我国科学家研究揭示烟粉虱入侵机制

　　一项由中国和澳大利亚科学家刚完成的研究揭示：烟粉虱的交配行为能帮助其入侵土著烟粉虱种群的领地，将危害性不大的土著烟粉虱灭绝并予以取代。描述这些研究和发现的论文发表于2007年11月8日《科学》杂志的电子版“科学特快”栏目。

　　烟粉虱是世界上危害最大的入侵物种之一，在入侵过程中对中国以及其他多个国家和地区的许多农作物造成毁灭性危害。这项研究显示，行为机制在动物入侵中能起关键作用。了解入侵过程对害虫管理很重要，因为这能帮助研究人员就外来害虫入侵以及取代土著近缘生物的范围和速度作出准确预警。研究人员的报告说，烟粉虱的成功至少部分是因为它们与土著烟粉虱共存后，繁殖速度更快，同时还抑制土著烟粉虱的繁殖率。文章第一作者、浙江大学教授刘树生说：“我们文章中报道的这一入侵害虫目前正给中国的农业和环境造成很严重的破坏。由于中国的农业比许多发达国家更脆弱，我预计其带来的损害会更严重，而且会持续多年。”

　　为了监测B型烟粉虱的行为，在这一害虫入侵和取代两个地区的土著烟粉虱的过程中，刘树生博士和他的同事分别于2004年到2006年间在中国浙江，以及1995年到2005年在澳大利亚昆士兰对烟粉虱种群进行了野外系统采样调查。他们还进行了种群实验研究，用笼罩植物的方法模拟取代过程，而且他们设计了一套独特的录像系统来观察和分析昆虫的活动，以及在植物上外来烟粉虱和土著烟粉虱之间的交配相互作用。

　　文章作者发现了被他们称为入侵烟粉虱和土著烟粉虱之间的“非对称交配互作”：当与土著烟粉虱共存时，B型烟粉虱雌成虫与雄成虫之间的交配更频繁，卵子受精率提高，产下更多的雌性后代。而且，尽管B型烟粉虱雄虫不与土著烟粉虱雌虫交配，但是它们向土著烟粉虱雌虫求爱，干扰了土著烟粉虱雄雌性之间的交配。

http://www.cab.zju.edu.cn/IAE/intro/liuss.htm

烟粉虱(Bemisia  tabaci)是世界上危害最大的入侵物种之一，在入侵过程中对中国以及其他多个国家和地区的许多农作物造成毁灭性危害。一项在中国和澳大利亚完成的研究揭示，这一害虫的交配行为能帮助其入侵土著烟粉虱种群的领地，将危害性不大的土著烟粉虱灭绝并予以取代。

研究人员报告说，烟粉虱的成功至少部分因为它们与土著烟粉虱共存后，繁殖速度更快，它们同时还抑制土著烟粉虱的繁殖率。

这项研究显示，行为机制在动物入侵中起到了关键作用。了解入侵过程对害虫管理很重要，因为这能帮助研究人员就外来害虫入侵以及取代土著近缘生物的范围和速度作出准确预警。

烟粉虱包括许多不同的遗传群或“生物型”。B型烟粉虱可能起源于地中海—小亚细亚地区，并且传播到世界大多数地方，被认为是世界上危害性最大的农业害虫。伴随观赏性植物和其他植物的运输，该害虫在上世纪90年代初期入侵到澳大利亚，90年代中期入侵到中国。它通过取食植物汁液和传播病毒危害多种农作物。

文章第一作者、中国杭州市浙江大学的刘树生说：“我们文章中报道的这一入侵害虫目前正给中国的农业和环境造成很严重的破坏。由于中国的农业比许多发达国家更脆弱，我预计其带来的损害会更严重，而且会持续多年。我们刚做了3天的大田调查，便很痛心地看到由于这个害虫以及它传播的病毒的危害，有些种植西红柿的菜农很可能面临绝收。”

为了监测B型烟粉虱的行为，在这一害虫入侵和取代两个地区的土著烟粉虱的过程中，刘树生和他的同事分别于2004年到2006年在中国，以及1995年到2005年在澳大利亚，对烟粉虱种群进行了野外系统采样调查。

他们还进行了种群实验研究，用笼罩植物的方法模拟取代过程，而且他们设计了一套独特的录像系统来观察和分析昆虫的运动，以及外来烟粉虱和土著烟粉虱之间的交配互相作用。

文章作者发现了被他们称为入侵烟粉虱和土著烟粉虱之间的“非对称交配互作”：当与土著烟粉虱共存时，B型烟粉虱雌成虫与雄成虫之间的交配更频繁，卵子受精率提高，产下更多的雌性后代。而且，尽管B型烟粉虱雄虫不与土著烟粉虱雌虫交配，但是它们向土著烟粉虱雌虫求爱，干扰了土著烟粉虱雄雌性之间的交配。

这些发现发表于11月8日的《科学》杂志网络版。

浙大教授首次发现生物入侵新机制  http://www.biotech.org.cn/news/news/show.php?id=46688

刘树生教授获国际昆虫学杰出成就奖  http://www.biotech.org.cn/news/news/show.php?id=17826

        被列为全球100种最危险入侵生物之一的B型烟粉虱，其强大的入侵能力源于它的一项极具威力的行为机制——“非对称交配互作”。浙江大学昆虫科学研究所、中国农业科学院植物保护研究所与澳大利亚同行的合作研究首次发现了这一机制，被《科学》杂志评价为入侵生物学领域的开拓性工作，将对这一学科的发展起到显著的推动作用，相关论文《非对称交配互作驱动一种粉虱的广泛入侵及对土著生物的取代》11月8日发表在该杂志“科学特快”栏目。浙江大学刘树生教授是论文的第一作者兼通讯作者。日前，《科学》杂志编辑部对刘树生教授做了电话专访，相关报道同时在《科学》杂志网站（www.sciencemag.org）上登载。

        B型烟粉虱是科技界有史以来唯一被冠以“超级害虫”称谓的昆虫，目前已迅速入侵到世界各地。他们大量取食危害番茄、烟草、棉花等数十种重要经济作物，传播双生病毒引发植物病毒病蔓延成灾，取代危害性不大的土著烟粉虱导致本地生物灭绝，造成大片作物严重减产和绝收，严重危害种植业的持续发展和食品安全。

        刘树生教授领衔的科研团队于1995-2006年间在中国浙江、澳大利亚昆士兰共40多个地点进行野外系统采样调查，在研究过程中，设计了一套独特的录像系统来观察和分析烟粉虱的交配行为。研究发现，“非对称交配互作”是B型烟粉虱入侵的一个关键机制：入侵烟粉虱和土著烟粉虱土著烟粉虱共存时，B型烟粉虱雌成虫与雄成虫之间的交配更频繁，卵子受精率提高，产下更多的雌性后代。而且，尽管B型烟粉虱雄虫不与土著烟粉虱雌虫交配，但是它们向土著烟粉虱雌虫求爱，干扰了土著烟粉虱雄雌性之间的交配。由于这种作用是对一方有利而对另一方有害，因此称之为“非对称交配互作”。

        《科学》杂志的论文评审专家认为该设计之巧妙，数据之系统和完整，在入侵生物学研究领域实属罕见，所做的结论令人信服。这一成果为解释该害虫的广泛入侵并取代土著烟粉虱的现象和规律，以及对其进一步入侵和地域扩张的预警提供了重要的理论基础，同时昆虫学、农学、动物行为学、进化生物学等学科领域也会从中得到启迪。

        “这种害虫目前正给中国的农业和环境造成很严重的破坏。由于中国的农业比许多发达国家的更脆弱，我预计其带来的损害会更严重、而且会持续多年。我们刚做了3天的大田调查，很痛心地看到由于这个害虫以及它传播的病毒的危害，浙江省许多种植西红柿的菜农今年面临绝收”。  刘树生说，入侵烟粉虱及其所传植物双生病毒是我国种植业今后较长一段时间内必须有效应对的重大挑战。

        近年来，课题组依据该害虫的入侵危害规律,针对番茄等作物发展构建了因地制宜的防控方法。在浙江温州苍南等番茄地使用了“清洁田园预备无病虫苗床—防虫网培育无虫苗—悬挂黄色胶板粘杀成虫—适时使用高效低毒农药杀灭害虫”的综合防虫技术，不仅能降低70%的农药用量，而且防虫效果非常好，急需加大推广力度，使其在生产中得到普遍应用。同时，刘树生教授的合作伙伴，澳大利亚CSIRO昆虫研究所的P.  J.  De  Barro在引入天敌防治烟粉虱方面有着多年的经验，明年他将把这些措施介绍到中国并开展相关合作研究。

        今天，世界权威学术刊物美国《科学》杂志上在“科学特快”栏目上，发表了以浙江大学刘树生教授为第一作者兼通讯作者的论文《非对称交配互作驱动一种粉虱的广泛入侵及对土著生物的取代》，该论文揭示了“超级害虫”的入侵机制。

　　B型烟粉虱，个头很小，最长的只有1毫米长。身材匀称，全身白色，整个身躯似乎是一块温润的玉。然而，就是这样一只看起来非常漂亮的小昆虫，却在全球肆虐，所到之处农作物严重减产甚至绝收，被国际科技界称为“超级害虫”。

　　为了探索其“超级入侵”本能的奥秘，世界各国的科学家进行了长期的努力，但一直都没有找到答案，有的只好放弃研究。最终，这一难题被中国科学家攻破。

　　漂亮昆虫为何被叫作“超级害虫”

　　在浙江大学华家池校区，穿过一片桑树林，就是浙大昆虫科学研究所的小楼。就是在这个养着各种小虫子的实验室里，刘树生教授的课题组揭开了一个困扰科学家20多年的秘密。

　　在刘老师的带领下，我们“走进”这个秘密。在实验室的一个个笼罩里，我们看到一片片棉花叶的背面密密麻麻一个个白点，像落满头皮屑。刘老师告诉我们，这就是B型烟粉虱。

　　B型烟粉虱个头很小，最长的只有1毫米长。在电脑里放大55倍后，我们看到一只非常漂亮的小昆虫，身材匀称，全身白色，整个身躯似乎是一块温润的玉。头上一对圆溜溜的红眼睛，把它点缀得更为标致，头顶一对倒“八”字触角，两对翅膀透明得像纱，一张一合，还有很修长的六条腿。可就是这么漂亮的小虫子被国际科技界叫作“超级害虫”，足见大家对它是多么的恨之入骨。

　　B型烟粉虱在它的“老家”地中海—小亚细亚地区，伴随一品红等植物的运输被人为传播的，上世纪80年代入侵到美国，随后迅速传播到世界各地，约十年前入侵我国。

　　B型烟粉虱所到之处，农作物严重减产甚至绝收。B型烟粉虱入侵后，种群迅速增长并扩张，有时候，一片棉花叶上会有上万只B型烟粉虱。这些害虫大量取食，危害番茄、烟草、棉花等数十种重要经济作物，传播双生病毒引发植物病毒病蔓延成灾，取代危害性不大的土著烟粉虱导致本地生物灭绝，严重危害种植业的持续发展和食品安全。

　　刘树生从电脑资料图库中点开一张美国B型烟粉虱大暴发时的照片，画面上天空中大片飞舞的烟粉虱密密麻麻，像烟又像雾。

　　1991年，《科学》杂志记者撰文报道B型烟粉虱在美国暴发成灾的新闻，称其为“超级害虫”，从此便成为国际科技界有史以来唯一被冠以“超级害虫”称谓的昆虫。

　　发现“超级入侵”的两大“武器”

　　由于B型烟粉虱近年来陆续入侵北美洲、南美洲、亚洲、大洋洲，使许多国家和地区的大片作物严重减产甚至绝收，许多国家的科学家一直在探索其超级入侵本能的奥秘。但各国科学家一直都没有找到答案，有的只好放弃研究。

　　2002年，浙大昆虫科学研究所和中国农业科学院植物保护研究所、澳大利亚同行等合作开展研究。刘树生等通过长期研究发现，B型烟粉虱之所以能让成片的农作物绝收，因为它有两大“武器”：一方面利用交配行为入侵，让土著烟粉虱绝种；另一方面与病毒强强联合，既加快自身的繁殖，又加速植物病毒病的流行。

　　课题组观察发现，当两只雌雄B型烟粉虱独处时，72小时内只交配6次，但当加入一只雄性土著烟粉虱时，它们之间的交配次数提高到9次，相反把一只雄性B型烟粉虱加入到一对土著烟粉虱中，虽然雄性的B型烟粉虱不与土著烟粉虱完成交配，但它会不断发出求爱信息，甚至是直接干扰土著烟粉虱雌雄间完成交配。土著烟粉虱的交配次数减少到2-3次，因此当B型烟粉虱入侵后，与土著烟粉虱共存时，其雌雄间的交配频率迅速增加，卵子受精率提高，后代雌性个体比例由独处时的约60%提升到70-80%，种群增长加快；而土著烟粉虱不仅交配频率下降，后代雌性比由独处时的约50%下降到20-40%，种群增长受到严重压制。 (责任编辑：泉水)

搜索

热门标签:

我国科学家研究揭示烟粉虱入侵机制