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    農學院祝增榮教授團隊在Journal of Pest Science上發表論文揭示高溫對水稻生態系統中兩種捕食性盲蝽的影響及其分子應答

    編輯:吳旻 來源:農業與生物技術學院辦公網 時間:2021年08月09日 訪問次數:10  源地址

    隨著全球氣候的變化,近年來大氣溫度不斷升高,極端高溫事件頻發,不僅會影響生物個體的生長發育,還可能打破競爭、捕食、寄生等種間關系的平衡,從而對生物多樣性和生態系統功能造成嚴重的影響。不少研究認為,目前的氣候變暖趨勢很可能加劇植食性害蟲的為害,促進其種群增長和地理擴張,進而增加蟲害爆發頻率,嚴重威脅農業生產。作為農業生產中重要的害蟲治理手段,以昆蟲介導的生物防治顯然也在經歷著氣候變化帶來的影響,溫度升高對天敵昆蟲生物學、捕食能力、種間關系、分子機制等方面的影響同樣值得關注,對于未來的害蟲防治及糧食安全具有重要意義。

    黑肩綠盲蝽(Cyrtorhinus lividipennis)和中華淡翅盲蝽(Tytthus chinensis)為稻田中兩種習性、分布、體型都極為相似的捕食性天敵,主要以飛虱、葉蟬等半翅目害蟲的卵為食,是水稻生態系統中重要的內稟生物防治因子。我們的研究發現,雖然飼養溫度下中華淡翅盲蝽的適合度不及黑肩綠盲蝽,但其耐熱能力較強,可以在更高的溫度下存活、發育和繁殖,且高溫下的捕食能力也顯著優于黑肩綠盲蝽,表現為較短的獵物處理時間和較高的瞬時攻擊率。兩者對溫度變化的不同響應,還可能進一步影響了它們的種間關系,使優勢捕食者隨著溫度的升高由黑肩綠盲蝽轉變為中華淡翅盲蝽。進一步的轉錄組測序和定量分析表明,兩種捕食性盲蝽均可通過提高熱激蛋白基因(HSPs)的表達抵御高溫環境且表達模式具有一定相似度,但中華淡翅盲蝽的HSPs在高溫下的上調倍數更高、誘導溫度范圍更廣。這些結果表明,中華淡翅盲蝽為高溫條件下更具潛力的生物防治因子,可在未來氣候持續變暖背景下水稻害蟲的生態治理發揮更重要的作用。該研究對于了解氣候變暖對天敵生物學、種間關系及生物防治的影響、合理利用和保護現有天敵物種以及篩選不同氣候條件下更適宜的生物防治因子具有重要意義。

    論文已于202186日在線發表于昆蟲學國際著名期刊Journal of Pest Science(https://doi.org/10.1007/s10340-021-01414-y),浙江大學昆蟲科學研究所、浙江大學海南研究院祝增榮教授為論文的通訊作者,博士生白月亮為第一作者,留學生Md Khairul Quais和百人計劃研究員周文武為共同作者。該研究得到國家自然科學基金項目的支持。這是祝增榮教授團隊第三次在該雜志上發表研究論文。該團隊長期以來對農田水稻、茄科作物生態系統中的稻飛虱、麥蛾等害蟲及其天敵進行系統深入的種群生物學、生理和分子生態學、生物多樣性技術研究,發掘生態系統內稟控制因子,致力于構建有害生物的生態工程治理技術創新體系,科研成果于2019年獲得全國農牧漁業豐收獎一等獎。本文的發表是該生態工程治理技術創新體系的又一基石。

    本項研究過程中得到國際水稻研究所前首席科學家Kong Luen Heong院士、團隊前輩程家安教授和Chrysalis Consulting -Nature-based solutions for plant health的 Kris A.G. Wyckhuys博士的優秀建議和幫助,一并致謝。

    論文鏈接: https://link.springer.com/article/10.1007/s10340-021-01414-y

    1中華淡翅盲蝽(Tytthus chinensis)和黑肩綠盲蝽(Cyrtorhinus lividipennis及其獵物褐飛虱在極端高溫下的存活動態及其半致死時間(a)以及單位時間內的半致死溫度(b)

    2:中華淡翅盲蝽(Tytthus chinensis)和黑肩綠盲蝽(Cyrtorhinus lividipennis)熱激蛋白基因家族的進化及表達分析

     


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