希望这些研究发现能够促进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增强农业生态多样性。
研究人员发现,棉铃虫(一种可造成严重农业损害的蛾类)在接触通常被视为比化学农药更安全的生物农药真菌后,其存活能力呈现显著的遗传变异。
研究表明,接触生物农药真菌可能会导致抗性演化——这与合成农药的情况类似,并基于先前的研究结果进一步证实:需要采取新方法来管理对绿色农药的抗性风险。
然而,改变害虫的饮食(即其取食的作物)比更换农药类型对抗性演化的影响更大——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巴西圣保罗州立大学及瑞典哥德堡大学的同事合作,在实验室培育了来自不同家系的数千只棉铃虫幼虫。
研究团队测试了幼虫在接触两种不同真菌病原体并取食番茄、玉米或大豆植株后的存活率。
研究在斯特灵大学的受控实验室条件下进行,使用了由巴西提供的真菌(在国际合作伙伴支持下),并通过结合育种实验与先进统计建模来揭示遗传模式。
该研究基于2023年发表的一项成果,该成果表明侵袭农作物的害虫已携带大量能增强其抵御感染能力的基因,这可能导致对绿色农药产生抗性。
斯特灵大学博士后研究员罗茜·曼根博士表示:"这是一个重要发现,因为我们揭示了害虫在暴露于生物农药后发生重大进化改变的潜力——但同时也表明农民可以通过采用更多样化的种植系统来延缓这一进程。
"了解饮食如何影响真菌生物农药抗性,有助于制定更智能、可持续且减少化学依赖的害虫管理策略。
"农民和政策制定者可利用这些发现设计害虫控制系统,以延长生物农药的有效期,减轻环境破坏,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、欧盟及其他生物农药用量增长地区的农业政策尤为重要。"
曼根博士与斯特灵大学自然科学学院的马修·廷西教授、埃斯特·法拉利博士、哥德堡大学的吕克·比西埃尔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。
该研究是大型国际倡议的组成部分,该倡议旨在实现更具可持续性的作物保护,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。
瑞典研究理事会(Vetenskapsrådet)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
2025-06-22
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