研究结果有望助力开发长效生物农药,从而提升粮食安全、减少自然环境污染并促进农业生态多样性。
研究人员发现棉铃虫(一种可造成严重农业损害的夜蛾科物种)在接触真菌类生物农药后,其生存能力呈现显著遗传多样性差异。这类生物农药通常被视为化学农药的更安全替代品。
研究表明,正如合成农药的情况,接触真菌类生物农药可能导致抗药性进化。此前研究已指出需要新的方法来管理绿色农药的抗性风险,本次发现进一步佐证了该观点。
值得注意的是,改变害虫食源(农作物种类)比更换农药类型对抗药性进化的影响更大,这意味着作物品种多样性可能影响害虫对生物农药的适应速度。
斯特林大学自然科学学院的科学家与圣保罗州立大学(巴西)及哥德堡大学(瑞典)的同事合作,在实验室培育了数千只不同家系的棉铃虫幼虫。
研究团队测试了这些幼虫在接触两种不同真菌病原体时的生存能力,实验期间幼虫分别以番茄、玉米或大豆植株为食。
研究在斯特林大学实验室受控条件下进行,所用真菌菌株来自巴西并获国际合作伙伴支持。项目结合育种实验与先进统计模型来揭示遗传规律。
该研究基于2023年发表的成果,当时发现危害农作物的害虫已携带大量增强抗感染能力的基因,可能导致其对绿色农药产生抗性。
斯特林大学博士后研究员罗茜·曼根博士表示:"这项发现意义重大,不仅揭示了害虫在生物农药暴露后发生重大进化改变的可能性,同时表明农户通过采用多样化种植系统或可延缓这一进程。
"理解饮食如何影响真菌类生物农药抗性,有助于制定更智能的可持续虫害管理策略,减少对化学品的依赖。
"农户和政策制定者可据此设计虫害防治体系,延长生物农药有效期,减轻环境损害,促进农业生态多样性并提升全球粮食安全。
"这些洞见对英国、欧盟等生物农药使用量持续增长地区的农业政策制定具有特殊参考价值。"
曼根博士与斯特林大学自然科学学院的马修·廷西教授、埃丝特·法拉利,哥德堡大学的卢克·布西耶博士,以及圣保罗州立大学的里卡多·波兰奇克博士共同完成了该研究。
本研究属于国际大型倡议的组成部分,该倡议旨在推动农作物保护可持续发展,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伙伴计划资助。
项目还获得瑞典研究理事会和卡尔·特吕格基金会的额外支持。
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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