首页
>
成果首页
>
全球气候变化下CO<sub>2</sub>浓度升高驱动重大入侵害虫西花蓟马扩张与灾变机制
全球气候变化下CO<sub>2</sub>浓度升高驱动重大入侵害虫西花蓟马扩张与灾变机制
| 成果信息 |
| 项目年度编号： |
2600060004 |
| 限制使用： |
国内 |
| 省市： |
云南 |
| 中图分类号： |
S433.4 |
| 成果类别： |
基础研究 |
| 成果公布年份： |
2025 |
| 关键词： |
害虫防治
西花蓟马
杀虫剂
|
| 成果简介： |
全球气候变暖是人类目前所面临的最重大环境问题，而大气中CO<sub>2</sub>浓度的增加是引起气候变暖的一个重要原因。作为植物进行光合作用的原料，CO<sub>2</sub>浓度的变化将会对植物及以之为食的昆虫产生影响。重大入侵害虫西花蓟马（Frankliniella occidentalis）不仅直接取食为害寄主植物，还能传播番茄斑萎病毒等多种重大植物病毒并造成巨大经济损失，严重制约花卉、蔬菜及水果等产业发展，2023年被农业农村部列入《一类农作物病虫害名录》。然而，针对全球气候变化下西花蓟马入侵扩张与种群暴发成灾机制的研究还不够系统深入。项目组经过14年的联合攻关，在多项国家自然科学基金的持续资助下，综合运用种群生态、生理生化、分子生物学等技术方法，聚焦西花蓟马竞争取代本地蓟马的生理生态学响应机制、西花蓟马对寄主植物的适应性机理以及西花蓟马对杀虫剂产生抗性的生理机制等关键科学问题开展系统研究，建立了CO<sub>2</sub>浓度变化驱动寄主植物-害虫动态互作的研究模式，为深入理解害虫抗药性演化提供了新认识，也为深入解析气候变化下西花蓟马传播扩散与种群暴发机制奠定了坚实理论基础，对促进云南花卉等特色产业发展具有重要意义。取得的原创性重要发现如下：
1. 首次阐明CO<sub>2</sub>浓度升高加速了西花蓟马对本地近缘种花蓟马的竞争取代机制，为深入解析西花蓟马入侵扩张及其种群暴发成灾机制提供了科学依据。通过在不同CO<sub>2</sub>浓度条件下开展入侵害虫西花蓟马与本地近缘种花蓟马的生物学、种群生态学及生理响应机制比较研究，首次发现高CO<sub>2</sub>浓度条件下西花蓟马的适应能力明显强于花蓟马，且CO<sub>2</sub>浓度的升高加速了入侵种的种群扩张及其对本地近缘种的竞争取代；明确了生活周期短、繁殖力高、世代重叠明显、适应性强、种群数量大且多虫态并存等特性是西花蓟马暴发成灾的重要内因。
2. 探明了高CO<sub>2</sub>浓度下西花蓟马对寄主植物的适应性机理，为有效利用寄主植物防控西花蓟马奠定了理论基础。研究明确了高CO<sub>2</sub>浓度下寄主植物的营养品质提升及部分防御性化合物含量下降，促进了西花蓟马的生长发育与繁殖。高CO<sub>2</sub>浓度下寄主植物对西花蓟马为害的防御反应增强，但西花蓟马对寄主植物的反防御能力同步增强；高CO<sub>2</sub>浓度下西花蓟马唾液活性蛋白FoDESP8对寄主叶片H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>和茉莉酸的抑制作用增强，进而削弱了寄主基于植物激素和次生代谢等的防御反应，提升了西花蓟马的寄主适应性。寄主选择试验表明，邻苯二甲酸二酯、反式角鲨烯、乙基苯等可开发成引诱剂用于西花蓟马的田间生态防控。
3. 发现CO<sub>2</sub>浓度升高加速了西花蓟马的抗药性发展，高CO<sub>2</sub>浓度下杀虫剂的使用将进一步加速西花蓟马对本地近缘种花蓟马的竞争取代。从昆虫毒理、生理生化、转录组等方面全面解析并比较了高CO<sub>2</sub>浓度条件下西花蓟马和本地近缘种花蓟马对杀虫剂的响应，发现西花蓟马对杀虫剂胁迫的适应性强于花蓟马，并揭示了其生理生化机制，阐明了西花蓟马在传播扩散过程中不断积累的强耐药性是其成功定殖到新入侵地的原因之一。高浓度CO<sub>2</sub>和杀虫剂双重胁迫进一步加速了西花蓟马对花蓟马的竞争取代，为系统解析全球气候变化下重大入侵害虫西花蓟马的种群扩张与暴发成灾机制奠定了理论基础。
该成果共发表学术论文36篇，其中SCI论文11篇（中科院一区TOP期刊6篇）；20篇核心期刊论文的累计影响因子54.962，他引306次；获授权国家发明专利2件、软件著作权2件；培养省级人才4名、博士硕士研究生10名，省级优秀博士、硕士学位论文5篇。该项目成果得到国内外同行的广泛关注和高度认可，部分成果处于国际领先水平，证实了该成果的科学发现和学术观点对昆虫学科的发展具有重要的推动和促进作用。 |
| 申报信息 |
| 计划名称： |
国家自然科学基金 |
| 相关人信息 |
| 完成单位： |
云南农业大学 |
| 完成人： |
桂富荣 钱蕾 陈法军 樊宗芳 陈亚平 杨军章 |
| 行业及专利信息 |
| 应用行业名称： |
农业服务业 |
| 应用行业码： |
051 |
| 转让信息 |
| 投资信息 |
| 推广信息 |
| 联系信息 |
| 联系单位名称： |
云南农业大学 |
| 联系单位地址： |
云南省昆明市黑龙潭 |
| 邮政编码： |
650201 |
