“快疫杆菌”（Xylella fastidiosa）会导致大量农作物患上各种严重疾病。除其他病害外，这种植物病原体还引发了加利福尼亚州和南美洲葡萄藤上的一种毁灭性病害，仅加利福尼亚州每年因此造成的经济损失就高达约1.04亿美元。
在一项独具创新的研究项目中，科学家们借助光学激光振动测量技术，分析了昆虫的求偶通讯行为——并发现了一种新的防治方法。与使用农药等现有措施不同，该方法不会对生态系统造成负面影响。这为欧洲的农民带来了希望和乐观情绪，该细菌自2013年以来一直在欧洲蔓延。
由昆虫学家罗德里戈·克鲁格纳（Rodrigo Krugner）领导的美国农业部（USDA）研究团队，已向加利福尼亚州葡萄园中的“快速枯萎杆菌”（Xylella fastidiosa）宣战。这种细菌会引发严重的植物病害，例如意大利的橄榄快速衰退综合征或巴西的柑橘溃疡病。 美国和南美洲的葡萄藤饱受皮尔斯病（Pierce’s disease）的困扰，该病会阻断植物内部的水和养分输送，导致植株在三年内完全死亡。研究团队确定了13种昆虫作为该病原体的传播媒介，其中包括体长约1厘米的小型蝉类——玻璃翅尖胸叶蝉（GWSS）。
GWSS是一种特别危险的媒介，因为它能够长距离飞行，且细菌在周边地区传播极快。25多年来，人们一直使用农药来控制GWSS的种群数量。然而，近年来叶蝉对喷洒农药的耐受性日益增强，这迫使研究人员探索新的方法。
昆虫学中的激光振动计
GWSS拥有一个复杂的通讯系统。它通过振动身体产生声音，从而将振动传递到植物上。这些昆虫通过腿部的感觉器官感知同类的信号。在寻找伴侣时，它们也会通过植物传递的振动进行交流。
“这些是传递给植物的频率和振动，如果没有专用设备，我们是听不到的”
研究团队的想法是首先破译这些频率和振动，从而找到一种方法来阻止或干扰它们：“我们的方法是干扰昆虫的通信。第一步是识别并描述它们的求偶声。我们还寻找它们通信系统中的薄弱环节。这些就是我们将尝试进行干扰的地方，”克鲁格纳说。研究人员使用了Polytec 公司生产的一款便携式激光振动传感器来采集和分析这些频率。
适用于实验室和野外研究的移动式振动测量
这款紧凑型振动计的测量距离可在0.4米至20多米之间调节，且功耗低，因此特别适用于生物采样——无论是实验室分析，还是直接在葡萄园进行的现场测试。当前版本的便携式、自含式激光振动计可通过光学方式测量物体在直流至100 kHz频率范围内的振动速度，且无需接触。
研究成果与未来项目
该方法在实验室中已初显成效：在134对绿瓢虫中，未接受声波干扰的对照组中有28对完成了交配；而在接受干扰信号声波处理的134对中，仅有1对完成了交配。 克鲁格总结道，该新方法在田间试验中也证明了其价值：“我们将播放的声音带到田间，成功干扰了葡萄园中未交配昆虫的交配行为。”
该方法可与现有措施相结合，例如大面积喷洒杀虫剂或大规模投放害虫的天敌。与使用有毒喷雾或外来捕食者不同，声波干扰仅针对特定物种，对本地有益昆虫没有任何影响。GWSS的通信频率也是该蝉种所特有的。
这种创新且环保的方法，加上现有数据，让我们有理由乐观地认为，美国农业部（USDA）已经开发出一种成功潜力极高的方法，不仅能够控制绿瓢虫（GWSS）种群，还能控制其他害虫。 当前的任务是收集更多、更全面的数据，并优化葡萄棚架上的声波处理方案。信号源距离越远，频率越低，对昆虫的干扰作用就越小。研究团队还计划借助光学振动测量技术，分析其他“快速梭状杆菌”传播媒介以及其他植物病害。
