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入侵种“全球游” 揭示虫菌共生入侵机制

发布日期:2022-06-16 07:47   来源:未知   阅读:

  随着全球经济一体化,外来物种也忙着“全球游”,给环境、经济、生物安全等方面带来的影响日益突出。中国科学院动物研究所孙江华研究组通过对红脂大小蠹-共生微生物体系的系统研究,提出了关于入侵昆虫的“虫菌共生入侵学说”。

  随着全球贸易化进程的加快,生物入侵已被公认为是导致生物多样性丧失最主要原因之一。入侵种的入侵机制是入侵生物学的核心科学问题。已有假说主要从天敌、资源和生态位几方面阐述了入侵种的入侵性。现有的入侵理论主要关注入侵植物的入侵机制,而关于入侵昆虫的入侵理论较少。

  红脂大小蠹是一种源自美国的重大林业外来入侵害虫。自1999年在中国山西省发生后,又陆续在河北、河南、陕西等省暴发成灾,致死健康松树700余万株。近10余年来,中国科学院动物研究所孙江华研究组通过对红脂大小蠹-共生微生物体系的系统研究,揭示了红脂大小蠹及其伴生真菌的共生入侵假说(Lu et al. New Phytologist 2010);提出了伴生真菌独特单倍型促进虫菌的“返入侵”假说(Lu et al. Ecology 2011);从红脂大小蠹-伴生真菌-寄主互作等解析了红脂大小蠹入侵机制,及研发的以信息素为核心的防控技术在中国的成功应用(Sun et al. Annual Review of Entomology 2013);创建了红脂大小蠹-伴生真菌-细菌-寄主油松跨四界互作模型(Cheng et al. Scientific Reports 2016)。进而提出了关于入侵昆虫的“虫菌共生入侵学说”。近几年国内外在烟粉虱、瓢虫,松树蜂、松材线虫等重大入侵害虫研究中这一理论也不断被丰富和拓展(Zhao et al. Ecology 2013)。研究组应邀为《生态学、进化与系统学年度评论》(Annual Review of Ecology,Evolution, and Systematics)撰写关于“虫菌共生入侵学说”的综述。

  论文首先综述了已有的昆虫入侵机制和共生关系与生物入侵的关系,进而指出关于入侵昆虫的入侵理论较少。接着,综述从昆虫-共生微生物、昆虫-寄主植物-共生微生物和昆虫-寄主植物-共生微生物三个层次论证了虫菌共生入侵的潜在机制。文章的主体部分从生态和进化两个方面解析了虫菌共生入侵机制;提出了虫菌共生入侵学说的理论框架,建立了虫菌共生入侵学说。虫菌共生入侵学说为入侵种的风险评估和预测预报、入侵种的检验检疫和传播途径以及入侵种的综合防治提供新的思路,为后续研发关键控制技术奠定了坚实的理论基础。