近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所經(jīng)濟作物蟲害監(jiān)測與防控創(chuàng)新團隊在Chemical Engineering Journal（IF 13.4）上在線發(fā)表題為“Polysaccharide gel beads co-loaded with yeast and insecticide for sustainable and targeted control of subterranean pests via attract-and-kill strategy”的研究論文。該研究利用蠐螬遠距離定位寄主植物的通訊化合物CO2，研發(fā)了同步緩釋誘殺蠐螬的CO2+CLO（噻蟲胺）膠囊，顯著提升了對蠐螬的防控效率與精準性，為地下害蟲的科學防治提供了一種可持續(xù)策略。
蠐螬是花生、大豆、玉米等多種作物的重要害蟲，以植物地下根部為食，直接導致植物死亡或生長受阻，還會間接引發(fā)土傳病害，嚴重威脅糧食安全。蠐螬在土壤中隱蔽為害，現(xiàn)有化學農(nóng)藥難以有效接觸到蟲體，防效有限。同時，農(nóng)藥的大量施用易對環(huán)境和非靶標生物造成危害，亟需創(chuàng)新型防控策略。研究團隊在前期研究中發(fā)現(xiàn)，CO2作為蠐螬定位作物根部的重要引誘信號，能夠引導蠐螬尋找寄主植物。據(jù)此，團隊利用誘殺策略，研制一種能夠同步釋放CO2和殺蟲劑的復(fù)合體系，以實現(xiàn)對地下害蟲的精準引誘和高效防控。
本研究通過具有優(yōu)異生物相容性的天然多糖——海藻酸鈉和鈣離子的交聯(lián)反應(yīng)，構(gòu)建了釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和噻蟲胺（CLO）共包載的誘殺膠囊（CO2+CLO@CAG）。其中，酵母代謝酶解后的淀粉釋放CO2，模擬植物根系產(chǎn)生的CO2梯度引誘蠐螬，噻蟲胺則用于直接殺滅被引誘的蠐螬。研究表明，誘殺膠囊能夠連續(xù)釋放CO2至少35天，并有效引誘20厘米半徑范圍內(nèi)蠐螬。在室內(nèi)誘殺實驗中，相較于花生幼苗，膠囊對蠐螬表現(xiàn)出顯著更強的引誘作用。此外，膠囊有效緩解了噻蟲胺對花生幼苗的植物毒性，依托海藻酸鈣和CO2作為生物肥料顯著促進根系發(fā)育。田間試驗結(jié)果顯示，CO2+CLO@CAG膠囊的害蟲防治效率達到86.05%，顯著高于商業(yè)噻蟲胺顆粒劑的62.79%。此外，該誘殺體系具有優(yōu)異的普適性，與8種商業(yè)殺蟲劑中的6種表現(xiàn)出較好的兼容性，進一步驗證了多糖載體和多種殺蟲劑的共包載能力。本研究成果表明，CO2+CLO@CAG作為一種高效、可持續(xù)的地下害蟲靶向治理方案，具有良好的應(yīng)用潛力，為地下害蟲防治提供了新思路和新方法。
中國農(nóng)科院植保所博士研究生崔程龍為論文第一作者，尹姣和李克斌研究員為論文的通訊作者。吳小虎研究員、在站博士后李而濤及博士研究生王志敏、上官文杰為本研究提供了重要支持與指導。該研究得到了國家重點研發(fā)項目（2023YFD1400905）、國家自然科學基金（32272542）和植保所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費 （S2024XM24）資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894725044869
