昆虫病原线虫稀有斯氏线虫及其共生细菌对实验室条件下火蚁（Solenopsis sp.）的防治作用

《Neotropical Entomology》：Entomopathogenic Nematode Steinernema rarum and its Symbiotic Bacterium against Fire Ants (Solenopsis sp.) under Laboratory Conditions

　　

切叶蚁科火蚁属（Solenopsis）包含约191种，俗称火蚁，其群体受扰时极具攻击性，叮咬可造成人体伤害，并在农业中因阻碍人工采收、取食作物及与吸汁昆虫形成互利关系而造成经济损失。因此，开发新型高效的火蚁防控方法与产品备受关注。本研究旨在评估昆虫病原线虫稀有斯氏线虫（Steinernema rarum）及其共生细菌对红火蚁（Solenopsis invicta）在实验室条件下的活性。研究人员设置不同线虫浓度（5、50、150和300侵染期幼虫（IJs）/头），并分别施用共生细菌及其次级代谢产物（SM），针对火蚁不同发育阶段（幼虫、蛹、工蚁和有翅型）进行单独处理，同时开展微群落实验，每皿含10头工蚁、5头幼虫、5头蛹和1头有翅型。结果显示，所有线虫、细菌及其代谢物处理均能引起火蚁死亡，死亡率依发育阶段和处理方式不同介于10%至100%之间。研究结果表明昆虫病原线虫及其共生细菌在火蚁防控中具有潜力，但需进一步研发适宜制剂与管理策略，以便未来应用于田间。

本研究发表于《Neotropical Entomology》，针对红火蚁（Solenopsis invicta）这一全球重大入侵性害虫，因其在农业与公共健康领域的危害，迫切需要新型可持续防控手段。研究人员围绕昆虫病原线虫稀有斯氏线虫（Steinernema rarum）及其共生细菌Xenorhabdus szentirmaii，探讨其对火蚁不同发育阶段的致病潜力。实验在实验室条件下进行，结果表明该线虫及其共生细菌均可有效致死火蚁，且不同发育阶段敏感性差异显著，幼虫与有翅型最为敏感，工蚁抗性较高。研究还发现，细菌的代谢产物在缺乏活菌的情况下仍能引发显著死亡率，提示其毒力成分可能成为独立生物防治因子。该研究为火蚁的生物防治提供了新的候选资源，并为后续田间应用奠定了基础。

研究人员采用的主要关键技术方法包括：从野外采集火蚁群体，并在实验室建立稳定饲养的微群落模型；利用液体发酵技术培养Xenorhabdus szentirmaii，并提取其次级代谢产物（SM）；对不同发育阶段火蚁分别接种不同浓度的稀有斯氏线虫侵染期幼虫（IJs）、细菌悬液及代谢产物，并设置对照组；采用剂量效应分析计算半数致死量（LD₅₀）和90%致死量（LD₉₀），并通过统计模型比较处理间差异。

研究结果如下：

Evaluation of mortality of brood and adults of fire ants inoculated with Steinernema rarum PAM25 and its symbiotic bacterium

研究发现线虫对所有发育阶段均有显著致死作用，幼虫对线虫最为敏感，50 IJs及以上浓度即可达到近100%死亡率；工蚁抗性最高，仅在高浓度下出现明显死亡。感染幼虫与蛹呈现粉红至红色体色变化，这是稀有斯氏线虫感染的特有症状，且线虫在宿主体内完成发育后从尸体中大量逸出。

Evaluation of mortality of brood and adults of fire ants inoculated with Xenorhabdus szentirmaii and its secondary metabolites

细菌及代谢产物处理对幼虫致死率最高，可达75%以上，对蛹和工蚁亦有中等至高效致死作用，但对有翅型无明显影响。感染个体同样出现红色体色变化，并伴随碘宁晶体（iodinin crystals）的形成，显示细菌毒素的直接作用。

Evaluation of mortality of red imported fire ants in microcolonies inoculated with the Nematode Steinernema rarum, the symbiotic bacterium, and its metabolites

在微群落实验中，线虫浓度与死亡率呈正相关，50 IJs及以上浓度在各发育阶段均引起高死亡率；细菌和代谢产物亦显著提高微群落整体死亡率，尤其在工蚁和幼虫中表现明显。

Identification of collected specimens

基因序列分析确认实验所用火蚁主要为红火蚁（Solenopsis invicta），与巴西圣保罗地区已知种群一致。

讨论部分指出，火蚁的社会免疫行为（如自洁与他洁）可能降低工蚁感染率，这解释了工蚁相对较高的抗性。此外，微群落实验更接近田间实际环境，但线虫在土壤中的存活与活性受温湿度等因素制约，需要针对性制剂研发以实现隐蔽施药，避免触发火蚁迁移。研究还强调，未来需结合时间动态数据与定量行为观测，以深入理解社会防御机制与病原互作。

研究结论表明，稀有斯氏线虫及其共生细菌Xenorhabdus szentirmaii在实验室条件下对红火蚁各发育阶段均表现出显著致死活性，尤其是幼虫和有翅型对其最为敏感。细菌代谢产物单独施用亦具高致病性，提示其可作为独立生物防治因子。这些结果支持将昆虫病原线虫及其共生细菌纳入火蚁综合防治体系的潜力，但仍需半田间与田间试验验证其实际应用效果。