长期协力开展农业害虫生物防治的研究探索,已在外来入侵害虫生物学、害虫寄生蜂学、害虫流行病学、植物-害虫-天敌多层次互作、新型杀虫蛋白功能基因及真菌杀虫剂等领域的研究中形成了优势显著、创新水平和成就得到公认的创新群体,核心成员包括国际昆虫学杰出成就奖获得者1人、长江学者特聘教授2人、国家杰出青年科学基金获得者3人及入选教育部人才计划4人。本创新群体将运用现代生物学理论和技术,深入开展植物-害虫-天敌多层次互作关系的研究,揭示作为生物防治基础的多层次互作系统的物质、能量和信息联系实质;重点发掘和利用天敌昆虫、杀虫微生物资源和新型杀虫蛋白及其功能基因资源,研究开发生态控制、行为控制、免疫控制和微生物控制的新技术,针对蔬菜等作物系统,构建和优化针对不同类型害虫的综合治理新策略和配套技术体系,大幅减少化学杀虫剂用量。群体协力攻关,构建支撑高效生态农业的生物防治新理论和新技术体系。
Agricultural insect pest;Resource of natural enemy;Entomopathogen;Multiple-trophic interaction;Biotic interaction
本创新研究群体三年来紧密围绕农业害虫生物防治主题,按计划在天敌生物资源的发掘与评价、重要生物防治基因资源的发掘与利用、作物系统中多营养层及种间互作机制、农业害虫生物防治新策略新技术四个方面开展研究,取得了重要进展,其中植物-害虫-天敌互作、植物-害虫-病毒互作、生防真菌抗逆基因的发掘及其抗逆机制几方面的研究取得重要突破。在植物-害虫-天敌互作的研究中,首次综合揭示了水稻诱导抗虫反应的多个重要化学与分子机理,如水稻磷脂酶基因正向调控虫害诱导的植物激素和次生化合物的生物合成、虫害诱导释放的水稻挥发物芳樟醇和β-石竹烯能对害虫及其天敌产生多种调控功能,筛选到一种能激发水稻引诱褐飞虱及其卵期天敌的诱导剂,并在田间试验中证实了其有效性。在植物-害虫-病毒互作研究方面,以烟粉虱-中国番茄黄化曲叶病毒-烟草为物种组合开展研究,揭示由病毒卫星编码的致病蛋白?C1启动了病毒对植物中茉莉酸代谢相关抗性的压抑,病毒侵染压抑了植物中萜类物质的合成,进而促成了这种通过寄主植物介导的烟粉虱-双生病毒之间的互利共生,首次从生理和分子水平综合揭示了媒介昆虫-植物病毒之间互利共生的机制。在生防真菌抗逆基因及其抗逆机制方面,突破了生防真菌缺乏抗性标记的遗传操作技术难题,成功构建了单基因敲除和回补的骨架质粒用于白僵菌、绿僵菌等生防真菌的正向遗传操作,由此发掘出一批抗逆、毒力相关的效应基因和信号因子,大大丰富了生防真菌耐夏季高温、抗紫外辐射、抗杀菌剂、耐高渗、抗氧化的基因资源,并揭示了部分目标基因的抗逆机理。三年来在生物防治及密切相关领域国际主流学术期刊发表论文69篇,包括Ecology Letters、Plant Journal、Plant Physiology、New Phytologist、Environmental Microbiology、Biological Control等, 另获国家发明专利12项。研究工作整体上居国际先进水平,部分居国际领先水平。 随着研究水平的提升,本创新研究群体在承担重大科研任务的能力、学术组织中的作用和地位、学术期刊中的作用和发言权几方面也获得显著提升。群体学术带头人刘树生教授2012年当选国际昆虫学会理事会执行理事、中国昆虫学会副理事长;群体主要成员目前在9个SCI期刊中共担任14个学科主编和编委的职位。