生物防治:灭蚊的“绿色武器”

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◎本报记者 马爱平  编者按8月20日是世界蚊子日。近年来,蚊虫防治技术取得很大进展。传统化学手段虽见效快,但存在环境污染等弊端;如今,生物防治技术凭借其精准打击、环境友好等特点,逐渐成为蚊虫防控的

    ◎本报记者 马爱平

    编者按8月20日是世界蚊子日。近年来,蚊虫防治技术取得很大进展。传统化学手段虽见效快,但存在环境污染等弊端;如今,生物防治技术凭借其精准打击、环境友好等特点,逐渐成为蚊虫防控的新选择。为此,本报聚焦生物防蚊技术亮点,展现相关应用成果。

    蚊子,这个看似微小的生物,每年却通过传播疟疾、登革热、寨卡病毒病等疾病,在全球夺走约72.5万人的生命。传统化学杀虫剂虽能迅速杀蚊,却留下土壤、水源、空气污染和蚊虫抗药性飙升等棘手难题。

    面对这场关乎人类健康的持久战,生物防治技术凭借其精准打击、环境友好的特质,正成为全球科研与应用的焦点,展现出令人瞩目的“绿色战斗力”。

    生物杀虫剂:消灭幼虫高效又环保

    生物杀虫剂是生物防治蚊虫的重要手段之一。在生物杀虫剂阵营中,苏云金芽孢杆菌以色列亚种(Bti)和球形芽孢杆菌(Bs)是两大明星“特工”。

    Bti可产生特异性晶体毒素,蚊子幼虫一旦摄入,毒素便会破坏其肠道细胞,使其在短时间内死亡。它的强大之处在于“精准制导”——对库蚊、伊蚊和按蚊等多种蚊子幼虫有显著杀灭效果,却对哺乳动物、鸟类和其他非靶标昆虫安全无害。这一特性使其成为饮用水源地、城市公园和稻田等敏感区域灭蚊工作采用制剂的首选。

    2025年,湖北省生物农药工程研究中心与新加坡国家环境局开展合作,在社区水体中创新应用了Bti制剂。“我们采用特异性晶体蛋白靶向技术,让Bti制剂在静态水域形成生态防控网。”该中心副主任刘晓艳说,新加坡的试验数据令人振奋,埃及伊蚊种群密度下降了92%,且对水生生物无影响。

    Bti制剂的成效同样体现在国内。因水域广阔、植被茂密,武汉植物园的蚊患曾令游客苦不堪言。中国科学院武汉病毒所研发的Bti制剂在该园荷花区、湿地区精准喷洒后,48小时内蚊子幼虫死亡率即突破90%。“终于能在水边安心赏花了!”一位植物园的常客欣喜地说。

    如果说Bti制剂是“蚊子幼虫克星”的话,那么Bs制剂可以说是“库蚊专杀”。它擅长通过二元毒素精准杀灭库蚊幼虫。在实际应用中,科研人员常将Bs与Bti“双剑合璧”,以扩大对不同蚊种的防治范围,提升防治效果。

    尽管生物杀虫剂具有高效、环保、对非靶标生物安全等优势,但也面临一些挑战。例如,其生产成本相对较高,储存和运输条件较为苛刻,需要在低温、干燥环境下保存,否则会影响药效。此外,生物杀虫剂在自然环境中的持效期较短,需要定期重复施用,这在一定程度上增加了防治成本和工作量。为解决这些问题,科研人员正致力于研发新型制剂和缓释技术,以延长生物杀虫剂的持效期,降低使用成本。

    共生菌与寄生物:感染蚊子抑制繁殖

    生物防治的另一前沿策略是利用自然界中蚊子的“同居者”——共生菌和寄生物,从内部瓦解敌人。

    沃尔巴克氏体是一种广泛存在于昆虫体内的共生菌,已成为蚊媒疾病防控的“革命性武器”。感染沃尔巴克氏体的雄蚊与未感染的雌蚊交配后,有沃尔巴克氏体的精细胞遇到不含同种细菌的卵细胞,会发生“胞质不融合”现象,导致虫卵无法孵化;而感染沃尔巴克氏体的雌蚊与任何雄蚊交配后,后代均可正常孵化并携带该菌种,这一机制可促使感染迅速在蚊群中传播。研究发现,感染沃尔巴克氏体的埃及伊蚊几乎无法传播登革热病毒、寨卡病毒和基孔肯雅热病毒。

    2021年,《新英格兰医学杂志》发表的一项在印度尼西亚雅加达市的大规模实地研究表明,释放沃尔巴克氏体感染蚊后,目标区域的登革热发病率下降了77%。

    我国科研人员在利用沃尔巴克氏体防治蚊虫方面也做出了探索。中山大学—密歇根州立大学热带病虫媒控制联合研究中心奚志勇教授团队通过基因编辑技术,使白纹伊蚊携带三重沃尔巴克氏体。

    “我们并非要灭绝蚊子,而是将其种群数量控制在疾病传播临界线以下。”奚志勇在接受采访时说,“这就像在蚊群里安插了一支‘细菌特工队’,让它们自断传播链。相比化学灭杀,它对环境和其他昆虫几乎零冲击。”在广州沙仔岛的田间试验中,他们释放携带三重沃尔巴克氏体的雄蚊后,野生蚊群数量降至相邻区域的10%。目前,该技术已在我国、澳大利亚、巴西等多地展开试验,并在部分城市取得显著效果。

    除了沃尔巴克氏体,一些真菌和病毒也可作为寄生物用于蚊虫生物防治。例如,绿僵菌和白僵菌等昆虫病原真菌,能通过孢子感染蚊子,在其体内“生根发芽”,最终导致蚊子死亡。虹彩病毒对蚊子具有致病性,可通过感染蚊子影响其生存和繁殖。

    虽然这些天然“刺客”同样具有环境友好、宿主相对特异的特点,但如何高效地将共生菌或寄生物导入蚊子种群,确保其在野外环境中的稳定性和传播效率,以及如何避免对非靶标生物产生潜在影响等,仍是科研人员需要深耕的课题。

  【来源:科技日报】

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