Prodigiosin（一种天然化合物）能够增强Metarhizium anisopliae（一种昆虫病原菌）对储藏产品害虫Tenebrio molitor的耐紫外线能力，并提升其防治效果

《Journal of Stored Products Research》：Prodigiosin enhances UV tolerance and efficacy of Metarhizium anisopliae against the stored product pest Tenebrio molitor

虫生真菌Metarhizium anisopliae通过添加天然色素产 gi osin至油包水乳剂中可显著增强UV-B耐受性，保持分生孢子萌发率（>89%）和杀虫活性（LC50值不变），有效提升制剂稳定性，为储粮害虫生物防治提供新策略。

　　

Duygu Beki?rcan Eski?|Ardahan Eski?

土耳其比莱吉克省谢赫埃德巴利大学生物技术系

摘要

昆虫病原真菌是控制储藏产品害虫的有前景的生物防治剂；然而，它们的效果往往受到孢子在制备、处理和应用过程中环境稳定性降低的限制。在本研究中，评估了添加了天然色素prodigiosin的油包水乳液中Metarhizium anisopliae的UV-B耐受性和杀虫活性。三种含有0%、0.05%和0.1% prodigiosin的配方分别暴露于UV-B辐射下长达120分钟，并评估了其对储藏产品害虫Tenebrio molitor的孢子萌发和杀虫活性。未经处理的孢子在UV-B照射后萌发率显著下降，120分钟后降至46.67%，而含有0.1% prodigiosin的配方即使在长时间UV-B照射下也能保持89%以上的萌发率。生物测定显示，UV-B照射显著降低了未经处理的孢子和不含色素配方的杀虫活性，而富含prodigiosin的配方则保持了高杀虫活性。值得注意的是，0.1% prodigiosin配方在UV-B照射后仍能维持95%以上的幼虫死亡率，且LC₅₀值没有显著变化。此外，在非UV条件下，含色素的配方比不含色素的配方和未经处理的孢子导致更高的幼虫死亡率，表明prodigiosin不仅增强了M. anisopliae的UV-B防护能力，还提高了其杀虫效果，从而提高了配方的稳定性。尽管储藏产品环境通常受到直接阳光的保护，但UV耐受性仍然是配方稳定性的重要指标。因此，富含prodigiosin的配方代表了提高昆虫病原真菌在储藏产品害虫管理中可靠性的有前景策略。

引言

储藏产品害虫对全球粮食安全构成了重大挑战，在农产品储存、加工和分配过程中造成大量数量和质量损失。Tenebrio molitor等昆虫会侵害储存的谷物、面粉和加工产品，不仅导致直接取食损害，还会引起污染、营养价值下降和经济损失（Nayak和Daglish，2018年）。储藏产品害虫的管理主要依赖化学熏蒸剂和接触性杀虫剂；然而，由于对昆虫抗性的担忧、农药残留和环境安全的考虑，人们加快了寻找可持续替代方案的步伐（Daglish等人，2018年）。

昆虫病原真菌（EPF）被认为是控制储藏产品害虫的有前景的生物防治剂，因为它们对非目标生物安全，残留物少，并且与综合害虫管理策略兼容（de Sousa等人，2025年；Ranout等人，2025年）。包括Metarhizium anisopliae在内的几种EPF物种在实验室条件下显示出对储藏产品害虫的高毒力（Kavallieratos等人，2014年；Athanassiou等人，2017年；Eski和Gezgin，2022年）。然而，EPF在储存系统中的实际应用仍受到孢子在制备、储存和应用过程中稳定性降低的限制。

昆虫病原真菌的一个主要限制是孢子活力因非生物胁迫（特别是紫外线（UV）辐射、干燥和极端温度）而迅速丧失（Devi等人，2005年；Fernandes等人，2015年）。太阳UV辐射，尤其是UV-B，会对真菌孢子造成严重损害，导致萌发率和毒力下降（Braga等人，2001年；Rangel等人，2005年）。UV辐射的有害效应包括直接和间接机制：UV-B会诱导DNA链断裂和嘧啶二聚体形成，而UV-A则通过产生活性氧（ROS）促进氧化应激，导致脂质过氧化和蛋白质变性（Braga等人，2015年）。因此，暴露在阳光下的孢子会迅速失去感染性，这限制了EPF在自然条件下的持久性和效果。

为了解决这些挑战，已经开发了各种配方策略来提高孢子在植物表面和土壤环境中的存活率和稳定性。油包水乳液、湿性粉末和其他配方可以通过提供物理和化学保护来延长孢子在田间的持久性（Batta，2003年；Ma等人，2025年）。已经测试了多种共剂，包括腐殖酸、木质素、粘土、茶提取物、沸石、脱脂牛奶、酵母提取物以及植物油或矿物油，以评估它们减轻UV诱导损害的潜力。然而，天然且有效的UV防护添加剂的可用性仍然有限，大多数现有选项只能提供部分保护（Batta，2016年；Friuli等人，2023年）。Prodigiosin是一种由革兰氏阴性细菌 spp.产生的天然红色色素，由于其强大的抗氧化和光保护特性而受到关注。其 conjugated 结构能够有效吸收UV和蓝光，可能减少辐射引起的氧化应激（Becerra等人，2022年）。尽管已知其生物活性，但尚未探索将其作为真菌配方中的UV防护添加剂的使用。

尽管储藏产品环境通常受到有限的光照，但在非生物胁迫下微生物控制剂的稳定性仍然至关重要，因为在制备和预应用过程中孢子活力的损失可能会影响控制效果。因此，使用UV-B辐射作为标准化胁迫因素来评估配方的稳定性。本研究旨在通过检查prodigiosin对储藏产品害虫T. molitor的孢子萌发和杀虫活性的影响，来评估其加入油包水乳液配方中的UV防护潜力。结果用于确定富含色素的配方是否能够提高M. anisopliae孢子的环境稳定性和生物性能。

部分内容

真菌来源和生长条件

本研究使用了从土耳其比莱吉克省土壤样本中分离出的BL21菌株，该菌株先前被鉴定为M. anisopliae（Eski和Gezgin，2022年）。从储备培养物中取出一环孢子，接种到Sabouraud葡萄糖琼脂（SDA）上，然后在完全黑暗条件下于28°C培养3天。确认培养物纯度后，将其转移到新鲜的SDA上，并在完全黑暗条件下于28°C培养2周。孢子形成后...

结果

表2展示了未经处理的M. anisopliae孢子和三种不同乳液配方在UV-B照射后的萌发率。在初始阶段（UV-B照射前），尽管不同处理间的萌发率有所差异，但未发现统计学上的显著差异（p>0.05）。未经处理的孢子在30分钟UV-B照射后萌发率降至91.6%，120分钟后进一步降至46.6%。30分钟UV-B照射后，没有显著减少...

讨论

昆虫病原真菌作为环保的生物防治剂在对抗昆虫害虫方面发挥着重要作用。然而，由于EPF的效果可能受到UV辐射的限制，因此鉴定出耐UV的菌株是开发有效真菌杀虫剂的重要步骤。在Licona-Juárez等人（2023年）的研究中，CNPSo-Mr 150菌株在十四株M. rileyi菌株中表现出最高的UV-B耐受性，在2小时UV-B照射后仍保持80%以上的萌发率...

结论

本研究结果表明，向配方中添加天然色素prodigiosin显著提高了M. anisopliae孢子的UV耐受性。在测试的配方中，含有0.1% prodigiosin的配方提供了最有效的保护，即使在2小时UV照射后也能保持几乎完全的萌发率和杀虫活性。因此，将光保护色素整合到乳液配方中是提高...

CRediT作者贡献声明

Duygu Beki?rcan Eski?：撰写——原始草稿、验证、方法学、调查、数据管理。Ardahan Eski?：撰写——审稿与编辑、监督、软件使用、方法学、概念化。

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