遗传学。在特定植物种类被使用时表现出很高防护程度的棉铃虫基因型,通常在使用其他植物种类时变得更容易受到伤害。
研究表明,生物杀虫真菌的作用可以促进抗性的发展,类似于合成杀虫剂,并基于先前强调新的抗性风险管理方法的结论,特别是在生物杀虫剂的背景下。
科学家指出,害虫的饮食和食物组成的变化对抗性形成过程的影响比使用的杀虫剂类型的改变更为显著。简而言之,种植作物的多样性可能会影响害虫对生物杀虫剂的适应速度。
来自瑞典斯特灵大学自然科学学院的科学家们与来自巴西圣保罗州立大学和瑞典哥德堡大学的科学家们一起,在实验室条件下培育了数千只不同家系线的棉铃虫幼虫,并检查它们在以番茄、玉米或大豆为食后受到两种不同真菌病原体影响后的存活率。
这些实验在斯特灵大学的受控实验室条件下进行,使用了来自巴西的真菌,在国际合作伙伴的支持下,并包括利用选择和先进统计建模来发现遗传规律。
在研究过程中,评估了3811只H. armigera幼虫的存活率。两种真菌病原体(Beauveria bassiana和Metarhizium anisopliae)的作用导致幼虫的死亡率明显较高,与未感染的幼虫相比,无论其饮食如何。然而,对于食用三种不同植物的幼虫,基础死亡率有所不同:食用大豆的幼虫表现出更好的存活率,而食用番茄或玉米的幼虫则有更高的死亡风险。因此,真菌销毁幼虫的能力取决于真菌菌株和害虫饮食的搭配,即农业作物。
此实验基于一项发表于2023年的研究,指出攻击农业作物的害虫已经携带增强它们抗感染能力的基因,可能导致对生物杀虫剂的抗性。
斯特灵大学的科学家罗茜·曼根博士表示:“这是一项重要发现,因为我们展示了生物杀虫剂作用后存活率的显着变化,并且农民可以通过使用更多样化的农业方法来减缓这一进程。了解害虫对真菌生物杀虫剂抗性的饮食影响有助于制定合理和生物学合理的作物保护策略,从而保持生物杀虫剂的长期有效性。这些结论对于英国、欧盟和其他使用生物杀虫剂地区的农业政策非常重要。”
文章发表在《PLOS Pathogens》杂志上。DOI: 10.1371/journal.ppat.1013150
曼根博士与斯特灵大学自然科学学院的马修·廷斯利教授、艾丝特·费拉里博士,以及来自哥德堡大学的卢克·比西尔博士和来自巴西圣保罗州立大学的里卡多·波朗奇克博士共同进行了研究。该研究是广泛的国际计划的一部分,旨在提高作物保护的抗性。