本研究探讨了苏云金芽孢杆菌（Bt）对甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）的杀虫机制，发现Bt 口服感染会破坏幼虫中肠完整性（如抑制囊泡形成、导致微绒毛丢失和中肠穿孔），使中肠细菌（如蜡样芽孢杆菌 HB1和蒙氏肠球菌 HB1）转移至血淋巴并大量增殖；同时，Bt 会抑制血淋巴中 DUOX-ROS 免疫通路基因的表达及 ROS 水平，削弱免疫防御，使中肠细菌转化为血淋巴机会性病原体，最终增强 Bt 的杀虫活性。该研究丰富了 Bt 的杀虫机制，为农业害虫防治提供了新视角。

一、背景

苏云金芽孢杆菌（Bt）是一种微生物杀虫剂，能破坏昆虫肠道菌群平衡，广泛用于农业害虫防治；双氧化酶 - 活性氧（DUOX-ROS）可帮助昆虫抵抗病原体感染并维持肠道菌群平衡，但肠道菌群是否通过调控血淋巴中的 DUOX-ROS 免疫通路影响 Bt 的杀虫活性尚不明确。甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）的主要危害对象为棉花、大豆、玉米、蔬菜等 200 余种作物，其幼虫啃食叶片、花蕾、果实，造成作物减产，是重要的农业害虫之一，防治S.exigua能保护农业生产。

二、核心防治对象

1.主要靶标害虫：

研究证实，Bt 对甜菜夜蛾（S.exigua） 具有极强的杀虫活性，尤其针对幼虫期（4-5 龄幼虫为敏感阶段）。Bt 通过破坏其中肠结构并引发败血症，可在 24-72 小时内显著提升幼虫死亡率。

2.潜在适用范围：

结合 Bt 的作用机制（如破坏中肠完整性、依赖肠道菌群协同），推测其对其他鳞翅目害虫（如斜纹夜蛾、小菜蛾、棉铃虫等）同样有效，尤其适用于防治以中肠为主要侵染靶标的害虫。

三、关键作用机制

1.中肠结构破坏：

Bt 产生的毒素可导致害虫中肠上皮细胞囊泡（Ves）减少、微绒毛（Mi）紊乱及穿孔，直接破坏中肠屏障功能，影响营养吸收并为肠道细菌入侵创造条件。

2.肠道菌群协同作用：

Bt 感染后，害虫中肠内的共生细菌（如蜡样芽孢杆菌 HB1、蒙氏肠球菌 HB1）可通过破损的中肠进入血淋巴，转化为机会致病菌并大量增殖，引发败血症。

3.免疫抑制效应：

Bt 会抑制害虫血淋巴中DUOX-ROS 免疫通路（如 SeMKK6、Sep38β 等基因表达下调），降低活性氧（ROS）水平，削弱其对细菌的清除能力，加速害虫死亡。

四、使用注意事项与应用建议

1.施药时期：

    建议在害虫低龄幼虫期（如 4 龄前） 施药，此时中肠结构更易被 Bt 毒素破坏，且肠道菌群协同作用更强，可提高杀虫效率。

2.与肠道菌群的协同：

避免与广谱杀菌剂混用，以防破坏害虫肠道内的共生细菌（如 HB1 菌株），降低 Bt 的杀虫效果（研究证实，清除肠道菌群会减弱 Bt 活性）。

3.环境适应性：

Bt 的活性受温度影响较大，建议在 25-30℃条件下施用（与研究中 30℃培养的最适温度一致），低温可能降低孢子萌发及毒素合成效率。

4.抗性管理：

长期单一使用可能导致害虫产生抗性，建议与其他作用机制的生物农药（如核型多角体病毒）轮换使用，延缓抗性进化。

五、应用价值与前景

1.生态安全性：

Bt 仅针对特定害虫，对蜜蜂、鸟类等非靶标生物及环境无显著危害，符合绿色农业发展需求。

2.增效潜力：

基于 “肠道菌群协同作用”，可通过筛选与 Bt 兼容的益生菌（如蜡样芽孢杆菌 HB1），开发 Bt - 菌群复合制剂，进一步提升杀虫效果。

3.针对性防治：

对于甜菜夜蛾等抗性较强的害虫，Bt 可作为化学农药的替代方案，尤其适用于高附加值作物（如蔬菜、水果）的害虫防治。

总结：

Bt 杀虫剂通过 “中肠破坏 - 菌群入侵 - 免疫抑制” 的协同机制发挥作用，在甜菜夜蛾等鳞翅目害虫防治中表现优异。合理把握施药时期、保护肠道菌群协同作用是提升其效果的关键，未来结合微生物组调控技术可进一步拓展其应用潜力。

参考文献：

Ji Y, Gao B, Zhao D, et al. Midgut microorganisms transformed into hemolymph pathogens: Mediating DUOX-ROS immune response to regulate the insecticidal activity of Bacillus thuringiensis against Spodoptera exigua[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2025: 106477.