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。     

昆虫肠道菌群及其功能简述

昆虫作为地球上的动物种群之一,其分布范围最广、生物数量最多、生物适应性最强。昆虫的肠道作为纽带连接着宿主与外界环境,且肠道中存在着大量的肠道菌群。这些聚集于消化道的内共生菌与宿主的关系非常密切,参与了宿主的各种生命活动,如帮助宿主昆虫对食物进行协助消化和解毒,并为其提供食物中缺乏的营养物质,部分还能协助种间种内通信,甚至促进其宿主的生长发育。本文对近年来在昆虫肠道菌群功能领域的相关研究进行综述,并对将来关于昆虫肠道菌群方面的研究趋势进行展望。     

沃尔巴克氏体—微RNA—埃及伊蚊相互作用的研究进展

正沃尔巴克氏体是广泛存在于节肢动物中经卵传递的革兰阴性胞内共生菌,因介导蚊媒宿主的细胞质不相容性和显著的抗病原体特性,可为蚊媒疾病控制提供新型应用策略。湖南师范大学医学院刘银玥等人提出沃尔巴克氏体可通过微RNA促进其与埃及伊蚊的共生,并调控埃及伊蚊重要生理功能,尤其是抗病毒特性,相关研究为沃尔巴克氏体在虫媒疾病的预防控制应用提供了表观遗传学新靶点,还可     

抗菌素在农牧业和食品工业中的应用

抗菌素的发现和普遍应用是最近几十年来医学上最重大的成就,过去许多传染病缺乏有效药物,医疗上常常束手无策,抗菌素发现以后,在防治传染病方面有了强有力的新武器,很多危险性很大的传染病如鼠疫、脑膜炎、腸伤塞、猩红热等都得到治疗。目前抗菌素又扩大应用到工农业生产上,对于防治畜禽疫病与植物病害,刺激动物生长,以及保藏鱼肉、奶品等方面,都有良好的作用。抗菌素的发现什么是抗菌素呢?抗菌素是微生物生命活动过程中所产生的抑制或杀死他种微生物的物质。我们知     

科研大数据共生的机理研究

科研大数据共生作为科研大数据共享的重要过程,在科研数据生成过程中发挥着至关重要的作用,探究其内在机理具有重要的理论价值和实践价值。文章在共生理论的基础上,给出"科研大数据共生"的概念,构建了科研大数据共生模型(SM-SRBD),然后从维度分析、共生方程分析与寄生机制的关联分析等几个方面,深入阐释了科研大数据共生的内在运行机理,分析了科研大数据共生和寄生之间的趋利型和趋害型两类演化路径。研究表明:科研大数据共生是一个以利益维、自由度维、空间维、时间维、强度维等不同维度的共生活动为核心活动体系,以"共生数据源"为基,以"数据共生方程"为过程逻辑,以实现优势互补、共同成长(或偏利成长)并生成共生化新数据、构建科研大数据命运共同体、提升科研大数据质量为目标,不断趋于优化的泛在化、协同化的动态进化过程。     

昆虫嗅觉和听觉研究现状及在害虫防治中的应用

嗅觉和听觉是昆虫主要的化学感觉和物理感觉,对生存和繁衍发挥着重要作用。介绍了昆虫嗅觉和听觉研究现状,对害虫防治中的应用进行了分析和展望。     

昆虫性信息素研究进展

化学联系是昆虫同种个体之间及与环境其他生物之间最普遍的联系,起到信号作用的信息化学物质可以是挥发性的。昆虫行为与挥发性物质的关系是化学生态学的主要内容之一。性信息素(sex pheromone)在昆虫觅偶、定向求偶、交配等行为中起着重要的作用,研究挥发性化学信息物质对昆虫行为的影响及昆虫的嗅觉感觉机制,在应用上可以帮助人们了解昆虫危害的根本原因,从而有助于制定安全有效的防治策略和方法。     

共生视角下网络舆情中公众情感的演化及趋势预测

[目的/意义]在网络社交媒体平台上,不同的公众情感在信息交互和传播过程中往往会出现“相生相克”现象,准确掌握和预测社交媒体环境中公众情感热度的变化规律,对于正确引导突发事件的网络舆情具有重要的理论价值。[方法/过程]在定性分析网民情感特征和交互模式基础上,结合生态科学中种群共生理论和Logistic方程,构建公众情感共生模型(E-SM),通过定义共生系数划分情感的7种共生模式,可使用差分回归法计算情感共生系数和模型稳定点,进而确定网络舆情中公众情感的共生模式和预测趋势。[结果/结论]通过共生模式的仿真模拟得出稳定状态下的公众情感值和增长速度与情感饱和量、共生系数、固有增长率、情感初值间的关系,以及7种情感共生模式的特点,并根据新浪微热点统计的微博热门话题事件中公众情感的真实数据与差分方程进行拟合,验证了E-SM模型具有很高的准确性。     

创业风险投资集群共生模式及其实证研究

将创业风险投资集群共生界定为同质性共生、差异性共生和同质性一差异性复合共生,建立了创业风险投资集群共生的网络式共生模式、卫星式共生模式以及网络-卫星复合式共生模式,对武汉地区的创业风险投资集群共生模式进行了实证研究.论文具有重要的理论价值和实践指导意义.     

政府与社会组织共生关系及其演进机理探讨

共生发轫于生物学,后被延展到自然科学和社会科学研究的诸多领域。共生既是一种关于结构的范畴,又是一种关于行动的范畴,其本质在于共生关系主体间的资源依赖关系。从生物学共生到经济学共生再到公共管理共生,共生关系主体属性的跨越性极大,为此建构了“资源相互依赖性---组织自主性”分析框架。政府与社会组织共生不仅具有理论基础,而且还有现实依据。共生关系演进具有普遍性,自然生态系统和社会系统概莫能外,只不过演进的机理有所不同。将共生理论里共生环境要素进行解构,提出共生关系演进机理的三个层次：共生宏观环境、共生中观环境---共生制度、共生微观环境---共生机制,并分析相互之间的关系。     

区域性农田景观对昆虫的生态学效应与展望

有害生物的生态调控一直是作物病虫害预防与治理的重要前沿科技领域。目前有害生物生态调控研究已由单一的农田拓展到区域性农田景观的空间范围。研究区域性农田景观中格局特征和人类活动对病虫害和天敌种群动态影响,不仅在病虫害生物防治的实践中有重要意义,而且对于揭示人类活动对生物多样性结构与功能的影响,阐明区域性农田景观中生物多样性整合、维持机理有重大的理论意义。作物病虫害的导向性防控——生物间信息流与行为操纵,最终需要体现和落实在特定的地理区域空间范围内,参与到粮食作物生产与病虫害生态管理活动过程中。文章主要阐述区域性农田景观中格局特征与人类种植活动对昆虫的生态学效应,并提出构建基于区域性农田景观多元化的有害生物生态调控体系。     

江苏高速公路绿带主要病虫害及防控研究

本文对江苏高速公路绿带主要病虫害进行了调查汇总,介绍了常见病虫害的种类、寄主、危害症状、发生规律并提出相应的有效防治方法,为充分发挥江苏省高速公路绿化作用打下良好的基础。     

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。     

长白山森林生态效益资产评估

根据作者调查资料 ,在与国内外进行比较研究的基础上 ,以长白山汪清林区为例 ,提出了森林生态效益 (包括生命系统效益、环境系统效益以及生命系统与环境系统相统一的整体综合效益 )的资产评估方法与计量 :森林涵养水源价值评估与计量、森林CO2 固定价值评估计量、土壤保护价值评估与计量、污染物降解的评估与计量、森林病虫害防治价值的评估与计量等 ,并对此进行了计算 ,为汪清林区和我国实现森林资源资产化管理提供了科学依据     

生物信息流操纵:作物病虫害导向性防控的新科学

作物病虫害是威胁全世界农业生产的重大自然灾害。目前,病虫害防治的核心思想仍然是简单杀灭,主要依靠以病虫微生物的基础代谢、生理生化系统和神经受体为靶标的化学农药,过程中易导致人畜中毒、农产品污染和生态环境破坏等一系列严重的问题。下一代病虫害防治学术思想的重大突破将是对作物—昆虫—病原微生物生物间信息流及行为进行操纵。在基础研究方面,"生物间信息的识别、解码与操纵"也是现代生命科学的前沿与热点学科——生物间相互作用的分子机理一旦被阐明,往往带动通用生物技术的发展突破。例如RNA干扰(RNAi)现象、植物转化技术和TALEN基因组编辑技术等科学发现和技术进步,已经为整个生命科学领域作出了重大贡献。中科院"作物病虫害的导向性防控——生物间信息流与行为操纵"战略性先导科技专项(B类)集合了各学科的优势力量,系统地分析在作物重大病虫害发生过程中种间信息识别、解码、传递和控制的过程,从中解析关键可操纵节点,发展新一代病虫害田间行为操纵的新策略与新技术。该专项目前已经取得了系列重大研究成果,为竞争国际科学前沿地位、保障我国粮食生产安全作出了基础性、前瞻性的贡献。     

植物先天免疫研究现状与前景展望

因病原微生物侵染导致的植物病害对农作物的产量和质量造成了巨大损失,也对我国的粮食安全构成重大威胁。化学农药能够较有效地控制农作物病害,但其大量施用也给环境带来了巨大污染。植物和病原微生物在漫长的相互作用过程中形成了互相识别、共同进化的机制。深刻理解农作物与病原微生物间的识别与互作分子机制,可以加快农作物抗性品种分子育种,从而减少化学农药的施用。近十多年来,植物免疫识别和病原微生物致病性的分子机理研究取得了显著进展,并逐渐形成了植物与病原微生物分子互作的进化模型,这些成果为农作物的抗病性研究和病原微生物的致病功能解析奠定了基础,也为利用现代生物技术改良植物抗病性提供了新的策略和思路。文章综述了植物先天免疫研究的重要进展,并探讨了未来的重要研究方向。     

Resisting insects: shifting strategies in chemical control

Throughout the 20th century, scientists developed a variety of chemical compounds to kill insects and other menaces of agriculture and public health. Yet, in many cases, the target insects outmaneuvered the scientists by developing resistance to insecticides--in much the same way as some bacteria can tolerate antibiotics. Insecticide resistance research has involved scientists from a range of disciplines and a variety of institutional contexts that have often guided research strategy. For example, entomologists working at agricultural stations and universities concentrated on insect physiology and evolutionary genetics, while industrial chemists continued the development of novel compounds capable of killing resistant pests. Collaboration between the two groups beginning in the 1940s did not provide a solution to the resistance, but did lead to a strategic shift from pest control to pest management that continues to the present.     

卫星遥感技术在森林资源动态变化预测的应用研究

利用遥感技术提出一种面向卫星遥感技术的森林资源动态变化预测方法,该方法可以根据拍摄到的遥感图像信息进行分析和识别,准确的分析出当前森林资源的健康状态,从而预测出森林资源在未来一段时间内病虫害的变化趋势。     

黄芪中药种衣剂对黄芪的包衣效果研究

主要发生在苗期的根腐病以及花荚期的蚜虫病,是黄芪生长发育过程中经常发生的病虫害,本文应用课题组自制的种衣剂对黄芪种子进行包衣,不包衣的黄芪种子为对照组,通过田间试验,以黄芪种子发芽率、黄芪根腐病发生情况、蚜虫发生程度三者为考察对象,从而针对自制黄芪中药种衣剂对黄芪的包衣效果进行初步的研究。     

Immuno-Modulatory Effect and Therapeutic Potential of <Emphasis Type="Italic">Brugia malayi</Emphasis> Cystatin in Experimentally Induced Arthritis

Helminths are known to modulate host’s immune system and understanding this modulation can help in identification of novel therapeutic agents for autoimmune diseases. In this study, we have assessed the immune-modulatory activity and the therapeutic effect of Brugia malayi recombinant cystatin (rBmCys) in methylated BSA (mBSA) induced arthritis using rodent model. Administration of rBmCys has suppressed the severity of mBSA-arthritis in mastomys by reducing paw swelling and other clinical disease parameters as evident from significantly decreased arthritic index. The anti-arthritic effect of rBmCys was also confirmed by decreased histopathological score for synovitis, bone erosion and fibrosis in the tissue sections of paws. Further, this therapeutic effect of cystatin was found to be associated with significantly decreased production of IFN-γ and TNF-α and increased release of IL-4 and IL-10 cytokines. These results implied that rBmCys treatment has alleviated mBSA-induced arthritis and thus can be a promising alternative agent for the treatment of arthritis.