近年来,全球气候变暖、产业结构调整、耕作制度变革、外来生物入侵等因素导致我国农业害虫发生危害依然严重,害虫绿色防控仍然是现代农业发展中的重要环节(萧玉涛等,2019;陆宴辉等,2023)。生物防治的应用和推广是践行绿色环保理念,维持生态平衡,促进可持续发展的重要手段,其中昆虫病原线虫(etomopathogenic nematodes,EPNs)是备受重视的一种生防因子,在农林牧草隐蔽性害虫的生防领域占据关键地位(杨丽元,2020)。昆虫病原线虫是一种寄生性线虫,能够感染并杀死多种寄主昆虫,据统计对350种以上的害虫具有控制效能,以斯氏属Steinernema和异小杆属Heterorhabditis为主(王杰等,2021;Zhangetal.,2021)。
昆虫病原线虫能够自主搜寻并进入合适的宿主昆虫体内,破坏寄主的免疫反应,并有效地繁殖子代,子代继续感染新的寄主昆虫(Heryantoetal.,2022)。且由于昆虫病原线虫生命周期短,易于低成本大量人工培养繁殖,已经被广泛用于害虫生物防治,可与低毒农药结合使用控制破坏性的农业害虫,主要用于难以防治的钻蛀性害虫和地下害虫幼虫的防治(谢钦铭和张选辉,2002;曹翠玲等,2009;朱小芳等,2021)。
昆虫病原线虫共生细菌隶属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)革兰氏阴性菌(钱秀娟,2014),与昆虫病原线虫互惠互利,二者共同起到致死寄主昆虫的效果,斯氏属和异小杆属线虫分别与致病杆菌属Xenorhabdus和发光杆菌属Photorhabdus细菌共生(王杰等,2021)。昆虫病原线虫致死寄主昆虫时,侵染期幼虫(infective juveniles,IJs)经口、肛门及体壁进入寄主昆虫体内,向寄主昆虫血腔释放肠道内携带的共生细菌,共生细菌大量繁殖并与昆虫病原线虫形成一个复合体打破寄主的生理平衡,在24~48 h内致死寄主(丛斌等,2000;方香玲等,2008;王立婷等,2013;詹发强等,2015;颜珣和韩日畴,2016)。在整个侵染过程中,线虫为共生细菌提供生长繁殖的环境,共生细菌为昆虫病原线虫提供营养成分并产生毒素抑菌物,且为昆虫病原线虫的繁殖提供良好的环境条件。但线虫与细菌的共生关系也有选择性,每种昆虫病原线虫只能以与它共生的细菌培养,而特定的共生细菌也只能培养产生它的线虫(颜珣和韩日畴,2016;张潘杰等,2021)。近期研究表明,嗜菌异小杆线虫Heterorhabditisbacteriophora对共生细菌的专一性较斯氏线虫更严格,不同种斯氏线虫可以被同种共生细菌培养,而嗜菌异小杆线虫则不可以(李茜童等,2022)。
昆虫病原线虫作为生物防治因子,存贮和运输是其商品制剂开发中最大的障碍,在生产实际应用时其防效主要局限于线虫制剂的货架期(Georgisetal.,2006)。因此,为使昆虫病原线虫适应环境中复杂的生物和非生物因素影响并延长其制剂货架期,利用内源或外源化合物的补充延长寿命、提高存活率及增强致病力尤为重要(钱秀娟等,2019)。胰岛素是由胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖和精氨酸等的诱发而分泌的蛋白质类激素(彭竹清和郝友进,2019),研究表明,控制胰岛素信号通路对昆虫及昆虫病原线虫同科生物秀丽隐杆线虫Caenorhabditiselegans的抵抗衰老,增强线虫的抗应激能力,延长线虫寿命,改善健康水平等方面具有重要的调控作用(李慧萍和韩日畴,2007;谢鹏飞等,2018;况琪斐等,2021)。
线虫与共生细菌在致死寄主昆虫的过程中均起到重要作用,胰岛素对共生细菌生长发育及线虫-共生细菌复合体的作用如何,目前报道尚少,因此研究胰岛素对昆虫病原线虫及其共生细菌的影响具有理论意义,同时对延长昆虫病原线虫制剂货架期及昆虫病原线虫在农业生产中充分发挥更广泛的应用潜力具有实践意义(Luetal.,2016)。
本研究以从甘肃地区筛选的抗旱性品系卡森斯氏线虫Steinernemakraussei0657L为材料,将不同浓度胰岛素滴加到共生细菌伯氏致病杆菌Xenorhabdusbovenii0657L的单菌落,观测菌落生长情况,测定其培养线虫寿命及运动和吞咽能力的方法,明确胰岛素的补充对昆虫病原线虫及其共生细菌生长发育的影响,以阐明胰岛素与昆虫病原线虫及其共生细菌的关系,为昆虫病原线虫的寿命延长研究、制剂化生产及防效的提高提供科学依据。
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