研究结果有望推动开发出有效期更长的生物农药,从而可能提高粮食安全、减少对自然环境的破坏并促进农业生态生物多样性。
研究人员发现,棉铃虫(一种可造成严重农业损害的蛾类害虫)在暴露于通常被视为化学农药更安全替代品的生物农药真菌后,其存活能力方面存在显著的遗传变异。
研究表明,暴露于生物农药真菌可能导致抗药性进化,这与合成农药的情况类似。该结果基于先前的研究发现,即管理绿色农药抗性风险需要新的方法。
然而,相较于更换杀虫剂类型,改变害虫的饮食(即其取食的作物)对耐药性进化影响更大——这意味着种植作物的多样性可能影响害虫适应生物农药的速度。
斯特灵大学自然科学学院的科学家们与圣保罗州立大学(巴西)和哥德堡大学(瑞典)的同事合作,在实验室中培育了来自不同谱系的数千只棉铃虫幼虫。
研究团队测试了幼虫在取食番茄、玉米或大豆植株的同时,暴露于两种不同真菌病原体后的存活率。
研究在斯特灵大学受控实验室条件下进行,所用真菌来自巴西,并得到国际合作伙伴的支持;该研究结合了育种实验与先进的统计建模,以揭示遗传模式。
该研究基于2023年发表的一项研究,该研究表明侵袭农作物的害虫已携带多种能增强其抵抗感染能力的基因,这可能导致其对绿色农药产生抗性。
斯特灵大学博士后研究员罗西·曼根博士表示:"这是一个重大发现,因为我们不仅揭示了害虫在暴露于生物农药后存活能力发生显著进化的可能性,同时也表明农民可通过采用更多样化的种植体系来延缓这一进程。
"理解饮食如何影响真菌生物农药抗性,有助于制定更智能、可持续且较少依赖化学物质的害虫管理策略。
"农民和政策制定者可利用这些发现设计害虫控制系统,延长生物农药的有效期,减少环境破坏,助力促进农业生态生物多样性,并改善全球粮食安全。
"这些见解尤其适用于英国、欧盟及其他生物农药使用日益增长地区的农业政策。"
曼根博士与斯特灵大学自然科学学院的马修·廷西教授和埃丝特·法拉利、哥德堡大学的吕克·布西埃博士以及圣保罗州立大学的里卡多·波兰奇克博士共同完成了此项研究。
该研究是一项更大型国际倡议的组成部分,该倡议重点关注使作物保护更具可持续性,由英国生物技术与生物科学研究理事会(BBSRC)和圣保罗研究基金会(FAPESP)通过牛顿基金国际合作项目资助。
额外支持来自瑞典研究理事会(Vetenskapsrådet)和卡尔·特里格基金会。
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Journal Reference:
Rosie M. Mangan, Matthew C. Tinsley, Ester Ferrari, Ricardo A. Polanczyk, Luc F. Bussière.Crop diversity induces trade-offs in microbial biopesticide susceptibility that could delay pest resistance evolution.PLOS Pathogens, 2025; 21 (5): e1013150 DOI:10.1371/journal.ppat.1013150
2025-07-01
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