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2018年，加拿大新斯科舍省的农民注意到一种许久未见的害虫——欧洲玉米螟。这种害虫于1917年被引入美国，并在1940年代传播至大多数主要玉米种植区。
被称为“十亿美元的害虫”，欧洲玉米螟通过在玉米茎中钻孔并以此为食，造成了产量损失，直到1996年Bt玉米的引入。玉米叶上水平的穿孔线是识别玉米螟的主要标志。
新斯科舍的发现促使研究人员在整个加拿大进行调查，他们在各地发现了与新斯科舍相同的Cry1F抗性。Cry1F是用于Bt玉米的一种晶体蛋白，能够阻止幼虫。
“在2018年至2023年间，研究人员开始在加拿大进行采集，发现欧洲玉米螟对Cry1F毒素表现出抗性，”康涅狄格农业实验站的农业昆虫学家Kelsey Fisher表示。
此次实验
由于在加拿大发现Cry1F抗性，Fisher想要研究在美国是否也存在抗性。Fisher拥有昆虫学博士学位，她提到新斯科舍“晚到了使用双毒产品的派对”，而且当地仍然使用的是单毒产品，而这在美国中西部早已下架。2023年，她在康涅狄格州纽黑文北部的Lockwood Farms的15英亩田地中，种植了五种不同的甜玉米品种。
“甜玉米中没有Cry1F，所以我们无法测试Cry1F抗性，”Fisher说。“我们也不认为会发现什么。”
前两种品种，Providence和Obsession，都是非Bt玉米。第三种品种Obsession Two包括Cry1A.105和Cry2AB2特性。最后两种品种，Attribute和Remedy，则包含Cry1Ab特性。Fisher和研究团队在6月进行了晚种，并在9月对玉米进行了监测。
“当我在9月去监测的时候，我立刻发现了玉米螟，”Fisher说。
Fisher表示，在她观察的300株玉米植物中，大约17%都发现了欧洲玉米螟的迹象。为了确认她的发现，她招募了马里兰大学的名誉教授Galen Dively和安大略省Ridgetown校园的田间作物昆虫学助理教授Jocelyn Smith进行作物调查。在10月20日的同一块田地中，他们再次发现了欧洲玉米螟的证据。
“所以那时我才意识到，‘好吧，我不是疯子，这确实在发生，’”Fisher表示。
Fisher在2024年通过与马里兰大学扩展部的甜玉米哨兵监测网络合作，扩大了寻找欧洲玉米螟的范围。志愿者网络通常只收集玉米耳，Fisher请求在26个州和五个加拿大省的志愿者打开玉米茎，寻找欧洲玉米螟的踪迹。她还在康涅狄格州扩大了网络，并种植了与2023年相同的甜玉米品种标准混合，以及一些Cry1F种子在三处不同的农场。
“当你第一次发现某个问题时，当然不想立刻就响警报，直到你了解情况的真相，”Fisher说。“我们只见过一次，那么接下来会发生什么？”
Fisher还访问了康涅狄格州最大的两家玉米农场，Laurelbrook Farm和Oakridge Dairy。在获得许可后，她在免费资料袋植物中，仅在其中找到了欧洲玉米螟的证据，这些植物是Bt玉米和非Bt玉米的混合。
研究结果
在2024年康涅狄格州种植的田地中，Fisher表示他们在所有Bt植物中发现了欧洲玉米螟幼虫，但数量比2023年“低得多”。在Cry1F植物中，Fisher和她的团队发现了非常少量的穿孔，且没有幼虫，这与在新斯科舍的结果截然不同。在其余的甜玉米哨兵监测网络中，结果也是类似。
“我们仅在加拿大和康涅狄格州发现了欧洲玉米螟，而在非Bt玉米中寻找玉米螟的志愿者几乎没有发现它们，”Fisher说。
假设
为何2024年的结果与2023年如此不同？Fisher表示，欧洲玉米螟的种群是周期性的，每年波动。然而，除了康涅狄格州外，其他地方都没有找到害虫，令Fisher产生了另一个疑问。
“我不断被问到，‘为什么是康涅狄格州？’”Fisher说。“我的直觉是，‘因为我去观察了。’”
Fisher提出的第一个假设是欧洲玉米螟来自加拿大。她表示，玉米螟每代可以传播6.2至49.7英里，每年有两代，理论上每年可以传播12.4至99.4英里。然而，她表示2024年在马萨诸塞州的另一个哨兵地点并未发现玉米螟，该地点位于加拿大和康涅狄格州之间。
Fisher提出的另一个假设是，加拿大和康涅狄格州面临着类似的选择压力。
“我们有非常低的行作物产量，并且在连续的玉米种植中，”Fisher表示。“农民们正在选择低木质素的杂种，远比种植其他用途的玉米时限制的更为严格。”
Fisher提出欧洲玉米螟在康涅狄格州出现的最后一个可能解释是有机作物的生产量。根据2022年的数据，381,539英亩的总生产面积中，只有1,185英亩是有机认证的，但Fisher表示，许多康涅狄格州的农场在未获得认证的情况下采用有机耕作。她指出，当地的农场参观和采摘设施使用DiPel，这是一种生物昆虫杀灭剂，用于有机耕作。
“有趣的是，DiPel含有Cry1A，但不含Cry1F，”Fisher说。“因此，当我说我发现了对Cry1A蛋白的抗性，但没有对Cry1F的抵抗时，也许是因为有机耕作的实践。”
推荐措施
Fisher表示，她将继续研究Bt抗性玉米螟的背景基因，继续种植哨兵地块，设置性引诱陷阱，并监测康涅狄格州的情况。她建议农民轮作作物和Bt性状，以减少连续施压的可能，考虑使用性引诱陷阱进行监测，并通过分裂玉米茎和识别穿孔迹象来寻找欧洲玉米螟。
“我算是一个警报者，提醒大家可能会有问题出现，”Fisher说。“因此，在问题到来之前，让我们做好准备。”
