该研究成果有望推动长效生物农药的研发,从而提升粮食安全、减少自然环境破坏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失的蛾类)在接触生物农药真菌后,其存活率表现出显著的遗传差异。这类真菌通常被视为化学农药的安全替代品。
研究表明,与合成农药类似,接触生物农药真菌也可能导致抗药性进化。这延续了先前关于绿色农药抗性风险管理需要新方法的发现。
但相较于更换农药类型,害虫食用的作物种类改变对抗性进化的影响更大——这意味着种植作物的多样性会影响害虫适应生物农药的速度。
斯特林大学自然科学院的科学家与巴西圣保罗州立大学、瑞典哥德堡大学的同事合作,在实验室培育了数千只来自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存活率,测试期间分别喂食番茄、玉米或大豆植株。
在国际合作伙伴支持下,斯特林大学通过巴西获取的真菌在受控实验室条件下开展研究,并将育种实验与先进统计建模相结合以揭示遗传规律。
这项研究基于2023年发表的一项成果,该成果表明危害作物的害虫已携带多种增强抗感染能力的基因,可能导致对绿色农药产生抗性。
斯特林大学博士后研究员罗西·曼根博士表示:"这一发现具有重要意义,我们不仅揭示了生物农药暴露后可能发生的重大进化变化,同时表明农民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生物农药抗性,有助于制定更智能的可持续害虫管理策略,减少对化学品的依赖。
"农民和政策制定者可利用这些发现设计害虫防治系统,延长生物农药的有效期,从而减少环境破坏、促进农业生态多样性并提升全球粮食安全。
"这些见解对英国、欧盟等生物农药使用量持续增长地区的农业政策具有特殊参考价值。"
曼根博士与斯特林大学自然科学院的马修·廷斯利教授、埃斯特·法拉利,哥德堡大学的卢克·布西埃尔博士,以及圣保罗州立大学的里卡多·波兰奇兹克博士共同完成了这项研究。
该研究属于通过牛顿基金国际合作伙伴关系开展的跨国倡议,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)资助,旨在推动作物保护可持续发展。
瑞典研究理事会和卡尔·特吕格基金会提供了额外支持。
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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
2025-08-17
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