科学家开发出更有效、无毒的新型灭白蚁方法 成功率高达95%

科学家开发出更有效、无毒的新型灭白蚁方法 成功率高达95% 加州大学河滨分校的科学家发现了一种新的白蚁控制方法，利用蒎烯将白蚁吸引到杀虫剂上，为传统的熏蒸法提供了一种无毒、经济有效的替代方法。资料来源：Dong-Hwan Choe/加州大学河滨分校《经济昆虫学》杂志详细介绍了这一方法，它利用林木释放的一种名为蒎烯的气味宜人的化学物质来提醒西部干木白蚁它们的食物。白蚁会顺着气味找到注入木材的杀虫剂点。UCR 昆虫学家 Dong-Hwan Choe 领导了这项发现，他说："我们发现，单独使用杀虫剂与杀虫剂加蒎烯的死亡率有很大不同。如果不使用蒎烯，死亡率约为 70%。加入蒎烯后，死亡率超过 95%。"西部干木白蚁原产于北美洲，对环境非常重要。它们被地面上的枯木吸引，并借助内脏中的微生物将其吃掉。"它们是回收者，"Choe 说。"它们非常常见。"对人类来说不幸的是，这种昆虫无法区分枯树和用于建造房屋的木材。加利福尼亚州和佛罗里达州以及加拿大和墨西哥部分地区的白蚁尤其令人担忧，没有任何住宅能幸免于难。Choe 说："白蚁攻击房屋只是时间问题，尤其是在各州较温暖的地区。"熏蒸是最常见的干材白蚁防治技术之一。先用帐篷把房屋盖起来，然后用气体轰炸，杀死白蚁。在美国，加利福尼亚州比其他任何州都更多地使用这种方法。西部干木白蚁会被蒎烯（一种林木释放的化学物质）吸引。图片来源：Dong-Hwan Choe/UCR害虫控制行业面临着寻找新方法的压力，因为硫酰氟这种化学物质既是温室气体，又对人体有毒。此外，熏蒸是一种昂贵的方法，不能对白蚁提供持久的保护。Choe 说："尽管熏蒸非常彻底，但熏蒸完成后不久，房屋可能会再次受到侵扰。有些人每三到五年就熏蒸一次，因为这并不能保护建筑免受未来虫害的侵扰。"局部注射是控制干材白蚁的另一种策略，它不使用气体。技术人员在受白蚁侵扰的木材上钻孔，到达白蚁的"走廊"或巢穴，然后将毒药注入孔中，到处堵截白蚁。"这是一种更局部的处理方法，理论上，当你想用较少的化学品来控制干材白蚁时，这是一种更好的策略。这种方法成本较低，而且经过处理的木材还能在今后的虫害中得到保护，"Choe 说。局部注射的难点在于准确找出虫子的藏身之处。通常，这种方法使用的是接触型杀虫剂，也就是说，昆虫必须接触到毒药才能起作用。使用像蒎烯这样的引诱剂，即使浓度很低，蒎烯也能很好地从远处吸引白蚁。Choe 说："我们不认为这是一种信息素。我们认为这种气味更多地与它们的食物有关。闻起来不错......晚餐时间到了 - 这就是我们的想法"。他们使用的杀虫剂氟虫腈也用于控制蚂蚁虫害。如果进入环境，会对水生昆虫和授粉昆虫产生毒性。在这种情况下，它被注入木材中，因此产生脱靶效应的几率很低。实验室通常研究城市害虫的化学通讯系统，以制定像这样针对西部干木白蚁的策略。Choe 说："我们的研究表明，如果能更好地了解昆虫的行为，它本身就很有趣。这对更有效的害虫管理也有重要意义，这样我们就可以在不影响效率的情况下使用更少的化学品。"编译来源：ScitechDailyDOI: 10.1093/jee/toae101 ... PC版： 手机版：

科学家们追溯到德国小蠊起源于大约2100年前的亚洲

科学家们追溯到德国小蠊起源于大约2100年前的亚洲 弗吉尼亚理工大学的沃伦-布斯（Warren Booth）等人组成的研究小组发现，德国德国蜚蠊起源于大约 2100 年前的亚洲，而不是通常认为的德国。这一发现是通过分析来自六大洲的280多个标本得出的。该物种以其对杀虫剂的抗药性和与人类栖息地的关联而闻名，它传播疾病并引发过敏和哮喘，对公共健康构成严重威胁。图片来源：Matthew Bertone 和 Coby Schal 提供包括弗吉尼亚理工大学昆虫学家沃伦-布斯（Warren Booth）在内的一个国际科学家小组，解开了关于最普遍的城市室内害虫德国蜚蠊起源的一个具有 250 年历史的谜团。研究小组对来自 17 个国家和六大洲的 280 多个标本进行了基因组分析，研究结果表明，这一物种是在大约 2100 年前从亚洲的一个外来物种进化而来的，研究结果发表在本周的《美国国家科学院院刊》上。从名字上看，德国蜚蠊（Blattella germanica）的起源令人费解，部分原因是它在世界各地的人类建筑中无处不在，但在任何自然栖息地都不存在。该物种最早的历史记录是大约 250 年前（雅）来自中欧（因此得名）。然而，最近的研究表明，该属的多样性中心在亚洲，因为那里有它的近亲。为了解决这一矛盾，研究人员对来自六大洲 17 个国家的 281 只蟑螂进行了全基因组标记取样。最后证实，B. germanica是在大约 2100 年前从亚洲蟑螂Blattella asahinai演化而来的，很可能是适应了印度或缅甸的人类居住地。基因组分析重建了两条主要的全球传播路线，一条是较早的西向中东路线，与各个伊斯兰王朝相吻合（约 1200 年），另一条是较早的东向路线，与欧洲殖民时期相吻合（约 390 年）。虽然欧洲并不是德国蟑螂早期驯化和传播的中心，但欧洲在长途运输和温控饲养方面的进步很可能对德国蟑螂近期的全球传播起到了重要作用，增加了其成功扩散到新地区并在新地区立足的机会。德国蜚蠊的全球遗传结构进一步支持了这一模型，因为它与地缘政治边界基本一致，这表明在国际商贸出现后，区域桥头堡种群得以建立。德国蜚蠊进化之后，从东南亚扩散到世界各地，与人类为伴。除了迅速传播之外，德国蜚蠊还对多种杀虫剂产生了抗药性，因此很难使用非处方产品对其进行控制。布斯认为，德国蜚蠊是一个重大的公共卫生问题，因为它与疾病传播、食物污染以及引发哮喘和过敏症有关。编译来源：ScitechDailyDOI: 10.1073/pnas.2401185121 ... PC版： 手机版：

研究人员发现了一种能够批量消灭昆虫的新品种线虫S. adamsi

研究人员发现了一种能够批量消灭昆虫的新品种线虫S. adamsi 这个新物种是一种叫做 Steinernema 的线虫家族的成员，长期以来，这种线虫一直被用于农业，无需杀虫剂即可控制昆虫寄生虫，并且Steinernema 对人类或其他哺乳动物无害，最早发现于 20 世纪 20 年代。UCR线虫学教授阿德勒-迪尔曼（Adler Dillman）说："我们每年都会在农作物上喷洒数万亿只这种昆虫，而且它们很容易买到。虽然 Steinernema 有 100 多个种类，但我们一直在寻找新的种类，因为每个种类都有独特的特征。有些可能在某些气候条件下或与某些昆虫的关系更好。"迪尔曼的实验室希望更深入地了解一种不同的 Steinernema 种类，于是向泰国的同事索要了样本。"我们对样本进行了DNA分析，发现它们并不是我们要求的样本。Dillman 说："从遗传学角度看，它们与其他任何被描述过的物种都不一样。"迪尔曼和他的同事在《寄生虫学杂志》上描述了这一新物种。肉眼几乎看不到它们，宽度约为头发丝的一半，长度不到 1 毫米。"烧瓶中的几千只看起来就像沾满灰尘的水。他们以美国生物学家、杨百翰大学生物系主任拜伦-亚当斯（Byron Adams）的名字为这个新物种命名为Steinernema adamsi。线虫新品种 Steinernema adamsi 显微镜下特写。图片来源：Adler Dillman / UCR"亚当斯帮助我们完善了对线虫物种及其在生态学和土壤养分循环中的重要作用的认识，"迪尔曼说。"他也是我的本科导师，是他让我认识了线虫。这似乎是对他的最好纪念。"目前正在南极洲从事线虫研究的亚当斯说，他很荣幸能有这样一个"酷"物种在科学文献中以他的名字命名。亚当斯说："这种动物的生物学特性绝对令人着迷"除了它在减轻害虫给人类带来的痛苦方面的明显应用外，它还能让我们了解寄生虫、病原体、宿主及其环境微生物组之间复杂的谈判所涉及的生态和进化过程。"迪尔曼在大学期间了解到这些蠕虫的生命周期，这让他对研究这些蠕虫着了迷。线虫在幼虫时期嘴是被封住的，机体处于停止发育的状态，它们以这种形式生活在土壤中，并在土壤中游荡，寻找可以感染的昆虫。一旦发现受害者，它们就会进入它们的口腔或肛门，排出高致病性细菌。寄生虫会排出致病性物质来帮助杀死宿主，这在一开始就很不寻常。这就像是詹姆斯-卡梅隆电影中的情节。""感染后 48 小时内，昆虫就会死亡。它基本上会使昆虫液化，然后你会看到一个曾经是昆虫身体的袋子。"迪尔曼说："宿主体内可能有 10 或 15 条线虫，10 天后，土壤中就会出现 80000 个新的线虫个体，寻找新的昆虫进行感染。"研究人员确信，S. adamsi 能杀死昆虫。他们将其中一些放入装有蜡蛾的容器中，证实了这一点，事实上，用极低剂量的蠕虫就能在两天内杀死蜡蛾。展望未来，研究人员希望发现线虫的独特特性。"我们还不知道它是否能耐高温、紫外线或干燥。我们还不知道它能感染多少昆虫。"S. adamsi 是一种可以感染数百种昆虫的属。因此，研究人员相信，无论它是多种昆虫的专科寄生虫还是普通寄生虫，在某种程度上都是有益的。迪尔曼说："这是令人兴奋的，因为这一发现又增加了一个昆虫杀手，可以教给我们新的、有趣的生物学知识。此外，它们来自温暖潮湿的气候，这可能使它们成为昆虫的良好寄生虫，而目前市售的果园线虫无法在这种环境中繁衍生息。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究发现城市农业食品的碳足迹是普通食品的6倍

研究发现城市农业食品的碳足迹是普通食品的6倍 法国南特的城市花园。图片来源：Baptiste Grard不过，在某些条件下，少数城市种植的作物与传统农业的表现相当，甚至优于传统农业。在城市露天地块的土壤中种植的西红柿的碳强度低于在传统温室中种植的西红柿，而在芦笋等空运作物上，传统农业和城市农业的排放差异消失了。密歇根大学研究人员对底特律的一个城市花园进行评估。资料来源：密歇根大学 Dave Brenner优化城市农业，实现气候效益研究共同第一作者、麻省理工大学环境与可持续发展学院博士生杰森-霍斯（Jason Hawes）说："我们的研究揭示的例外情况表明，城市农业从业者除了改变场地设计和管理外，还可以通过种植通常在温室种植或空运的作物来减少对气候的影响。""城市农业提供了各种社会、营养和基于地方的环境效益，使其成为未来可持续城市的一个吸引人的特征。这项工作揭示了如何确保城市农业有利于气候以及它所服务的人群和地方"。城市农业是指在城市范围内进行耕作的做法，在全球范围内日益流行，并被誉为使城市和城市食品系统更具可持续性的一种方式。据估计，全球有 20% 到 30% 的城市人口从事某种形式的城市农业。尽管有确凿证据表明城市农业具有社会和营养效益，但对其碳足迹的研究仍然不足。以前发表的大多数研究都集中在高科技、能源密集型的都市农业形式上，如垂直农场和屋顶温室，尽管绝大多数都市农场的技术含量很低：在露天地块的土壤中种植作物。纽约市住房管理局所在地的城市集体花园。该花园除了为居民提供新鲜的农产品外，还为他们提供了教育和娱乐的机会。图片来源：Nevin Cohen城市农业与传统农业：比较研究这项由马萨诸塞大学领导的新研究计划于今天（1月22日）在《自然-城市》杂志上发表，旨在通过比较低技术城市农业基地与传统作物生产的粮食的碳足迹，填补一些知识空白。该研究使用了五个国家的 73 个城市农场和花园的数据，是比较城市农业和传统农业碳足迹的最大规模的公开研究。分析了三种类型的城市农业场所：城市农场（专业管理并专注于食品生产）、个人菜园（由单个园丁管理的小块土地）和集体菜园（由园丁群体管理的公共空间）。研究人员计算了每个农场在其生命周期内与农场材料和活动相关的改变气候的温室气体排放量。排放量以每份食物的二氧化碳当量公斤表示，然后与传统方法饲养的食物进行比较。城市农业生产的食品平均每份排放 0.42 千克二氧化碳当量，比传统种植的每份 0.07 千克二氧化碳当量高出六倍。"通过评估城市农业基地的实际投入和产出，我们能够为每份农产品分配气候变化影响，"该研究的共同第一作者、麻省理工大学环境与可持续发展学院助理教授本杰明-戈德斯坦（Benjamin Goldstein）说。"这个数据集显示，与传统农业相比，城市农业每份水果或蔬菜的碳排放量更高，但也有少数例外。"在英国伦敦的一个集体花园准备种植秧苗。像这样的城市食品生产空间可以为社会和社区带来诸多益处，但需要对作物进行精心选择和管理，以减少城市的碳足迹。图片来源：维多利亚-舍恩城市农业投入对环境的影响密歇根大学可持续系统中心教授兼联合主任约书亚-纽厄尔（Joshua Newell）领导了密歇根大学的部分项目。密歇根大学的研究人员组成了一个国际合作团队，成员来自各个粮食种植基地附近的大学。其中十位合作者是《自然城市》研究报告的共同作者。研究人员招募了法国、德国、波兰、英国和美国城市农业基地的农民和园艺师作为公民科学家，他们用每日日记的形式记录了他们的粮食种植基地在 2019 年整个季节的投入和收获情况。城市农业基地的投入主要分为三类：基础设施（如种植食物的高架床或地块之间的通道）、供应品（包括堆肥、化肥、除草织物和机械用汽油）以及灌溉用水。戈德斯坦说："城市农场对气候的影响大多来自于建造农场的材料基础设施。这些农场通常只经营几年或十几年，因此用于生产这些材料的温室气体没有得到有效利用。另一方面，传统农业非常高效，很难与之竞争。"例如，传统农场通常使用杀虫剂和化肥种植单一作物，与城市农场相比，收成更大，碳足迹更少。研究人员确定了三项最佳做法，它们对提高低技术城市农业与传统农业的碳竞争力至关重要：延长基础设施的使用寿命。延长普遍获得服务的材料和结构（如高架床、堆肥基础设施和棚屋）的使用寿命。一个高床使用 5 年对环境的影响（每份食物）大约是一个高床使用 20 年对环境影响的四倍。利用城市废物作为"普遍获得"的投入。通过参与"城市共生"来保护碳，这包括让不适合用于新建筑但有可能用于普遍获得服务的废旧材料（如建筑垃圾和拆除废物）获得第二次生命。城市与公用事业之间最著名的共生关系是堆肥。这一类还包括利用雨水和回收的中水进行灌溉。产生高水平的社会效益。 在为该研究进行的一项调查中，绝大多数 UA 农民和园丁都表示心理健康、饮食和社交网络得到了改善。研究报告的作者说，虽然增加统一农业的这些"非食品产出"并不会减少其碳足迹，但"从统一农业的整体利益考虑，社会效益最大化的种植空间可以超越传统农业"。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究发现番茄植株会利用两种不同的代谢途径产生自我防御机制

研究发现番茄植株会利用两种不同的代谢途径产生自我防御机制 番茄焦油是热心园艺家们最熟悉的一种麻烦，它是一种金黑色的粘性物质，在接触植物后会附着在手上。原来，这种物质特有的粘性有一个重要的作用。它是由一种叫做酰基糖的糖组成的，对害虫来说是一种天然的"苍蝇纸"。这项研究的负责人、密歇根州立大学研究员罗伯特-拉斯特（Robert Last）说："植物在进化过程中制造了许多神奇的毒药和其他生物活性化合物。Last 实验室专门研究酰基糖以及产生和储存酰基糖的微小毛发状结构，即毛状体。"一项惊人的发现是，研究人员在番茄根部也发现了曾被认为只存在于毛状体中的酰基糖。这一发现是一个遗传学之谜，它提出了许多问题，也带来了许多启示。MSU 研究的目的是了解这些根部酰基糖的来源和功能。他们发现，番茄植物不仅在根部和毛状体中合成化学性质独特的酰基糖，而且这些酰基糖是通过两条平行的代谢途径产生的。这就相当于汽车厂的流水线在生产同一款汽车的两种不同型号，但却从不相互影响。在密歇根州立大学生物化学和分子生物学系，番茄幼苗是 Last 实验室为研究茄科植物而培育的。研究人员分析了根和芽之间独特的化学差异，两者都含有酰基糖。图片来源：Connor Yeck/麻省理工大学这些发现有助于科学家们更好地了解茄科植物的恢复能力和进化过程，茄科是一个庞大的植物家族，包括西红柿、茄子、马铃薯、辣椒、烟草和牵牛花。它们还能为研究人员提供有价值的信息，帮助他们将植物制造的分子开发成化合物，以帮助人类。"从药品、杀虫剂到防晒霜，人类为不同用途改造的许多小分子都来自植物、微生物和昆虫之间的军备竞赛，"Last 说。除了生长所必需的关键化学物质外，植物还能产生在环境互动中发挥关键作用的化合物宝库。这些化合物可以吸引有用的授粉者，也是抵御有害生物的第一道防线。密歇根州立大学博士后研究员、最新论文的第一作者雷切尔-柯文（Rachel Kerwin）说："这些特殊代谢物的非凡之处在于，它们通常是在高度精确的细胞和组织中合成的。""以酰基糖为例，我们不会在番茄植株的叶片或茎中发现它们。这些具有物理粘性的防御代谢物就产生于毛状体的顶端。"当有报道称在番茄根部也能发现酰基糖时，Kerwin 认为这是对老式基因侦查工作的一种呼唤。从左到右：Jaynee Hart、Rachel Kerwin 和 Robert Last 在密歇根州立大学质谱和代谢组学核心的分析设备前合影。研究小组揭开了番茄植物的进化和遗传之谜。图片来源：Connor Yeck/密歇根州立大学这些酰基糖在根部的出现令人着迷，并引发了许多问题。这是如何发生的，它们是如何被制造出来的，它们与我们一直在研究的毛状体酰基糖是否不同？为了着手解决这个进化之谜，实验室成员与 MSU 质谱分析和代谢组学核心的专家以及 Max T. Rogers 核磁共振设施的工作人员进行了合作。在比较番茄幼苗根部和芽部的代谢物时，发现了多种差异。地上部分和地下部分酰基糖的基本化学组成明显不同，以至于可以将它们完全定义为不同类别的酰基糖。最后，密苏里大学自然科学学院生物化学与分子生物学系和植物生物学系的大学特聘教授用一个有用的比喻来解释遗传学家是如何研究生物学的。"他说："试想一下，如果要弄清一辆汽车是如何工作的，就必须一个一个部件地拆出来，把汽车轮胎弄平后发现发动机还能运转，那么即使你不知道轮胎的具体作用，也算发现了一个关键事实。"把上面举例中的汽车零件换成基因，就能更清楚地了解最后实验室为进一步破解根部酰基糖密码所做的工作。通过查看公开的基因序列数据，Kerwin 注意到在番茄毛状体酰基糖生产过程中表达的许多基因在根部都有近亲。在确定了一种被认为是根部酰基糖生物合成第一步的酶后，研究人员开始"拆车"。当他们敲除根部酰基糖候选基因时，根部酰基糖的生产消失了，而毛状体酰基糖的生产没有受到影响。与此同时，当研究充分的毛状体酰基糖基因被敲除时，根部酰基糖的生产照常进行。这些发现有力地证明了疑似代谢镜像的存在。Last说："除了我们研究多年的地面酰基糖途径外，我们在这里发现了存在于地下的第二个平行宇宙。"Kerwin补充说："这证实了我们在同一种植物中同时存在两种途径。"为了实现这一突破，最新论文的第二作者、博士后研究员杰尼-哈特（Jaynee Hart）仔细研究了毛状体和根酶的功能。正如毛状体酶和它们产生的酰基糖是一种经过充分研究的化学匹配，她发现根部酶和根部酰基糖之间也有很好的联系。哈特解释说："研究分离出来的酶是一种强大的工具，可以确定它们的活性，并就它们在植物细胞内的功能作用得出结论。"这些发现进一步证明了单株番茄植物中存在的平行代谢途径。"植物和汽车是如此不同，但又如此相似，当你打开众所周知的引擎盖时，你就会意识到使它们发挥作用的众多部件和连接。这项工作让我们对番茄植物的其中一个部件有了新的认识，并促使我们进一步研究它的进化和功能，以及我们是否能以其他方式利用它，"资助这项工作的美国国家科学基金会项目主任潘卡杰-贾斯瓦尔（Pankaj Jaiswal）说。"我们对生物从西红柿和其他作物到动物和微生物了解得越多，利用所学知识造福社会的机会就越广泛。"该论文还报告了与生物合成基因簇（BGCs）有关的一个令人着迷和意想不到的转折。BGC是染色体上物理分组的基因集合，有助于特定的代谢途径。此前，Last 实验室发现了一个 BGC，其中含有与番茄植株毛状体酰基糖有关的基因。现在，Kerwin、Hart 和他们的合作者发现，根部表达的酰基糖酶也在同一个基因簇中。Kerwin说："通常在BGCs中，基因在相同的组织和相似的条件下共同表达。有些在毛状体中表达，有些在根中表达。"这一发现促使Kerwin深入研究茄科植物的进化轨迹，希望找出这两种独特的酰基糖途径是何时以及如何形成的。具体来说，研究人员注意到，大约1900万年前，负责毛状体酰基糖的酶发生了复制。这种酶有朝一日将负责新发现的根部表达的酰基糖途径。在根部"开启"这种酶的确切机制仍然未知，这为 Last 实验室继续解开茄科植物的进化和代谢秘密铺平了道路。与茄科植物的合作提供了如此多的科学资源，以及一个强大的研究人员社区。通过它们作为作物和园艺的重要性，这些植物是人类数千年来一直关心的对象。最后，这些突破也提醒人们天然杀虫剂的重要性，酰糖类等防御代谢物最终代表了天然杀虫剂。如果我们发现这些根部酰基糖能够有效地驱除有害生物，是否可以将它们培育到其他茄科植物中，从而帮助植物生长，而无需使用有害的合成杀真菌剂和杀虫剂？这些问题是人类追求更纯净的水、更安全的食品和减少对有害合成化学品的依赖的核心所在。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：