根据世界卫生组织的数据,蚊媒疾病每年导致超过70万人死亡,而传播疾病的蚊虫却难以控制。大多数蚊虫种类已对所有主要类别的合成杀虫剂产生抗药性,这些化学杀虫剂还对环境和健康构成风险。
生物农药源自生物体,可能缓解化学杀虫剂的抗药性问题,并提供一种环保的解决方案。
在《应用与环境微生物学》期刊上,研究人员报告称,从地中海克里特岛采集的细菌分离物对骚扰家蚊(Culex pipiens molestus)具有杀虫作用,这种蚊子可以传播西尼罗河病毒和裂谷热病毒等人畜共患病原体。
实验室测试表明,含有三种分离物代谢物的提取物在暴露后24小时内杀死了100%的蚊幼虫。
研究人员指出,这些代谢物可能引导开发出具有最小生态副作用的生物农药。
约翰·霍普金斯大学分子昆虫学家兼微生物学家、同时也是克里特分子生物学与生物技术研究所(IMBB)研究员的乔治·迪莫普洛斯博士(George Dimopoulos)表示:“它们在环境中降解得更快,因此不会积累,而且通常不像化学杀虫剂那样杀死范围广泛的昆虫物种。”
他与IMBB的分子生物学家约翰·冯塔斯博士(John Vontas)共同领导了这项在克里特进行的研究。
迪莫普洛斯的研究专注于传播人类病原体的蚊子。过去15年间,他的团队发现了能够干扰疟疾和登革热病原体的微生物,以及一些可以杀死蚊子的细菌。
最近,他们作为MicroBioPest项目的一部分,在地中海地区调查灭蚊细菌。
在最新研究中,他们从克里特岛65个地点采集了186份样本,包括表层土壤、植物根际土壤、植物组织、水样和死昆虫。
随后,他们将骚扰家蚊幼虫暴露于含有样本中最具潜力分离物的水溶液中。超过100种分离物在七天内杀死了所有蚊幼虫,其中37种在三天内完成这一任务。
迪莫普洛斯表示,这37种分离物代表了20个属,其中许多此前未被确定为潜在的生物农药。
进一步分析表明,这些快速作用的细菌通过产生蛋白质和代谢物而非感染来杀死幼虫。
迪莫普洛斯指出,这一点很有前景,因为它表明基于这些细菌的杀虫剂不依赖微生物存活。这些发现不仅对控制蚊虫有重要意义,还可以作为安全的生物农药用于农业害虫的控制。
研究人员现已开始更深入地研究这些杀虫分子的化学性质,并确定它们是蛋白质还是代谢物。他们还在绘制由这些细菌展示的杀虫活性谱,包括筛选分离物对抗其他携带病原体的蚊子品系和农业害虫昆虫。
迪莫普洛斯表示,生物农药往往降解迅速,需要多次施用,找到合适的配方和递送方式将是未来的挑战。这项新研究代表了发现阶段。
他说:“现在正进入基础科学研究阶段,以理解这些分子的化学结构和作用机制,然后我们将转向更具应用性的路径,真正致力于原型产品的开发。”
“目前正大力推动开发生态友好的杀虫剂。”
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