二战后,随着滴滴涕(DDT)和其他广谱杀虫剂的使用,几乎所有臭虫种类已经从美国和其他工业化国家中被完全清除了,但是在过去的几十年里它们死灰复燃,又成为了危害全球公共卫生的一大害虫,这一病虫害的复苏亟需应对。
菊酯杀虫剂是控制臭虫的主要手段,但目前大量证据显示许多臭虫群体已经对其产生了抗药性,这种抗药性还可能导致对其他类别杀虫剂的交叉抗药性。有些野外的臭虫品种已经对4种新烟碱类杀虫剂具有了高度抗药性。另外,菊酯杀虫剂替代控制措施的复杂性、成本和效果各不相同。例如,使用高温杀死臭虫也有效果,并且在过去10年中十分流行,但其费用却高到令人望而却步,价格从每间房500美元到1,000美元不等,而其他可用方法的效果又不尽如人意。
有研究表明,某些真菌已经显示出了防治其他有公害生物(如疟疾媒介、蟑螂和家蝇)的效果,如真菌病原体可有效杀灭抗药性蚊子。基于此,宾夕法尼亚州立大学(Penn State)和北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的科学家们研发了一种真菌杀虫剂——阿扑灭(Aprehend),对于防治臭虫效果显著,甚至对抗药性的臭虫群体也十分有效,很可能会成为遏制近年来臭虫侵害肆虐的重要新工具 。阿扑灭是一种以球孢白僵菌(Beauveriabassiana)为基础的化合物,球孢白僵菌是一种可引起昆虫疾病的天然真菌。研究表明,该制剂可以应用于长期屏障防治办法。穿越屏障的臭虫会感染真菌孢子,并将这些孢子传播给留在巢穴中的害虫,可在一周内使害虫死亡率超过95%。目前阿扑灭正在申请专利。
为了评估阿扑灭(Aprehend)的灭虫效果,研究人员首先将实验室培育的对杀虫剂敏感的臭虫品种,与对已知杀虫剂有抗性的3种野外收集的臭虫品种的灭虫效果进行了比较;此外,还比较了暴露于商业菊酯杀虫剂或阿扑灭之后,4种臭虫品种的死亡率。
实验中,研究人员将基于真菌的阿扑灭喷洒在制作弹簧床垫用的被子织物上,同样也把基于溴氰菊酯的商业杀虫剂以高、低两种浓度用于相同的织物。处理过的织物稍加干燥后将臭虫暴露其上;对照组的臭虫暴露在用水喷洒的织物上。结果表明,阿扑灭对4种臭虫,包括具有杀虫剂抗性的臭虫具有相同的效果,14天内可杀死95.5%至99%的臭虫。暴露于用化学杀虫剂处理过的织物,不耐受臭虫其死亡率较高,田间采集的耐药臭虫暴露于相同织物14天后,其死亡率也只有16%~40%。
研究结果发现,对菊酯杀虫剂具有抗性的臭虫并不具备对球孢白僵菌的交叉抗药性。“球孢白僵菌具有独特的作用方式,臭虫中没有已知的抗性或交叉抗性。它对菊酯杀虫剂有抗性的臭虫非常有效,使其成为防治臭虫的绝佳选择,”研究人员詹金斯已经建立起柯尼迪科技公司(Conidio Tec)将阿扑灭商业化。“此外,臭虫群居的习惯会帮助真菌在其巢穴内传播,提高对臭虫总数的控制。”
该项目的其他研究人员包括来自宾夕法尼亚州立大学昆虫学博士后学者乔瓦尼·贝里坎塔(Giovani Bellicanta),来自北卡罗来纳州立大学昆虫学与植物病理学系及W.M.Keck生物行为学中心的亚历克西斯·巴尔巴林(Alexis Barbarin)与科比·沙尔(Coby Schal),以及北卡罗来纳州立大学统计学系的杰森·奥斯本(Jason Osborne)。
这项研究获得了美国农业部国家食品农业研究所基金,宾夕法尼亚州立大学农业科学院创新研究基金(Research Applications for Innovation)及国家科学基金生物学博士后奖(National Science Foundation Postdoctoral Fellowship in Biology)的资助。
(编译 李楠)