病毒——昆虫—植物三者互作研究进展及展望

全球气候变暖,极端天气频发,入侵型、新发和重发昆虫传作物病毒病害已经成为限制我国农作物优质高产的主要因素。因缺乏抗病抗虫的种质资源、育种周期长,虫传病害防治难度极大,目前我国农业处于几乎完全依赖化学防控媒介昆虫的被动应付局面,生态与环境成本极大。以往研究虫传病毒病害往往注重病毒和植物寄主两个方面,这些研究为理解作物病毒病害的暴发机制提供了基础知识,但尚未能深入到病害防控的关键节点——媒介昆虫介导的病毒侵染循环这一根本性问题上,导致目前在病毒病害防治实践上缺乏有效抓手。近年来,随着分子生物学和组学研究的飞速发展,以及微观生物学技术和理念对宏观生物学的快速渗透与交叉,病毒—昆虫—植物三者互作机制研究取得了诸多重要进展,在寻找病毒病害流行暴发的宏观生态学现象背后的分子生物学与生物化学机制上取得了长足进步,不但为复杂生态系统多元互作分子机制提供了参考模型,也为通过人工干扰和操纵生物间互作关键节点,从而促进虫传病毒病害的持久防控提供了科学依据和新的有效抓手,变被动应付为主动调控病害灾变过程。文章简要回顾了近年来病毒—昆虫—植物三者互作领域的主要研究进展和发展趋势,并抛砖引玉提出了对未来发展的建议和思考。建议国家组织研究力量,大力加强:(1)大田生产条件下病毒病害发生的多元生物体系互作机制及科学防控科技支撑能力建设;(2)前沿基础和新方法新策略探索及应用平台建设;(3)虫媒病害绿色防控的微生物组学颠覆性技术等方向的探索与突破,力求在虫传作物病毒病害绿色生态防控方面为农业供给侧改革提供强有力的科技创新和支撑能力。     

基于三者互作解析的虫媒植物病害前沿防控技术研发策略

虫媒病害是我国农业高产稳产的重大威胁之一,粮食作物、经济作物以及柑橘等多年生木本作物的病毒病害、细菌病害给我国乃至全球农业生产带来了严重的损失。介体昆虫在虫媒病害的流行和传播过程中发挥着重要作用,而虫媒病原的抗性基因研究在主要作物中匮乏,介体昆虫的抗性基因研究尚属空白,所以目前农业生产高度依赖化学杀虫剂对虫媒病害进行防治,导致昆虫耐药性和环境污染等问题,严重影响了我国和世界人民"舌尖上的安全"和生态文明建设。因此,深入探索病原—昆虫—植物三者互惠共生、协同进化的机制,研究农业生态系统中多病原、微生物组、昆虫群落包括天敌等生态因子和环境因子,明确病害流行、爆发、控制过程中的机制和调控关键节点,设计靶向性强、生态安全的新型调控剂和植物保护方案,均将为虫媒病毒的绿色防控提供新的理论基础。本文提出了病原—昆虫—植物三者互作的理论假说体系,包括了三者互作的核心、内层和外围组成;简要总结了三者互作的主要科学问题和目前研究现状;明确了现阶段主要集中于植物挥发物、植物激素以及外界环境在病原—昆虫—植物三者互作中的作用研究;分析了未来在三者互作研究过程中可能存在的瓶颈问题;力求为虫媒病害的绿色防控提供有力的理论基础和技术支持。     

浅谈大豆常见病害症状识别与防治

大豆是种容易染病的作物,不同气候条件和不同耕作制度及栽培条件下,发生的病害种类和危害程度不同。已证实的大豆病害有126种,其中对生产造成损失的有30多种,一般病害减产10%左右。这些病害包括由真菌、细菌、病毒、线虫和高等寄生植物引起的病害,它们危害大豆的根、茎叶、豆荚、豆粒或整个植株。有的病害对产量影响不大,有的造成严重减产,甚至整片大豆田枯死,有的使豆粒品质下降,售价降低,并影响出口外销。     

接种AMF对土传细菌性青枯病的防治

植物细菌性青枯病是由青枯假单胞杆菌(Pseudomonas solanacearum)引起的世界性毁灭土传病害,主要通过侵染多科作物根部或茎部引发作物发病。丛枝菌根真菌(AMF)是一类可与植物形成共生菌根的专性共生菌,具有改善植物矿质营养吸收和水分利用、抗病性、抗盐性和抗寒性等多重生态功能,其中,提高作物的抗病性是重要的生态功能之一。在简要介绍细菌性青枯病的基础上,综述了接种AMF对作物青枯病抗病防控作用,以期为研发利用AMF防控作物青枯病提供科学依据。     

蔬菜嫁接机器人——现代化技术在农业中的运用

一、蔬菜嫁接技术的发展和作用植物的生长有其特有的规律和习性,这些习性所造成的结果,常常是和人们的良好愿望恰恰相反。例如,当在同一地块反复种植相同作物时,由于该种植物在土壤中长期吸收同种营养,以及该种作物生长状态下的病菌的大量繁殖和积累,就容易使作物产生某些特定的病害,造成减产。这种现象在一些瓜类和蔬菜中表现的尤为明显。在我国,由于这种“连茬病害”所造成的损失,每年多达几十亿人民币,已成为我国蔬菜瓜果生产,特别是设施蔬菜瓜果生产的主要威胁。     

植物抗病性与病害绿色防控：主要科学问题及未来研究方向

粮食安全始终是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题,而病害一直是作物优质高产的重要制约因素。全球气候和耕作制度变化,导致病害的发生规律发生新变化,危害趋势愈来愈重。通过抗病育种提高农作物对病原物的抗性是实施病害的绿色防控的重要策略。但培育广谱持久抗性的作物品种具有挑战性,一方面需要不断挖掘新的抗病资源、深入研究抗病机理;另一方面需要突破单要素思维,系统认知病原物—寄主—环境三者之间的关系,剖析病害发生发展过程中复杂的分子互作机制。利用基因编辑、标记辅助基因聚合等新技术,将新成果应用于新品种的设计选育和抗病品种的合理布局,结合病害预测预报、生态调控、农业措施等实现病害有效防控,达到病害绿色防控的目的。     

发展基因沉默技术,控制作物土传真菌病害

作物土传真菌病害是当前农业所面临的最重要问题之一,由于防治困难,正日趋成为限制我国农业生产可持续发展的重要因素。基因沉默(或RNA沉默,RNAi)是广泛存在于真核生物中,基于同源序列调控基因表达的一条重要途径,而由此发展起来的基因沉默技术,作为一种新防治策略被广泛地应用于防控植物有害生物的研究中。文章综合介绍了作物土传真菌病害的发生与防治现状、RNA沉默及其在植物有害生物防控应用的最新研究进展,客观分析了基因沉默技术在防治作物土传真菌病害的巨大潜力和亟需解决的主要问题,阐述了研发基因沉默技术对可持续控制作物土传真菌病害的重要性及其巨大应用前景。     

基于边缘检测的作物病害检测方法

准确分割植物叶片病斑图像是作物病害检测和诊断的前提。在边缘检测算法的基础上,提出了一种作物病害检测方法。该方法能够更好的兼顾作物病害叶片图像的全局和局部特征。与传统的分割算法相比,该方法的分割速度较快,分割效果好,而且能够适应大田复杂环境的病害叶片图像检测。采用该方法对多幅作物病害叶片进行图像分割,实验结果表明:该方法能够较好地将病斑部分分割出来,分割结果不受叶片纹理的干扰,平均分割正确率能够达到90%以上,具有一定的有效性和实用价值。     

科技创新无所不在

<正>植物疫苗华中农业大学研究团队发现真菌病毒SsHADV-1可以将核盘菌由毁灭性病原真菌转变为油菜的内生真菌,显著促进油菜生长和抗病。基于此,团队提出真菌病毒介导的“植物疫苗”理念。目前,植物疫苗作为新技术已在湖北省进行了水稻病害绿色防控示范,增产效果显著。     

稻麦重要病毒病害间歇性暴发流行规律与主要科学问题

以水稻条纹叶枯病、黑条矮缩病和小麦黄矮病为代表的稻麦重要病毒病的流行涉及寄主—病毒—传毒介体—环境条件等多种因素,具有间歇性暴发流行的特点,给防治工作带来很大的盲目性和困难。从历史资料看,凡稻麦重要病毒病大面积流行,均与介体昆虫种群密度大和带毒率高等因素密切相关,说明田间介体昆虫传毒在病害流行中发挥了重要作用,但间歇性暴发流行的深层次原因尚需进一步解析。本文对稻麦重要病毒病害间歇性暴发流行规律研究应该重视的主要科学问题进行了初步疏理,建议重点加强如下三个方面的研究:一是从介体昆虫与病毒如何相互适应导致病害间歇性暴发入手,阐明作物病毒病害间歇性暴发流行的机制;二是利用转基因或基因编辑技术创制高抗与多抗的新种质,尽快解决生产上抗病品种缺乏的问题;三是加强与农技推广部门的合作,依据基础研究成果制定合理的预测预报与绿色防控对策,为提高预测预报准确率和切断病毒的介体昆虫传播来控制病害暴发流行的绿色防控技术提供科学依据。     

作物广谱抗病研究现状与关键科学问题

培育抗病品种是应对作物病害威胁最经济有效的方法,广谱抗病资源发掘、抗病基因鉴定和抗病理论解析等是培育作物广谱抗病品种的基础。二十多年来,植物免疫反应及抗病研究取得了系列重大进展,主要粮食作物广谱抗病研究也取得了显著成效,包括克隆了系列广谱抗病基因并揭示了部分基因的抗病机理。本文对作物广谱抗病领域的主要研究进展进行了回顾与综述,提出了该领域亟需解决的关键科学问题,对作物广谱抗病研究面临的机遇与挑战进行了分析,同时对作物广谱抗病研究的发展进行了展望。     

植物病毒卫星核糖核酸的应用与植物抗病毒基因工程

病毒学,特别是分子病毒学研究的根本目的,在于阐明病毒结构与功能的关系,为防治病毒病害和利用病毒提供理论根据.从植物病毒卫星核糖核酸(RNA)的基础研究到利用病毒卫星RNA防治病害,是我们企图把基础理论研究和应用联系起来的设计中的指导思想,通过病毒卫星RNA的应用深化了这一认识,又一次证明了理论和应用间相辅相成的关系.没有系     

习近平 李克强祝贺第十九届国际植物学大会开幕

<正>国家主席习近平7月24日致信第十九届国际植物学大会,向大会的召开表示热烈的祝贺,向出席大会的各国专家学者致以诚挚的欢迎。习近平在贺信中指出,植物是生态系统的初级生产者,深刻影响着地球的生态环境。人类对植物世界的探索从未停步,对植物的利用和保护促进了人类文明进步。中国是全球植物多样性最丰富的国家之一。中国人民自古崇尚自然、     

未来植物的新贡献

植物是地球上数量最多、分布最广、取之不尽、用之不竭的生物资源,它是大自然慷慨恩赐给人类的一大笔财富。如何对其科学利用,直接关系到人类的生存和发展。随着科技的进步。专家们正在对其深度开发。纵观全球。扩大视野,从多方面分析,未来植物将会做出如下新贡献：①用植物生产疫苗;②用植物生产能源：③用植物生产塑料;④用植物消除污染;⑤用植物生产液胶。总之,根据人们需要,未来植物能扮演很多角色,会给人类带来无穷无尽的财富。植物是地球上最丰富的资源。目前人们对它的开发利用还只停留在一般吃、穿、用方面,随着科学的进步,它将为人类提供多方面的服务。专家们正在努力攻关。     

来信照登

<正>贵刊今年第三期中,有一篇叫《外星植物的颜色》。其中详细论述了地球植物为何是绿色,在这里我想或许还缺少了地球土壤成分对植物影响的因素。如果常去花鸟市场很容易发现很多植物的叶子是红     

极地影响全球气候

南极和北极是地球气候系统的重要单元,包含了大气、海洋、陆地、冰雪和生物等多圈层相互作用的全部过程。通过这些相互作用,地球高纬度地区不断驱动着全球变化,同时也深受全球变化的影响。极地拥有过去地球系统演变的独特信息,对认识地球系统及其与人类活动的相互作用具有重要意义。     

胡康洪:追踪“沉默杀手”

<正>在地球上,对人类健康威胁最大的病毒是什么?你的脑中,或许马上会闪现出艾滋病毒、禽流感病毒、SARS病毒、脊髓灰质炎病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒等各种答案。但实际上,正确答案,却是乙肝病毒。     

烟草丛顶病研究进展

烟草丛顶病是一类在局部地区产生严重危害的烟草病害,由烟草丛顶病毒和烟草扭脉病毒复合侵染引起。目前该病在我国仅云南有发生的报道,烟草丛顶病也是国内第一个报道的由幽影病毒属成员引起的病害。本文较为系统全面地综述了烟草丛顶病的发生与分布、病害症状学、病原物、与病害相关的dsRNA、病组织超微病变以及病害的流行及控制等方面的研究进展     

极地影响全球气候

南极和北极是地球气候系统的重要单元，包含了大气、海洋、陆地、冰雪和生物等多圈层相互作用的全部过程。通过这些相互作用，地球高纬度地区不断驱动着全球变化，同时也深受全球变化的影响。极地拥有过去地球系统演变的独特信息，对认识地球系统及其与人类活动的相互作用具有重要意义。     

大豆应用酵素有机复混肥试验探究

酵素有机复混肥可提高作物抗冷害、抗病害和抗倒伏的能力,促进作物早熟、改善品质和增加产量,实验证明,较生产常规用肥相比具有明显的增收作用