蚊虫的生物防制方法研究进展
王美秀 甄天民
关键词：蚊虫 生物防制 蚊虫是最重要的媒介昆虫,防制蚊虫的重要意义不言而喻。国内外对蚊虫防制方法的研究近年取得明显进展,呈现以下研究趋势:(1)从重视治"标"逐渐过渡到治"本"，达到 "标"、 "本"兼治;(2)从单一防制方法过渡到综合防制方法;(3)生物防制方法研究逐渐加强,应用明显增多, 逐渐达到生物防制与生态防制为主的防制策略;(4)高新技术应用于蚊虫防制方法的研究;(5)将蚊虫防制结合到群众运动中去,使全民参与，达到经常性防制与突击杀灭相结合。我国在过去几十年中主要应用化学杀虫剂进行蚊虫防制,在防治疾病流行,尤其是病灶点处理方面发挥了积极作用, 但长期大量应用化学杀虫剂导致抗药性产生和环境污染等问题。因此,蚊虫的生物防制作为综合防制的主要组成部分近年来进展较快，应用逐渐增多,愈来愈受到人们的重视。
生物防制即直接或间接地应用产生或不产生代谢物的天敌，以防制包括人类疾病媒介在内的有害生物，主要包括病原体(如细菌等)、寄生物(如线虫等)和捕食物(如中剑水蚤等)。生物防制具有较多优点，如作用特异性强、对非目标生物和有益生物无害、不污染环境、蚊虫对其不产生抗性、某些生物防制物可自身再循环，因此具有长的持效期，大量节约施药所需的人力物力。目前有希望用于蚊虫防制的生物方法主要有细菌制剂和捕食性生物。
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1 细菌性制剂
细菌性制剂B.s和B.t.i是目前开发研究最成功的蚊虫生物防制物，适用于各种滋生水体的多种蚊幼虫的防制。国内生产的制剂主要有C3-41 、BS-10、TS-1、 B.t.i、Bt187的各种剂型，常用的有细菌原液、可湿性粉剂、乳化剂。较理想的制剂应具备效果发挥好、适用范围广、持效期长、有漂浮性、可穿透密集的植被、便于储存、运输等特点。国外已研制出各种漂浮颗粒剂,如VectoBac系列〔1〕， 获得较好的商业利润。我国湖北研制的B.s C3-41和Bt187多种漂浮缓释剂型具有明显的灭蚊幼虫持效作用,得到广泛应用。
B.s和B.t.i的共同优点主要有〔2〕：(1)可控制Ⅰ～Ⅳ龄幼虫，个别剂型对蚊蛹也有杀灭作用；(2)施用后短期(4～24h)即有防制效果，并可持效7～30d；(3)除饮用水外，适用于各种水体(包括浇灌水)的蚊虫防制；(4)在水体中可自然分解，无残留，不污染环境，不影响非目标生物；(5)对施药者、野生动物及家畜无副作用；(6)可作为综合防制措施的一部分。
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与B.t.i相比, B.s对伊蚊幼虫的效果较差,作用发挥稍慢, 但适用于有机物污染的水体,灭蚊持效期更长。各种生物的和物理的因素可显著影响两种细菌制剂的蚊虫防制效果〔3〕,如:幼虫龄期、幼虫密度、pH值、阳光照射、水质污染程度、水流速度等。目前尚未在现场发现对B.t.i或B.s产生抗性的蚊虫〔4-5〕。
2 食蚊鱼防制蚊虫
食蚊鱼吞食蚊虫成虫前期，可用于蚊虫控制,其中柳条鱼是最著名的一种。某些国家倾向应用食草鱼，可控制滋生地的植被，对防制蓄水区的蚊幼虫非常有效，并可供食用。我国湖北、贵州、福建等省大规模应用稻田养鱼防制蚊虫,取得理想效果,并同时具有"稻田养鱼鱼养稻,稻谷丰产鱼丰收"的效果,广西等地在饮用水缸内养鱼,防制伊蚊,也取得较好的防制效果。
鱼类做为理想的蚊虫生物防制物需具备以下特点：(1)嗜食蚊幼虫；(2)体积小，游动快，能穿透密集的植物；(3)难以捕捉，能逃避自然天敌的侵袭；(4)在局限的水域中自由捕食；(5)经得起运输、施用，能耐受大的温差、pH值波动、污染(包括杀虫剂的污染)；(6)最好为当地种属；(7)经过实验室及现场试验,均证明具有较理想的防制蚊幼虫效果。文献报道有40多个国家试验了300多种鱼，能控制35种以上蚊虫。
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3 捕食性中剑水蚤
大量的实验室和现场研究证明，某些中剑水蚤可做为有前途的蚊虫生物防制物。中剑水蚤体积小，游动快，繁殖力强，繁殖周期短，吞食蚊幼虫效率高(以伊蚊幼虫为主)，食性谱广(在无蚊幼虫时可食用其它生物),适用于各种无污染或轻度污染水质，且容易大规模生产，因此可在蚊幼虫滋生地建立自己的种群，能够长期防制蚊幼虫，是非常有前途的蚊虫生物防制物。
1982年Riviere等〔6〕在法属波里尼西亚大桶内释放中剑水蚤可长期存活，在树洞和水井中释放的中剑水蚤5年后仍有17%和48%存活，在此期间伊蚊幼虫密度降低91%～100%。螃蟹洞内中剑水蚤存活47个月以上，幼虫密度降低90%以上，成蚊密度降低75.6%。在澳大利亚调查发现，中剑水蚤的存在与埃及伊蚊和盾板伊蚊幼虫的降低有显著关系，含中剑水蚤的水箱中伊蚊幼虫密度为0.3±0.7条/桶，不含中剑水蚤的水箱中伊蚊幼虫密度为21±43条/桶〔7〕 。美国发现多种中剑水蚤,在轮胎内可有效控制白纹伊蚊幼虫一年多时间。越南、泰国、斐济、巴西等国也对中剑水蚤的灭蚊作用进行了观察，多数取得较好效果〔8〕 。在山东省, 应用当地分离的刘氏中剑水蚤进行的现场试验表明，将中剑水蚤与B.t.i合用防制白纹伊蚊幼虫、中剑水蚤与Bs合用防制淡色库蚊幼虫，发挥了细菌制剂的速效作用和中剑水蚤的长持效，取得非常理想的防制效果。一次施用能够在整个蚊虫季节有效防制蚊幼虫, 蚊幼虫和蛹的密度降低率均在89%～98%, 中剑水蚤可以在蚊虫滋生地快速繁殖〔9〕 。在山东省的一个县城, 采用了以应用中剑水蚤和其它生物方法防制滋生地为主的综合防制措施, 成蚊和幼虫密度呈现显著下降,防制经费降低60%, 蚊虫对主要杀虫剂的抗性程度轻微回落〔10〕。
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4 转基因工程蓝藻防制蚊虫的研究
蓝藻作为一种水生生物,广泛存在于自然界的多种水体中,且可作为蚊幼虫的食物之一。将杀蚊幼基因如B.s或B.t晶体毒蛋白基因转入蓝藻中并获得表达,就有可能达到世界卫生组织提出的生物防制蚊虫的目标。Tandeau de Marsac N等〔11〕 首先将球形芽孢杆菌(B.s.1593)晶体蛋白基因在组囊藻(Anacystis nidulans)中表达,该工程藻经超声破碎后,对淡色库蚊幼虫有一定的毒效,24h的LC50 为1μg蛋白/ml。之后,多位学者也进行了此领域的研究工作,他们也选择单细胞藻为转移对象,毒蛋白表达量很低。1993年起, 山东省寄生虫病防治研究所〔12〕 选用丝状固氮蓝藻进行了转基因工作,将B.s晶体毒蛋白基因导入其中进行表达,实验室证明具有明显杀蚊幼毒效,其表达能力及灭蚊毒效远高于单细胞藻,显示出良好的应用前景。
建立的基因工程藻，其穿梭质粒都能够稳定遗传给下一代，而且均具有较高水平的表达，使其杀灭蚊幼虫毒效能够持续保持在较高水平；即便将工程藻干燥、贮存后再复苏，其穿梭质粒仍未丢失，仍能稳定复制、遗传，而且保持较高水平的表达。这为工程藻的现场应用提供了可靠的保障。
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法国、以色列、美国以及我国山东省的研究人员将苏云金杆菌(B.t.i)的晶体毒蛋白基因转入蓝藻中表达，以提高基因工程藻的广谱杀灭多种蚊幼虫作用，为今后蚊虫的生物防制提供了新的方法。
5 其它
真菌类制剂是另一个有前途的蚊虫生物防制物,其中的大链壶菌是最接近实际应用的生物防制物之一。巨蚊在特定环境条件下防制蚊幼虫也有成功的例子，但由于巨蚊和蚊幼虫在空间及时间上分布重叠较差，饲养巨蚊花费高，巨蚊卵不抗干燥等原因，实际应用潜力较小。
总之，应用生物制剂进行蚊虫防制并非易事，有些措施需要更好地掌握生态和种群动力学，这也是许多生物防制失败的原因。由于生物防制所具有的优点，将逐渐得到更大规模的应用和更深入的研究。笔者认为，生物制剂的防制效果不应以化学杀虫剂的标准进行判断(如速效差等)，应在长期的、广阔的基础上及在综合防制中的位置方面进行综合评价。
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作者单位: 王美秀(中国预防医学科学院流行病学微生物学研究所 北京 102206)
甄天民(山东省寄生虫病防治研究所)
参考文献
1，Sulaiman S, Pananchee ZA, Wahab A, et al. Field evaluation of Vectobac G, Vectobac 12AS and Bactimos WP against the dengue vector Aedes albopictus in tires. J Vector Ecol， 1997，22(2)∶122-124.
2，Majori G, Ali A, Sabatinelli G. Laboratory and field efficacy of Bacillus thuringiensis var. Israelensis and Bacillus sphaericus against Anopheles gambiae s.l. and Culex quinquefasciatus in Ouagadougou, Burkina Faso. J Am Mosq Control Assoc， 1987，3(1)∶20-25.
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3，Nayar JK, Knight JW, Ali A, et al. Laboratory evaluation of biotic and abiotic factors that may influence larvicidal activity of Bacillus thuringiensis serovar. israelensis against two Florida mosquito species. J Am Mosq Control Assoc， 1999，15(1)∶32-42.
4，Silva-Filha MH & Regis L. Reversal of low-level resistance to Bacillus sphaericus in a field population of the southern house mosquito(Diptera:Culicidae) from an urban area of Recife, Brazil. J Econ Entomol， 1997，90(2)∶299-303.
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5，Nielsen-Leroux C, Pasquier F,Charles JF,et al. Resistance to Bacillus sphaericus involves different mechanisms in Culex pipiens(Diptera:Culicidae) larvae. J Med Entomol， 1997，34(3)∶321-327.
6，Riviere F, Kay BH, Klein JW, et al.Mesocyclops aspericornis(Copepoda) and Bacillus thuringiensis var. israelensis for the biological control of Aedes and Culex vectors (Diptera: Culicidae) breeding in crab holes, tree holes, and artificial containers. J Med Entomol， 1987，24(4)∶425-430.
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7，Brown MD,Kay BH, Hendrikz JK, et al. Evaluation of Australian Mesocyclops (Cyclopoida∶ Cyclopidae) for mosquito control. J Med Entomol， 1991，28(5)∶618-623.
8，Kay BH,Cabral CP, Sleigh AC, et al. Laboratory evaluation of Brazilian Mesocyclops(Copepoda∶ Cyclopidae) for mosquito control. J Med Entomol， 1992，29(4)∶599-602.
9，甄天民,王怀位,赵玉强，等.Biological control of mosquito larvae with Mesocyclops leuckarti.中国昆虫科学，1996，3(2)∶153-164.
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10，甄天民.蚊虫的生物防治及其在综合防治中的作用.卫生杀虫药械，1997，3(2)5-7.
11，Tandeau de Marsac N, da la Torre F,Szulmajster J, et al. Expression of the larvicidal gene of Bacillus sphaericus 1593M in the cyanobacterium Anacystis nidulans R2. Mol Gen Genet， 1987，209(2)∶ 396-398.
12，徐旭东,孔任秋,胡玉祥. 基因工程杀蚊幼蓝藻的研究.中国媒介生物学及控制杂志，1993，4∶244-247., 百拇医药
关键词：蚊虫 生物防制 蚊虫是最重要的媒介昆虫,防制蚊虫的重要意义不言而喻。国内外对蚊虫防制方法的研究近年取得明显进展,呈现以下研究趋势:(1)从重视治"标"逐渐过渡到治"本"，达到 "标"、 "本"兼治;(2)从单一防制方法过渡到综合防制方法;(3)生物防制方法研究逐渐加强,应用明显增多, 逐渐达到生物防制与生态防制为主的防制策略;(4)高新技术应用于蚊虫防制方法的研究;(5)将蚊虫防制结合到群众运动中去,使全民参与，达到经常性防制与突击杀灭相结合。我国在过去几十年中主要应用化学杀虫剂进行蚊虫防制,在防治疾病流行,尤其是病灶点处理方面发挥了积极作用, 但长期大量应用化学杀虫剂导致抗药性产生和环境污染等问题。因此,蚊虫的生物防制作为综合防制的主要组成部分近年来进展较快，应用逐渐增多,愈来愈受到人们的重视。
生物防制即直接或间接地应用产生或不产生代谢物的天敌，以防制包括人类疾病媒介在内的有害生物，主要包括病原体(如细菌等)、寄生物(如线虫等)和捕食物(如中剑水蚤等)。生物防制具有较多优点，如作用特异性强、对非目标生物和有益生物无害、不污染环境、蚊虫对其不产生抗性、某些生物防制物可自身再循环，因此具有长的持效期，大量节约施药所需的人力物力。目前有希望用于蚊虫防制的生物方法主要有细菌制剂和捕食性生物。
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1 细菌性制剂
细菌性制剂B.s和B.t.i是目前开发研究最成功的蚊虫生物防制物，适用于各种滋生水体的多种蚊幼虫的防制。国内生产的制剂主要有C3-41 、BS-10、TS-1、 B.t.i、Bt187的各种剂型，常用的有细菌原液、可湿性粉剂、乳化剂。较理想的制剂应具备效果发挥好、适用范围广、持效期长、有漂浮性、可穿透密集的植被、便于储存、运输等特点。国外已研制出各种漂浮颗粒剂,如VectoBac系列〔1〕， 获得较好的商业利润。我国湖北研制的B.s C3-41和Bt187多种漂浮缓释剂型具有明显的灭蚊幼虫持效作用,得到广泛应用。
B.s和B.t.i的共同优点主要有〔2〕：(1)可控制Ⅰ～Ⅳ龄幼虫，个别剂型对蚊蛹也有杀灭作用；(2)施用后短期(4～24h)即有防制效果，并可持效7～30d；(3)除饮用水外，适用于各种水体(包括浇灌水)的蚊虫防制；(4)在水体中可自然分解，无残留，不污染环境，不影响非目标生物；(5)对施药者、野生动物及家畜无副作用；(6)可作为综合防制措施的一部分。
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与B.t.i相比, B.s对伊蚊幼虫的效果较差,作用发挥稍慢, 但适用于有机物污染的水体,灭蚊持效期更长。各种生物的和物理的因素可显著影响两种细菌制剂的蚊虫防制效果〔3〕,如:幼虫龄期、幼虫密度、pH值、阳光照射、水质污染程度、水流速度等。目前尚未在现场发现对B.t.i或B.s产生抗性的蚊虫〔4-5〕。
2 食蚊鱼防制蚊虫
食蚊鱼吞食蚊虫成虫前期，可用于蚊虫控制,其中柳条鱼是最著名的一种。某些国家倾向应用食草鱼，可控制滋生地的植被，对防制蓄水区的蚊幼虫非常有效，并可供食用。我国湖北、贵州、福建等省大规模应用稻田养鱼防制蚊虫,取得理想效果,并同时具有"稻田养鱼鱼养稻,稻谷丰产鱼丰收"的效果,广西等地在饮用水缸内养鱼,防制伊蚊,也取得较好的防制效果。
鱼类做为理想的蚊虫生物防制物需具备以下特点：(1)嗜食蚊幼虫；(2)体积小，游动快，能穿透密集的植物；(3)难以捕捉，能逃避自然天敌的侵袭；(4)在局限的水域中自由捕食；(5)经得起运输、施用，能耐受大的温差、pH值波动、污染(包括杀虫剂的污染)；(6)最好为当地种属；(7)经过实验室及现场试验,均证明具有较理想的防制蚊幼虫效果。文献报道有40多个国家试验了300多种鱼，能控制35种以上蚊虫。
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3 捕食性中剑水蚤
大量的实验室和现场研究证明，某些中剑水蚤可做为有前途的蚊虫生物防制物。中剑水蚤体积小，游动快，繁殖力强，繁殖周期短，吞食蚊幼虫效率高(以伊蚊幼虫为主)，食性谱广(在无蚊幼虫时可食用其它生物),适用于各种无污染或轻度污染水质，且容易大规模生产，因此可在蚊幼虫滋生地建立自己的种群，能够长期防制蚊幼虫，是非常有前途的蚊虫生物防制物。
1982年Riviere等〔6〕在法属波里尼西亚大桶内释放中剑水蚤可长期存活，在树洞和水井中释放的中剑水蚤5年后仍有17%和48%存活，在此期间伊蚊幼虫密度降低91%～100%。螃蟹洞内中剑水蚤存活47个月以上，幼虫密度降低90%以上，成蚊密度降低75.6%。在澳大利亚调查发现，中剑水蚤的存在与埃及伊蚊和盾板伊蚊幼虫的降低有显著关系，含中剑水蚤的水箱中伊蚊幼虫密度为0.3±0.7条/桶，不含中剑水蚤的水箱中伊蚊幼虫密度为21±43条/桶〔7〕 。美国发现多种中剑水蚤,在轮胎内可有效控制白纹伊蚊幼虫一年多时间。越南、泰国、斐济、巴西等国也对中剑水蚤的灭蚊作用进行了观察，多数取得较好效果〔8〕 。在山东省, 应用当地分离的刘氏中剑水蚤进行的现场试验表明，将中剑水蚤与B.t.i合用防制白纹伊蚊幼虫、中剑水蚤与Bs合用防制淡色库蚊幼虫，发挥了细菌制剂的速效作用和中剑水蚤的长持效，取得非常理想的防制效果。一次施用能够在整个蚊虫季节有效防制蚊幼虫, 蚊幼虫和蛹的密度降低率均在89%～98%, 中剑水蚤可以在蚊虫滋生地快速繁殖〔9〕 。在山东省的一个县城, 采用了以应用中剑水蚤和其它生物方法防制滋生地为主的综合防制措施, 成蚊和幼虫密度呈现显著下降,防制经费降低60%, 蚊虫对主要杀虫剂的抗性程度轻微回落〔10〕。
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4 转基因工程蓝藻防制蚊虫的研究
蓝藻作为一种水生生物,广泛存在于自然界的多种水体中,且可作为蚊幼虫的食物之一。将杀蚊幼基因如B.s或B.t晶体毒蛋白基因转入蓝藻中并获得表达,就有可能达到世界卫生组织提出的生物防制蚊虫的目标。Tandeau de Marsac N等〔11〕 首先将球形芽孢杆菌(B.s.1593)晶体蛋白基因在组囊藻(Anacystis nidulans)中表达,该工程藻经超声破碎后,对淡色库蚊幼虫有一定的毒效,24h的LC50 为1μg蛋白/ml。之后,多位学者也进行了此领域的研究工作,他们也选择单细胞藻为转移对象,毒蛋白表达量很低。1993年起, 山东省寄生虫病防治研究所〔12〕 选用丝状固氮蓝藻进行了转基因工作,将B.s晶体毒蛋白基因导入其中进行表达,实验室证明具有明显杀蚊幼毒效,其表达能力及灭蚊毒效远高于单细胞藻,显示出良好的应用前景。
建立的基因工程藻，其穿梭质粒都能够稳定遗传给下一代，而且均具有较高水平的表达，使其杀灭蚊幼虫毒效能够持续保持在较高水平；即便将工程藻干燥、贮存后再复苏，其穿梭质粒仍未丢失，仍能稳定复制、遗传，而且保持较高水平的表达。这为工程藻的现场应用提供了可靠的保障。
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法国、以色列、美国以及我国山东省的研究人员将苏云金杆菌(B.t.i)的晶体毒蛋白基因转入蓝藻中表达，以提高基因工程藻的广谱杀灭多种蚊幼虫作用，为今后蚊虫的生物防制提供了新的方法。
5 其它
真菌类制剂是另一个有前途的蚊虫生物防制物,其中的大链壶菌是最接近实际应用的生物防制物之一。巨蚊在特定环境条件下防制蚊幼虫也有成功的例子，但由于巨蚊和蚊幼虫在空间及时间上分布重叠较差，饲养巨蚊花费高，巨蚊卵不抗干燥等原因，实际应用潜力较小。
总之，应用生物制剂进行蚊虫防制并非易事，有些措施需要更好地掌握生态和种群动力学，这也是许多生物防制失败的原因。由于生物防制所具有的优点，将逐渐得到更大规模的应用和更深入的研究。笔者认为，生物制剂的防制效果不应以化学杀虫剂的标准进行判断(如速效差等)，应在长期的、广阔的基础上及在综合防制中的位置方面进行综合评价。
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甄天民(山东省寄生虫病防治研究所)
参考文献
1，Sulaiman S, Pananchee ZA, Wahab A, et al. Field evaluation of Vectobac G, Vectobac 12AS and Bactimos WP against the dengue vector Aedes albopictus in tires. J Vector Ecol， 1997，22(2)∶122-124.
2，Majori G, Ali A, Sabatinelli G. Laboratory and field efficacy of Bacillus thuringiensis var. Israelensis and Bacillus sphaericus against Anopheles gambiae s.l. and Culex quinquefasciatus in Ouagadougou, Burkina Faso. J Am Mosq Control Assoc， 1987，3(1)∶20-25.
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3，Nayar JK, Knight JW, Ali A, et al. Laboratory evaluation of biotic and abiotic factors that may influence larvicidal activity of Bacillus thuringiensis serovar. israelensis against two Florida mosquito species. J Am Mosq Control Assoc， 1999，15(1)∶32-42.
4，Silva-Filha MH & Regis L. Reversal of low-level resistance to Bacillus sphaericus in a field population of the southern house mosquito(Diptera:Culicidae) from an urban area of Recife, Brazil. J Econ Entomol， 1997，90(2)∶299-303.
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5，Nielsen-Leroux C, Pasquier F,Charles JF,et al. Resistance to Bacillus sphaericus involves different mechanisms in Culex pipiens(Diptera:Culicidae) larvae. J Med Entomol， 1997，34(3)∶321-327.
6，Riviere F, Kay BH, Klein JW, et al.Mesocyclops aspericornis(Copepoda) and Bacillus thuringiensis var. israelensis for the biological control of Aedes and Culex vectors (Diptera: Culicidae) breeding in crab holes, tree holes, and artificial containers. J Med Entomol， 1987，24(4)∶425-430.
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7，Brown MD,Kay BH, Hendrikz JK, et al. Evaluation of Australian Mesocyclops (Cyclopoida∶ Cyclopidae) for mosquito control. J Med Entomol， 1991，28(5)∶618-623.
8，Kay BH,Cabral CP, Sleigh AC, et al. Laboratory evaluation of Brazilian Mesocyclops(Copepoda∶ Cyclopidae) for mosquito control. J Med Entomol， 1992，29(4)∶599-602.
9，甄天民,王怀位,赵玉强，等.Biological control of mosquito larvae with Mesocyclops leuckarti.中国昆虫科学，1996，3(2)∶153-164.
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11，Tandeau de Marsac N, da la Torre F,Szulmajster J, et al. Expression of the larvicidal gene of Bacillus sphaericus 1593M in the cyanobacterium Anacystis nidulans R2. Mol Gen Genet， 1987，209(2)∶ 396-398.
12，徐旭东,孔任秋,胡玉祥. 基因工程杀蚊幼蓝藻的研究.中国媒介生物学及控制杂志，1993，4∶244-247., 百拇医药