
据世界卫生组织统计,蚊媒疾病每年导致超过70万人死亡,而传播这些疾病的蚊子极难控制。大多数蚊子已经对所有主要类型的合成杀虫剂产生了抗药性,其中许多杀虫剂对健康和环境构成威胁。
源自活生物体的生物农药有助于克服化学杀虫剂的抗药性,并提供一种环保的害虫防治方法。本周在《应用与环境微生物学》杂志上,研究人员报告称,在地中海克里特岛采集的细菌分离物可作为杀虫剂对抗库蚊(Culex pipiens molestus),这种蚊子可传播西尼罗河病毒和裂谷病毒等人类病原体。实验室测试中,含有三种分离物代谢物的提取物在暴露24小时内杀死了100%的蚊子幼虫。
“这些代谢物可能成为开发环境副作用最小的生物农药的基础,”科学家们指出。
“它们在环境中降解速度更快,不会积累,而且通常不会像化学杀虫剂那样杀死多种不同的昆虫物种,”
巴尔的摩约翰·霍普金斯大学和克里特岛分子生物学和生物技术研究所(IMBB)的分子昆虫学家和微生物学家乔治·迪莫普洛斯博士解释说。
克里特岛的发现和 MicroBioPest 项目
这项新研究由迪莫普洛斯和 IMBB 的分子生物学家约翰·沃塔斯 (John Vontas) 领导,是欧盟资助的 MicroBioPest 项目的一部分。
研究人员从克里特岛65个不同地点采集了186个样本,包括表层土壤、植物根部土壤、植物组织、水生样本和昆虫尸体。然后,他们将C. pipiens molestus幼虫暴露于含有最有希望的分离株的水溶液中。
- 超过 100 个分离株在 7 天内消灭了所有蚊子幼虫。
- 其中,37个分离株在3天内杀死了幼虫。
- 这 37 个分离株代表了 20 个不同属的细菌,其中许多以前并未被视为潜在的生物杀虫剂。
进一步分析表明,快速作用的细菌不是通过感染幼虫来杀死它们,而是通过产生蛋白质和代谢物等化合物。
迪莫普洛斯说:“这是令人鼓舞的,因为这表明基于这些细菌的杀虫剂不会依赖于微生物的存活。”
下一步是什么?
科学家们目前正在更详细地研究这些杀虫分子的化学性质,以确定它们是蛋白质还是代谢物。他们还在测试这些细菌的杀虫活性范围,包括对其他携带病原体的蚊子和农业害虫进行测试。
“生物农药通常降解很快,需要多次使用,”迪莫普洛斯说。“找到合适的方法来配制和输送这些化合物将是未来的一大挑战。”
这项新研究代表着一个发现阶段。
他补充道:“我们现在正转向基础科学研究,研究分子的化学结构和作用机制,然后转向应用方向,尝试制造产品原型。现在,环保杀虫剂的开发正面临强劲的动力。”