劉樹生《科學(xué)》發(fā)文揭示超級害蟲入侵新機(jī)制

交配互作促進(jìn)害蟲入侵及其對土著生物的取代

發(fā)布時間:2007-11-09來源:作者:23630


    被列為全球100種最危險入侵生物之一的B型煙粉虱,其強(qiáng)大的入侵能力源于它的一項(xiàng)極具威力的行為機(jī)制——“非對稱交配互作”。浙江大學(xué)昆蟲科學(xué)研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與澳大利亞同行的合作研究首次發(fā)現(xiàn)了這一機(jī)制,被《科學(xué)》雜志評價為入侵生物學(xué)領(lǐng)域的開拓性工作,將對這一學(xué)科的發(fā)展起到顯著的推動作用,相關(guān)論文《非對稱交配互作驅(qū)動一種粉虱的廣泛入侵及對土著生物的取代》11月8日發(fā)表在該雜志“科學(xué)特快”欄目。浙江大學(xué)劉樹生教授是論文的第一作者兼通訊作者。日前,《科學(xué)》雜志編輯部對劉樹生教授做了電話專訪,相關(guān)報道同時在《科學(xué)》雜志網(wǎng)站(www.sciencemag.org)上登載。
    
    B型煙粉虱是科技界有史以來唯一被冠以“超級害蟲”稱謂的昆蟲,目前已迅速入侵到世界各地。他們大量取食危害番茄、煙草、棉花等數(shù)十種重要經(jīng)濟(jì)作物,傳播雙生病毒引發(fā)植物病毒病蔓延成災(zāi),取代危害性不大的土著煙粉虱導(dǎo)致本地生物滅絕,造成大片作物嚴(yán)重減產(chǎn)和絕收,嚴(yán)重危害種植業(yè)的持續(xù)發(fā)展和食品安全。
    
    劉樹生教授領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)于1995-2006年間在中國浙江、澳大利亞昆士蘭共40多個地點(diǎn)進(jìn)行野外系統(tǒng)采樣調(diào)查,在研究過程中,設(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的錄像系統(tǒng)來觀察和分析煙粉虱的交配行為。研究發(fā)現(xiàn),“非對稱交配互作”是B型煙粉虱入侵的一個關(guān)鍵機(jī)制:入侵煙粉虱和土著煙粉虱土著煙粉虱共存時,B型煙粉虱雌成蟲與雄成蟲之間的交配更頻繁,卵子受精率提高,產(chǎn)下更多的雌性后代。而且,盡管B型煙粉虱雄蟲不與土著煙粉虱雌蟲交配,但是它們向土著煙粉虱雌蟲求愛,干擾了土著煙粉虱雄雌性之間的交配。由于這種作用是對一方有利而對另一方有害,因此稱之為“非對稱交配互作”。
    
    《科學(xué)》雜志的論文評審專家認(rèn)為該設(shè)計(jì)之巧妙,數(shù)據(jù)之系統(tǒng)和完整,在入侵生物學(xué)研究領(lǐng)域?qū)崒俸币姡龅慕Y(jié)論令人信服。這一成果為解釋該害蟲的廣泛入侵并取代土著煙粉虱的現(xiàn)象和規(guī)律,以及對其進(jìn)一步入侵和地域擴(kuò)張的預(yù)警提供了重要的理論基礎(chǔ),同時昆蟲學(xué)、農(nóng)學(xué)、動物行為學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域也會從中得到啟迪。
    
    “這種害蟲目前正給中國的農(nóng)業(yè)和環(huán)境造成很嚴(yán)重的破壞。由于中國的農(nóng)業(yè)比許多發(fā)達(dá)國家的更脆弱,我預(yù)計(jì)其帶來的損害會更嚴(yán)重、而且會持續(xù)多年。我們剛做了3天的大田調(diào)查,很痛心地看到由于這個害蟲以及它傳播的病毒的危害,浙江省許多種植西紅柿的菜農(nóng)今年面臨絕收”。 劉樹生說,入侵煙粉虱及其所傳植物雙生病毒是我國種植業(yè)今后較長一段時間內(nèi)必須有效應(yīng)對的重大挑戰(zhàn)。
    
    近年來,課題組依據(jù)該害蟲的入侵危害規(guī)律,針對番茄等作物發(fā)展構(gòu)建了因地制宜的防控方法。在浙江溫州蒼南等番茄地使用了“清潔田園預(yù)備無病蟲苗床—防蟲網(wǎng)培育無蟲苗—懸掛黃色膠板粘殺成蟲—適時使用高效低毒農(nóng)藥殺滅害蟲”的綜合防蟲技術(shù),不僅能降低70%的農(nóng)藥用量,而且防蟲效果非常好,急需加大推廣力度,使其在生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。同時,劉樹生教授的合作伙伴,澳大利亞CSIRO昆蟲研究所的P. J. De Barro在引入天敵防治煙粉虱方面有著多年的經(jīng)驗(yàn),明年他將把這些措施介紹到中國并開展相關(guān)合作研究。
    
    (涵冰)