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浙大教授《科学》发表论文揭示超级害虫入侵新机制

交配互作促进害虫入侵及其对土著生物的取代

发布时间:2007-11-09来源:作者:浏览次数:51404


    被列为全球100种最危险入侵生物之一的B型烟粉虱,其强大的入侵能力源于它的一项极具威力的行为机制——“非对称交配互作”。浙江大学昆虫科学研究所、中国农业科学院植物保护研究所与澳大利亚同行的合作研究首次发现了这一机制,被《科学》杂志评价为入侵生物学领域的开拓性工作,将对这一学科的发展起到显著的推动作用,相关论文《非对称交配互作驱动一种粉虱的广泛入侵及对土著生物的取代》11月8日发表在该杂志“科学特快”栏目。浙江大学刘树生教授是论文的第一作者兼通讯作者。日前,《科学》杂志编辑部对刘树生教授做了电话专访,相关报道同时在《科学》杂志网站(www.sciencemag.org)上登载。
    
    B型烟粉虱是科技界有史以来唯一被冠以“超级害虫”称谓的昆虫,目前已迅速入侵到世界各地。他们大量取食危害番茄、烟草、棉花等数十种重要经济作物,传播双生病毒引发植物病毒病蔓延成灾,取代危害性不大的土著烟粉虱导致本地生物灭绝,造成大片作物严重减产和绝收,严重危害种植业的持续发展和食品安全。
    
    刘树生教授领衔的科研团队于1995-2006年间在中国浙江、澳大利亚昆士兰共40多个地点进行野外系统采样调查,在研究过程中,设计了一套独特的录像系统来观察和分析烟粉虱的交配行为。研究发现,“非对称交配互作”是B型烟粉虱入侵的一个关键机制:入侵烟粉虱和土著烟粉虱土著烟粉虱共存时,B型烟粉虱雌成虫与雄成虫之间的交配更频繁,卵子受精率提高,产下更多的雌性后代。而且,尽管B型烟粉虱雄虫不与土著烟粉虱雌虫交配,但是它们向土著烟粉虱雌虫求爱,干扰了土著烟粉虱雄雌性之间的交配。由于这种作用是对一方有利而对另一方有害,因此称之为“非对称交配互作”。
    
    《科学》杂志的论文评审专家认为该设计之巧妙,数据之系统和完整,在入侵生物学研究领域实属罕见,所做的结论令人信服。这一成果为解释该害虫的广泛入侵并取代土著烟粉虱的现象和规律,以及对其进一步入侵和地域扩张的预警提供了重要的理论基础,同时昆虫学、农学、动物行为学、进化生物学等学科领域也会从中得到启迪。
    
     “这种害虫目前正给中国的农业和环境造成很严重的破坏。由于中国的农业比许多发达国家的更脆弱,我预计其带来的损害会更严重、而且会持续多年。我们刚做了3天的大田调查,很痛心地看到由于这个害虫以及它传播的病毒的危害,浙江省许多种植西红柿的菜农今年面临绝收”。 刘树生说,入侵烟粉虱及其所传植物双生病毒是我国种植业今后较长一段时间内必须有效应对的重大挑战。
    
    近年来,课题组依据该害虫的入侵危害规律,针对番茄等作物发展构建了因地制宜的防控方法。在浙江温州苍南等番茄地使用了“清洁田园预备无病虫苗床—防虫网培育无虫苗—悬挂黄色胶板粘杀成虫—适时使用高效低毒农药杀灭害虫”的综合防虫技术,不仅能降低70%的农药用量,而且防虫效果非常好,急需加大推广力度,使其在生产中得到普遍应用。同时,刘树生教授的合作伙伴,澳大利亚CSIRO昆虫研究所的P. J. De Barro在引入天敌防治烟粉虱方面有着多年的经验,明年他将把这些措施介绍到中国并开展相关合作研究。
    
    (涵冰)