隱身毛蟲威脅美國邊境

更快的識別方法可能有助於官員保護美國免受入侵的、破壞作物的害蟲侵害

世界上最嚴重的昆蟲害蟲之一正在進入美國——而且它偽裝而來。根據對害蟲嚴重程度的任何衡量標準,舊大陸棉鈴蟲 Helicoverpa armigera 都名列前茅。據估計,這種害蟲造成的年損失達 50 億美元。毛蟲會吃掉 180 多種植物,包括棉花、玉米、大豆、柑橘類水果和觀賞花卉。一隻雌蟲可以產下數千個卵,而成蟲棉鈴蟲蛾可以藉助風力飛行 2,000 公里——大約是從墨西哥城到新墨西哥州阿爾伯克基的距離。然而,這種入侵害蟲看起來與一種常見的北美物種玉米穗蟲 Helicoverpa zea 完全相同,這使得尋找和阻止新來者變得幾乎不可能。

直到最近,西半球還沒有舊大陸棉鈴蟲,它們主要在非洲、歐亞大陸和大洋洲肆虐。然而,2013 年,人們發現舊大陸棉鈴蟲在巴西襲擊番茄和大豆作物。此後,該物種在阿根廷和巴拉圭被發現;研究人員認為它很可能會向北蔓延。“它可以耐受各種環境條件,它可以吃很多不同的寄主,而且它可以飛行很遠的距離。所以沒有理由認為它不會透過墨西哥向上移動,”聯邦科學與工業研究組織的研究科學家、首批在巴西發現舊大陸棉鈴蟲的研究人員之一湯姆·沃爾什說。

肉眼無法區分新來者和玉米穗蟲,這使得在邊境海關檢查中進行識別變得不切實際,並且在境內調查期間難以進行。美國農業部正在資助開發一種新的快速識別方法,以儘可能長時間地阻止入侵者進入。如果棉鈴蟲確實進入美國,它們可能很難殺死。據美國農業部稱,該物種對殺蟲劑的抗藥性比任何其他目標昆蟲都要強。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於當今世界重大發現和塑造我們世界的想法的具有影響力的故事的未來。


目前僅存的主要農藥是蘇雲金芽孢桿菌 (Bt),一種天然存在的土壤細菌,用作農藥。Bt 毒素仍然對棉鈴蟲有效,但可能不會持續太久。研究人員在實驗室中可以輕鬆培育出抗 Bt 棉鈴蟲,而且在野外也經常發現抗藥性個體。亞洲和澳大利亞的農民竭盡全力延緩 Bt 抗藥性的蔓延,但南美洲的農民沒有這樣做。這可能會導致麻煩,因為北美和南美的農民都嚴重依賴經過基因改造以產生 Bt 毒素的作物。當棉鈴蟲到達美國時,它們可能已經具有抗藥性。“[舊大陸棉鈴蟲]進入美國的最大潛在可怕之處在於,它們將來自一個會因對 Bt 毒素的抗藥性而受到強烈選擇的地方。因此,我們不太可能得到[對 Bt 毒素]易感的[棉鈴蟲],”圖森市亞利桑那大學的昆蟲學教授布魯斯·塔巴什尼克說。

美國農業部官員正試圖阻止棉鈴蟲在該國建立種群,但首先他們必須找到它們。昆蟲學家可以透過它們的生殖器來區分成蟲蛾,但這隻能在費力的解剖後進行。毛蟲沒有生殖器,只能透過它們的 DNA 來識別,而使用傳統方法需要大約一週的時間。“問題是,如果您扣留一批易腐爛的新鮮農產品(如橙子或番茄),您不能用一週的時間來得到答案,”科羅拉多州立大學生物農業科學與害蟲管理系的科學研究員託德·吉利根說。吉利根開發了一種新的識別方法,只需 45 分鐘。

新方法的工作原理是靶向對所有舊大陸棉鈴蟲都相同但在其他物種中不同的 DNA 序列。研究人員使用一種稱為 PCR 的反應來複制這個序列的大量副本。通常,反應產物必須傳送到不同的實驗室進行分析,這佔據了大部分為期一週的處理時間。但吉利根及其同事透過使用一種稱為即時 PCR 的技術消除了這一步驟。透過這種方法,目標 DNA 在每次被複制時都會觸發微小的熒光閃光,使研究人員能夠在結果出現時看到它們。“我可以在 45 分鐘或更短的時間內給您答案。一旦我看到這種模式與那種模式,我可以在 30 分鐘內結束並準確地告訴您發生了什麼,”吉利根說。他在鱗翅目學會 2014 年的會議上介紹了他的方法。

美國農業部資助吉利根的研究主要是因為它需要一種更快的方法來識別在調查期間捕獲的成蟲蛾。如果蛾確實進入該國,官員將需要追蹤它們的傳播並鎖定新興種群。然而,據美國農業部動植物衛生檢驗局的國內診斷協調員喬爾·弗洛伊德稱,美國農業部也在考慮使用像吉利根這樣的分子方法來識別美國入境口岸的毛蟲。

在新方法可以實施之前,還需要做更多的研究。美國農業部需要確認其有效性,吉利根希望用其他標本和相關物種對其進行測試。但是,如果該方法有效,它可能正是我們看穿舊大陸棉鈴蟲偽裝所需要的。

© .