作者:唐琳/整理 来源: 发布时间:2016-3-29 15:13:2
绿色防控 保障安全
——生物灾害爆发机制与控制

 
农业是我国国民经济的基础,害虫害鼠是制约我国农业生产持续稳定发展的重要因素之一。
 
近年来,随着全球气候的变化、农业产业结构的调整和农业耕作方式的转换,我国农业害虫害鼠发生的频率逐渐加快,危害性增强,发生范围扩大,所造成的损失有逐年增加的趋势。
 
而目前应对害虫持续猖獗为害,我国主要采用以化学防治为主的害虫防治手段,每年使用的化学农药高达100多万吨。
 
化学农药大量使用导致了害虫抗药性、农药残留、害虫再增猖獗等问题日趋严重,环境污染加剧,人畜中毒频发,农民负担加重,形成恶性循环,已成为制约我国社会经济可持续发展的重大隐患。
 
显然,开展重大害虫害鼠成灾机理研究,发展新的害虫害鼠可持续控制技术,减少化学农药的使用,是保障我国粮食安全、食品安全和生态安全的重要基础。
 
中国科学院动物研究所围绕我国重大农业害虫和入侵害虫等国家急需防控的对象及其技术,面向国际前沿,提出了生物灾害控制新思想、新概念、新理论;面向国家重大需求,建立了害虫害鼠监测预警防控体系,研发出生物农药、性信息素、天敌释放、LED灯等一系列绿色防控技术;面向国民经济主战场,通过构建绿色防控新体系,直接减少化学农药使用,保障了国家粮食安全和食品安全。
 
破解蝗虫爆发成灾机制
 
蝗灾是世界性农业灾害,长期威胁人类的粮食生产。现在每年蝗虫发生面积约在2000万公顷,防治经费高达十几亿元。但当前蝗灾治理防治却面临预测预报手段和体系落后、方法单一、化学农药大规模施用等诸多问题。
 
为突破困境,设计精确的靶标控制、建立预警系统和寻找新的防治策略,在“十二五”期间,动物所率先确定了世界范围内飞蝗种群进化关系以及迁飞扩散路线;阐释全球变化下蝗灾暴发规律,发现内蒙古草原退化及过度放牧导致的植物氮素含量下降是蝗灾暴发的重要机制之一;破译了飞蝗全基因组图谱,并解析其食性、迁飞和群聚等特性的遗传基础;系统揭示了蝗灾暴发的关键步骤——散居型和群居型相互转变的启动与维持的分子调控机制,发现miRNA-276调控蝗虫同步发育,奠定了靶标基因控制蝗虫的基础;从而发展了昆虫生态基因组学,为世界性蝗虫的遗传控制与生态治理提供了引领作用。
 
创新外来入侵害虫的信息流调控机制和技术体系
 
动物所针对外来入侵害虫的发生特点,从入侵害虫的预警平台、检测系统、防控措施等方面,围绕“本地共生生物如何协同害虫暴发成灾”的科学问题,以我国林业重大外来入侵种红脂大小蠹、松材线虫等为主要研究对象,开展了长期系统的原创性基础研究,并且与国家政府主管部门密切配合,建立了以信息流为核心的外来入侵害虫的监测、检疫、防控综合技术体系。
 
在红脂大小蠹方面,系统阐述了外来入侵害虫红脂大小蠹入侵的机制与原因;揭示了红脂大小蠹和伴生菌共生入侵机制,提出红脂大小蠹伴生菌独特单倍型的共生入侵和返入侵假说,发展了外来入侵害虫红脂大小蠹综合防控理论与信息素调控新技术,治理红脂大小蠹面积930.3万亩,防治面积达2823.72万亩次,压缩疫区面积847.83万亩;使该入侵害虫危害控制在1‰以下。
 
进一步明确了俗称为“松树癌症”的重大外来入侵种松材线虫转型发育特征,及其与媒介天牛—蓝变菌共生互作机制;阐明信息流调控的入侵害虫—寄主松树—伴生真菌—细菌相互作用,进而提出多种、多功能的微生物协同促进外来物种入侵成功,创建昆植关系研究中的跨四界互作模式;发展了新的信息流快速取样技术,提高了取样效率与防治水平,已成为我国行业标准,并被欧盟推荐使用。
 
引领全球生物防控新产品与新技术
 
基于长期的研究基础,动物所研发出高品质系列病毒原药及新型制剂的生产技术体系,获得10多项专利成果,并在合作企业投入生产。
 
获得了8个病毒生物农药登记证,有2个产品获得国家重点新产品证书,产能达到年产5000万亩次的规模,是当今全球最大的病毒生物农药研发和生产基地,仅2013~2014年就出口欧美约1000万美元。
 
结合自主研发的大尺度蚜虫监测系统、大面积赤眼蜂无人机投放系统,形成了高效、精准的生态防控体系;累计推广1亿多亩,直接减少1万多吨化学农药的田间释放,引领了全球生物防控新产品、新技术的发展。■
 
《科学新闻》 (科学新闻2016年3月刊 硕果)
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