《Scientific Reports》：Ecotoxicological and behavioural responses of aquatic model organisms to the MosChito raft bioinsecticide delivery system
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为解决家庭环境中蚊虫幼虫控制工具的环境安全性问题，研究人员开展了针对MosChito raft（一种基于苏云金芽孢杆菌以色列亚种 (Bti) 的缓释装置）的生态安全性评估。该研究以大型溞 (Daphnia magna) 和斑马鱼 (Danio rerio) 胚胎为模型，通过急性毒性、行为学及生化标志物（ROS、AChE）等多维度检测，发现该装置对非靶标水生生物毒性可忽略，支持其作为环境友好型蚊控工具应用于综合虫害治理策略。
在全球范围内，蚊媒疾病的传播一直是重要的公共卫生挑战。传统的化学杀虫剂虽然有效，但长期使用可能导致环境残留、害虫抗药性增强以及对非靶标生物（如鱼类、水生无脊椎动物）的意外伤害。因此，开发高效且环境友好的蚊虫控制工具，特别是针对幼虫阶段的防治技术，成为了研究热点。在这一背景下，MosChito raft 作为一种创新的生物杀虫剂递送系统应运而生。它本质上是一个缓释装置，其核心是将商业化的苏云金芽孢杆菌以色列亚种 (Bacillus thuringiensis israelensis, Bti) 产品VectoBac 12AS负载于壳聚糖基质中。Bti因其对蚊蝇幼虫（孑孓）的高度特异性而闻名，被认为是一种相对安全的生物杀虫剂。然而，任何新剂型或递送系统在投入实际应用前，都需要经过严格的生态安全性评估，以确认其对环境中非目标生物的影响微乎其微，这不仅是科学上的必要步骤，也是推动其被公众和监管机构接受的关键。
那么，这种新颖的MosChito raft装置，在实际的水体环境中，究竟会对其他水生生物产生怎样的影响呢？它是否真的能如其设计初衷那样，在精准打击蚊虫幼虫的同时，当好环境的“友好邻居”？为了回答这些问题，一组研究人员开展了一项系统的生态毒理学研究。他们选择了两种国际上广泛认可的水生模式生物——大型溞 (Daphnia magna) 和斑马鱼 (Danio rerio) 胚胎作为“环境哨兵”。大型溞是水体生态系统中重要的浮游动物，对环境变化极为敏感；斑马鱼胚胎则因其透明的外壳和发育过程清晰可见，成为发育毒理学研究的黄金标准。通过观察这些生物在接触MosChito raft后的反应，研究人员便能科学评估该产品的潜在环境风险。他们的研究成果最终发表在了国际知名期刊《Scientific Reports》上。
为开展此项研究，作者主要运用了几项关键的技术方法：首先，建立了一套标准化的生物测试体系，对斑马鱼胚胎和大型溞进行不同组分（包括单纯的基质、酵母、Bti以及Bti与酵母混合物）的暴露实验。其次，利用视频追踪和行为分析软件，定量评估了暴露后大型溞的游泳活动变化。再者，通过生化检测手段，测定了两种生物体内关键的压力与神经毒性标志物水平，即活性氧 (Reactive Oxygen Species, ROS) 和乙酰胆碱酯酶 (Acetylcholinesterase, AChE) 活性。最后，通过观察大型溞从孵化到14天内的存活与繁殖情况，评估了其对种群续存能力的潜在影响。
研究结果
急性毒性评估
研究人员将斑马鱼胚胎和大型溞暴露于不同配方的MosChito raft中。在所有测试条件下，均未观察到对两种生物致命的急性毒性效应。这表明MosChito raft的主要成分，包括Bti和壳聚糖基质，在测试浓度下对非靶标水生生物不具有直接的致命危险。
行为学响应
在大型溞的行为实验中，研究者有了更细微的发现。虽然总体存活不受影响，但暴露于某些特定配方（如含有Bti或Bti与酵母混合物的raft）后，大型溞的游泳活动出现了轻微但具有统计学意义的下降。这种行为上的改变可能暗示了亚致死水平的生理压力，尽管这种压力尚未严重到影响生存。相比之下，斑马鱼胚胎和幼鱼的行为未观察到显著改变。
生化标志物分析
为了探究行为变化背后的生理机制，研究团队检测了氧化应激和神经毒性的经典标志物。在大型溞体内，检测到了轻度的氧化应激迹象，表现为活性氧 (ROS) 水平有所升高。氧化应激是生物体在有害刺激下体内氧化与抗氧化系统失衡的一种状态，可能损伤细胞。然而，另一个关键指标——乙酰胆碱酯酶 (AChE) 的活性并未发生显著变化。AChE是神经信号传递中的关键酶，其活性被抑制通常是传统有机磷类杀虫剂中毒的标志。该结果表明，MosChito raft并未干扰大型溞的胆碱能神经信号传导。在斑马鱼样本中，无论是ROS还是AChE水平，均未出现显著波动，这与行为学观察结果一致。
对繁殖的影响
种群水平的长期稳定性是生态风险评估的核心。研究人员追踪了从孵化开始暴露于MosChito raft的大型溞，持续观察14天，并记录了其繁殖力（即产生的后代数量）。结果显示，与对照组相比，暴露组大型溞的繁殖力没有受到显著影响。这一发现至关重要，它意味着MosChito raft带来的轻微生理和行为扰动，并未转化为对种群增长潜能的实质性损害。
结论与讨论
综合急性毒性、行为、生化和繁殖力等多方面的数据，本研究得出了一个明确的结论：MosChito raft生物杀虫剂递送系统对非靶标水生生物——大型溞和斑马鱼——仅产生可忽略不计的毒性效应。研究中观察到的大型溞游泳活动轻微减少和轻度氧化应激，属于亚致死水平的生物学反应，且未影响其生存与繁殖的关键能力。这些发现有力地支持了MosChito raft作为一种环境安全性高的蚊虫控制工具的属性。
这项研究的意义在于，它不仅仅验证了一种新产品（MosChito raft）的低环境风险，更重要的是提供了一套完整的评估范式。通过结合传统的急性毒性终点与更敏感的行为学、生化甚至种群水平（繁殖力）的终点，研究能够更全面、更深入地揭示潜在的环境影响，这对于未来任何新型生物农药或递送系统的安全性评价都具有参考价值。最终，该成果为MosChito raft在家庭和社区环境中的推广应用提供了坚实的科学依据，使其能够更好地融入以最小化生态影响为目标的综合虫害管理 (Integrated Pest Management, IPM) 策略中，在保障公众健康的同时，守护水域生态系统的平衡与安全。
