973项目“重大农业害虫猖獗危害的机制及可持续控制的基础研究”简介

2006年9月,国家重点基础研究发展计划(973)农业领域2006年度项目“重大农业害虫猖獗危害的机制及可持续控制的基础研究”经科技部批准正式立项启动。该项目以全系统管理思想为指导,在基因、个体、种群、生态系统等不同层次,阐明我国重大农业害虫种群分化与暴发的分子基础,解析害虫与寄主作物及天敌间的相互作用机制,建立害虫监测与预警系统,提出重大农业害虫可持续控制的新途径和新方法,为我国农业减灾、经济的可持续发展奠定科学基础。项目的主要研究内容包括:害虫生长发育与生殖调控的分子机制;害虫对环境胁迫的适应机制;杀虫药剂诱导害虫再猖獗的机制;害虫与寄主植物的协同进化;天敌与害虫的互作及控害机制;作物-害虫-天敌食物网关系及其调控机理;重大害虫区域性暴发监测与预警。项目的总体目标为:阐明害虫生长发育、种群分化的分子基础,揭示害虫种群调节的内在机制;解析作物、害虫及天敌间的互作机制,丰富和发展植物-害虫-天敌协同进化理论;阐明主要害虫区域性灾变机理,发展害虫预警新技术;发展与环境相容的、增强自然控害功能的新技术,提出重大农业害虫可持续控制的新途径和新方法;凝炼一支害虫控制基础研究的创新团队,丰富和发展我国害虫管理的科学理论与实践,提升我国有害生物防控的原始创新和集成创新能力,扩大国际影响。     

《天敌昆虫应用原理和方法》

由湖南农业大学、中南林学院编著的《天敌昆虫应用原理和方法》一书于 2 0 0 3年 1 0月由湖南科技出版社出版 ,共41万字。包括天敌昆虫类群、寄生与寄生现象的进化、保护利用、天敌昆虫和昆虫地理学、杂草和天敌昆虫、天敌昆虫在农业生态系统中的地位及其特点、天敌种群生态学、群落生态学、天敌昆虫滞育和迁飞、性信息素和利它素、化学防治和微生物杀虫剂对天敌昆虫的影响、抗虫育种与天敌昆虫的关系、转基因作物抗虫研究与天敌昆虫、水生捕食性天敌昆虫和水质监测、天敌昆虫和植物检疫、引进天敌昆虫的风险评价、天敌昆虫鉴定、天敌昆虫大…     

大气CO2浓度升高对植物、植食性昆虫及其天敌的影响研究进展

自世界工业革命以来,化石燃料的大量使用以及人类对自然环境的过度破坏,致使大气CO₂浓度不断升高.研究大气CO₂浓度升高介导的农业生态系统内植物、植食性昆虫及其天敌的适应机制,对于阐明气候变化下农业害虫爆发危害规律,指导防控与减排具有重要意义.本文综述了大气CO₂浓度升高对农业生态系统中植物、植食性昆虫及天敌的影响,主要包括：1)相关研究方法的改进;2)大气CO₂浓度升高介导的寄主植物营养和次生代谢物质的变化;3)大气CO₂浓度升高对以植物为食的昆虫的个体生长发育、种群数量、行为的影响;4)天敌昆虫的生物学及捕食量与寄生率变化.最后对今后的研究方向进行了展望.     

多样化的棉田生态系统控害保益功能特征研究

应用数量分析与能量测定相结合的方法 ,定量地分析和比较了华北棉区多样化的套间作棉田生态系统与单作棉田生态系统中主要害虫、天敌的种群动态及其天敌对害虫的控制作用 .结果表明 ,多样化的套间作系统中苗蚜与 2代棉铃虫发生轻 ,而伏蚜与 3代棉铃虫发生重 ;套间作系统有利于天敌群落能量的生产 ,尤其是利于捕食性蜘蛛类群的能量生产 ;从棉田生态系统棉株 害虫 天敌相互作用关系来看 ,尽管间套作系统内天敌群落生产力增加 ,保护益虫 (天敌 )作用好 ,同时也增加了害虫群落生产力 ,其控害功能较差 .     

基于服务功能的昆虫生态调控理论

鉴于昆虫在植物传粉授精、害虫生物控制、土壤有机物分解中提供多种生态系统服务功能,本文在害虫生态调控、区域性害虫生态调控与生境管理的基础上,进一步提出基于多种生态服务功能的农田景观昆虫生态调控理论、方法与实践。认为:昆虫管理不仅仅是害虫的管理,还应包括有益昆虫(如传粉昆虫、天敌昆虫、分解昆虫)的管理,这种管理应从单一农田生态系统扩展到农田景观生态系统,充分考虑农田景观中昆虫的传粉功能、生物控害功能和分解功能,通过对功能植物、作物与非作物生境的空间布局以及时间序列上的生态设计,从空间上明确昆虫(包括害虫、天敌、传粉昆虫、分解昆虫)在不同生境中的转移扩散动态,从时间上掌握昆虫在不同寄主植物与非作物生境上的演替过程,从技术上着重发挥有利于昆虫的传粉功能、生物控害功能和分解功能的综合措施,在研究方法上突出使用稳定同位素、生态能量学、化学生态学等定量分析手段,研究景观区域内中"植物-昆虫"互作过程及其生态调控措施的作用,寻求不同时空条件下控害保益的关键措施,设计和组装出维持多功能的农田景观昆虫生态调控技术体系,创造有利于天敌控害、蜜蜂传粉、土壤分解的环境条件,以发挥昆虫类群在农田景观中最大的生态服务功能。     

植物-害虫-天敌互作机制研究前沿

植物-害虫-天敌之间的三级营养互作关系是当今进化生态学和化学生态学研究领域的前沿课题,也是寻找害虫可持续控制途径的重要基础。自2006年以来,我国昆虫学家在973项目《重大农业害虫猖獗危害的机制及可持续控制》的支持下,围绕害虫、植物、天敌协同进化机理的关键科学问题,以棉花-害虫-天敌、水稻-害虫-天敌和蔬菜-害虫-天敌系统为研究对象开展研究,发现OsHI-LOX参与虫害诱导的水稻茉莉酸(JA)信号途径合成,并通过水稻对二化螟和褐飞虱不同抗性作用的调控;寄主植物烟草受到棉铃虫和烟青虫危害后将被诱导产生化学防御作用,但它们的作用不同;绿叶挥发物(3Z)-hexen-ol是寄生蜂天敌定位寄主的最关键化合物,植物-害虫-天敌之间的互作关系受到光周期和CO2浓度升高而改变;植物对害虫直接的防御和通过寄生蜂对害虫的间接防御存在"权衡"关系;转基因棉花种植加重了盲椿象灾变。这些研究成果在Science,New Phytology,Plant Journal,Plant,Cell and Environment等刊物上发表论文150余篇,极大地提高了我国在作物-害虫-天敌三者之间关系的研究水平。     

中国稻田昆虫群落多样性及生态调控功能研究进展

稻田昆虫群落是农业昆虫群落总体的重要组成部分,也是稻田生态系统的重要结构。本文综述了我国稻田昆虫群落多样性及生态调控功能研究进展。显示,我国的稻田昆虫群落研究,主要围绕天敌资源利用与水稻害虫防治两个方面,且基于水稻害虫防治中心目标开展。而且,稻田昆虫群落常被分为捕食性昆虫、寄生性昆虫、中性昆虫、水稻害虫等亚群落或功能团被研究,且昆虫群落中重要天敌昆虫种群与重要水稻害虫种群密切联系。为此,本文主要就我国稻田昆虫群落与组成、稻田昆虫多样性与资源、水稻害虫发生动态、防治方法策略与害虫生态调控、食物网营养关系与能流、采样技术方法、稻田生态安全性评价指示生物等进展进行了介绍,并指出了未来发展的方向。     

植物干旱胁迫对植食性昆虫及其天敌的影响

全球正经历以变暖为主要特征的气候变化,由此带来的干旱将对农业生态系统造成重要影响。本文综述了干旱胁迫下寄主植物对植食性昆虫及其天敌影响的国内外最新研究进展。在干旱胁迫下,寄主植物物理性状、营养状况和次生代谢物质等均发生变化,这些变化导致植食性昆虫的生存环境和营养物质的获取等方面发生改变,从而影响了害虫生长发育和种群动态。干旱胁迫还导致寄主物候变化与昆虫发生不同步,使害虫缺乏食物。另外干旱也会引起植食性害虫天敌的种群发生变化,从而对植食性昆虫种群数量产生间接的影响。     

农田景观格局对害虫天敌生态控害功能的调控作用

如何提升农田景观的生态服务功能是当前景观生态学和害虫防治学的前沿研究热点.基于区域农田景观格局可显著调节植物-植食性昆虫-天敌之间相互关系的理论基础,本文系统概括总结了农田景观格局及其变化对农田重要天敌多样性与生态控害功能的影响.从不同天敌类群的角度,分析了农田景观格局对捕食性天敌、寄生性天敌、有益微生物及其生态控害功能的调控作用.同时,对优化农田景观作物布局、采取合理的植被生境管理策略进行了展望.本文可为应用植被生境管理提升农田景观中天敌的生态系统服务功能提供参考,进一步促进区域生态农业响应"化学农药减量施用"的战略目标提供理论支撑.     

多尺度空间下害虫生态调控理论与应用

不同尺度空间下农田生态系统具有不同的生境斑块组成结构,尺度性也是生态系统的重要特征之一.近年来,北美和欧洲等地区用农田生境管理与区域性景观设计相结合的研究方法实施多尺度空间下害虫生态调控,实现复合生态系统服务.其核心思想是以大区域景观设计和农田作物布局与农事管理的有机结合,通过农业景观格局的空间配置,调节种植模式、管理技术、乃至改变农业景观格局的空间配置等以切断害虫种群的生活史,建立和恢复天敌种群库与转移通道,从而最大程度地提高农业生态系统自身的控害功能.近年来,北美和欧洲对多尺度空间下农业复合生态系统服务功能都做了大量工作,尤其是田间尺度与景观尺度相结合的研究方法更是当前生境管理研究的重要内容.本文总结了多尺度空间下生态系统环境条件与天敌种群间的作用机制及假说,包括田间尺度上主要通过轮作与间套作、覆盖作物、减免耕及发展有机农业等方式提高天敌种群,景观尺度上通过生境斑块的空间配置来改变植物资源布局,最终提高天敌的控害作用.以期为深入地解析景观格局及复杂性对生物多样性的影响,揭示农业景观变化对昆虫种间关系的作用机制,在实践上为利用农田景观格局控制害虫种群发生提供新的途径与方法.