玉米内生白僵菌：品种、真菌来源、接种方法与时间对定殖及秋粘虫适应性的影响

这对农民与粮食安全为何重要

在非洲及世界许多地区，秋粘虫已成为臭名昭著的玉米害虫，啃食叶片与穗部，威胁这一主要主食。化学喷雾成本高且常常无效，因为幼虫藏得很深。该研究探讨了一种截然不同的策略：将一种天然存在的真菌白僵菌（Beauveria bassiana）转化为寄生于玉米体内的“活体保镖”，在植物内部缓慢削弱害虫。

生活在植物内部的真菌

研究人员使用了三株本地白僵菌菌株，这种真菌已知能感染昆虫，并让它表现为“内生体”——在植物组织内无害共生的微生物。他们将真菌引入四个玉米品系，包含两个传统栽培种与两个现代改良品系，采用两种方法：对幼苗叶面喷洒真菌悬液和播种前涂种。随后，他们通过传统培养与基于DNA的检测检查真菌是否定殖于叶、茎和根。不到一周，所有处理植株均显示内部定殖，证实真菌能够在不明显损害作物的情况下系统性地在玉米体内扩散。

植株品种与时机影响真菌成败

定殖并不均匀。其中一株来源于昆虫的菌株，称为Bb115，尤其善于在植株内扩散，常在第一周就到达所有组织。传统栽培种，尤其是Kokoli Daneri，更容易支持更强且更可靠的定殖，优于改良品系。随时间推移，叶与茎中可恢复到的真菌量总体下降，而根部则保持为较稳定的庇护所。引入方式也很关键：叶面喷雾迅速定殖地上部分，而种子包衣则更有利于根部，并且在传统栽培种中效果最佳。统计分析显示，玉米基因型、真菌菌株来源、接种方法与处理后时间以复杂的方式相互作用，决定了真菌定殖的位置与持续时间。

隐秘真菌如何影响害虫

为了解这对秋粘虫意味着什么，团队挑选表现最好的组合，用定殖与未定殖植株的叶片喂养毛虫。害虫并未直接接触到真菌，而是食用含有真菌的植物组织。食用定殖玉米的幼虫生长更慢，几乎在所有发育阶段都体重更轻。蛹更小、更短，成虫存活率也降低。那些羽化出的成虫产能下降：雌虫产卵批次显著减少，且雄雌成虫的总体羽化率都降低。虽然这些效应是温和而非剧烈，但在整个生命周期中累积，尤其在传统品种与真菌配对时更为明显。

为何植物自身特性仍然关键

研究还强调，玉米并非被动一方。传统栽培种在其组织内携带更丰富的本地真菌群落，其中一些已知会与其他微生物竞争或抑制它们。这个驻留微生物组很可能影响白僵菌的建立与持续能力。与此同时，为高产培育的现代品系往往削弱了植物对昆虫的诱导性防御。结果表明，将合适的玉米遗传背景与兼容的真菌菌株及恰当的接种方法相结合，可以将有利局面倾向作物而不是害虫。

迈向更温和的害虫防控

简而言之，作者展示了可以用“接种”友好真菌来让玉米在内部默默阻碍秋粘虫：幼虫死亡率有所上升、生长受限、后代减少。尽管这并非独立的灵丹妙药，但它可成为综合害虫管理的重要组成部分，尤其在农药昂贵或效果减弱的地区。将真菌菌株与本地适应的玉米品种匹配，并微调施用方式与时间，可能帮助农民以更可持续、基于生物的方法保护产量。

引用: Tossou, T.H., Dannon, E.A., Schleker, A.S.S. et al. Endophytic Beauveria bassiana in maize: influence of genotype, fungal source, inoculation methods, and time on colonization and fitness of Fall armyworm. Sci Rep 16, 9840 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44290-1

关键词: 秋粘虫, 玉米, 白僵菌, 内生真菌, 生物防治