国家重点实验室人才队伍建设研究——以植物病虫害生物学国家重点实验室为例

国家重点实验室是科技人才培养的重要基地,良好的人才发展环境是挖掘人才创新潜力和激发人才创新活力的动力源泉。通过分析当前国家重点实验室人才队伍建设的形式和要求,提出了政策性的意见和建议。以植物病虫害生物学国家重点实验室为例,说明只有配套一定的对人才支持政策,国家重点实验室的人才队伍建设才能够良性发展。

国家重点实验室仪器平台建设发展的重要性——以植物病虫害生物学国家重点实验室为例

仪器平台是推动科学研究的必备通道,高效运转是服务科研的基础。通过介绍植物病虫害生物学国家重点实验室仪器平台的建设情况,分析了仪器平台建设的作用,以及建设过程中存在的问题。说明了仪器平台建设在国家重点实验室建设中的重要性。

我国设施园艺病虫害发生特点与绿色防控策略

我国设施园艺发展迅速,对促进农业现代化、乡村振兴和都市农业发展具有重要作用。本文结合我国设施园艺产业的发展现状,总结设施环境下病虫害发生特点,并从农业防治、物理防治、生物防治、生态调控、生物技术和科学用药等方面概述了病虫害防治技术,最后对设施园艺病虫害防治提出建议,以期为我国设施园艺的健康可持续发展提供参考。

郭予元院士在植物保护数理统计学上的学术贡献——纪念郭予元院士诞辰90周年

数理统计学作为一门实用性极强的学科已广泛应用于社会各个领域中,其在植物保护学科中特别是病虫害监测和预测中的应用也尤为重要。郭予元院士作为将数理统计学应用在植保学科领域的先驱研究者之一,从20世纪50年代中期开始,在数理统计学的理论和方法、数理统计在植物保护学科中应用研究及其相关的教育普及等方面做了大量工作。本文回顾了他在植物保护数理统计学上做出的重要贡献,主要包括:从20世纪60年代开始,郭予元院士就创造性地提出了相关和回归分析的紧凑计算法、正交多项式系数复原表以及利用一系列早期型号计算器开发出几乎涵盖植保学科常用的数理统计学方法或模型的编码程序,为植保数理统计学提供了重要的理论和方法;早在20世纪50年代中期,郭予元院士就在试验研究中应用相关的数理统计学方法,建立了当时国内少见的预测稻瘟病病情和最佳防治时期的中长期预测模型,此后他在病虫害的研究上特别是害虫生命表、种群动态、多病虫危害产量损失和复合防治指标等方面应用了大量的数理统计方法,使得不少植保学科数据分析中所面临的难题、障碍和科学问题得到有效解决,并取得许多丰硕的研究成果,大大推进并带动了数理统计学在植保科学研究中的应用;自20世纪80年代初开始,郭予元院士通过在全国举办植保数理统计学讲习班或以研究生授课等方式,培养出了一大批懂数理统计的植保领域的专家和学者,为植保数理统计学在我国的普及和应用也做出了重要贡献。本文还介绍了郭予元院士的研究团队在后续研究中,继承和发展郭予元院士的学术思想,运用植保数理统计学在棉花害虫研究领域做出了世界一流水平的研究成果,并对未来植保数理统计学研究做了展望。

FAO/WHO用于植物保护和公共卫生的生物农药登记指南(三)━━微生物农药

FAO/WHO于2017年联合发布了《用于植物保护和公共卫生的微生物、植物源和化学信息素类的生物农药登记指南》,此次介绍了其中的微生物农药部分。

中国马铃薯病虫害发生情况与农药使用现状

作为继水稻、玉米和小麦之后的第四大主粮作物,马铃薯在保障我国粮食安全、精准扶贫、种植业结构调整以及农业产业转型升级中发挥着至关重要的作用。我国马铃薯的种植面积和总产量均位居世界首位,但单产水平因病虫害等瓶颈因素的制约低于世界平均水平。在国家重点研发项目的资助下,项目组在马铃薯六大优势产区开展了有害生物疫情监测和农药使用现状普查工作。明确了我国马铃薯生产上的主要病虫害共计27种,提出以晚疫病、早疫病、黑痣病、枯萎病、黑胫病、疮痂病、金针虫、蛴螬、二十八星瓢虫、马铃薯块茎蛾、蚜虫、蓟马等"六病六虫"为重点防控对象,根据各区域情况兼顾青枯病、环腐病、黄萎病、粉痂病等病虫害的防控。探明了我国马铃薯单位面积农药施用次数和施用量分别为17次和40.03 kg·hm^-2,高于全国平均水平的4.16次和3.49 kg·hm^-2。马铃薯现有农药登记产品防治对象的覆盖范围严重不足,青枯病、疮痂病、粉痂病等重要病虫害面临无登记农药可用的窘境。在农药减施策略方面,提出践行有害生物综合治理方针。建立马铃薯病虫害监测预警和早期精确诊断技术体系,为制定科学防控策略,适时精准施药奠定基础。选育推广抗病、虫品种,优化品种布局。适时播种、合理间套作,从时空两个维度阻隔规避马铃薯有害生物的侵染。种薯源头管控,完善种薯认证监管体系。扩大合格脱毒种薯的应用面积,大力推广种薯处理技术。研发推广化学农药高效施用技术与绿色防控替代技术是实现马铃薯化学农药减施的核心驱动。

植物与有益微生物互作的分子基础及其应用的研究进展

植物与微生物在长期的侵染和抗侵染过程中逐渐形成了复杂的互作关系,二者相互利用、协同进化。一些病原微生物致病能力的变化或增强迫使植物提高抗病性,同时改进了植物的农艺性状、产量性状和品质性状。植物与微生物互作关系的分子生物学研究促进了植物基因工程育种途径的创立和生产潜力的提高,尤其微生物介导的基因转移已成为改良植物的重要工具。本文概括性综述了植物与一些主要有益微生物互作的应答反应、信号传导和分子基础,以及利用有益微生物对改良植物性状和生产水平的研究进展。描述了植物对主要有益微生物的应答途径,以及植物和农杆菌、根瘤菌、真菌及植物病毒互作的分子信号系统,并介绍了它们在基因工程、遗传育种和生产实践中的应用。对于人们正确认识有益微生物的两面性,改变传统观念,进一步利用有益微生物的正向作用提高植物抗病性、抗逆性、品质和生产潜力,培育优良作物品种等,具有一定参考价值。

温度和烟粉虱寄主植物对海氏桨角蚜小蜂生物学特性的影响

海氏桨角蚜小蜂Eretmocerus hayati(Zolnerowich and Rose)原产于巴基斯坦,是B型烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)的一种有效天敌。本文报道了不同温度条件(20、22、26、30、34℃,RH65%±5%,光周期14L∶10D)和饲养在不同寄主植物——番茄、黄瓜、甘蓝上(26℃,RH65%±5%,光周期14L∶10D)烟粉虱对海氏桨角蚜小蜂生物学特性的影响。结果表明,在20℃和30℃恒温条件下,该蜂寄生在番茄上饲养的烟粉虱的发育历期分别为31.7d和12.4d,完成发育的有效积温为247日.度,发育起点温度为11.9℃。在26℃恒温条件下,该蜂寄生番茄、黄瓜和甘蓝上的烟粉虱若虫时,卵至成蜂羽化的发育历期分别为15.7、16.1和15.2d,相应存活率分别为74.6%、72.1%和78.7%,雌蜂寿命分别为7.4、7.6和8.1d,平均繁殖量分别为67.2、62.3和74.7粒卵。本研究结果对海氏桨角蚜小蜂的大量饲养和田间释放具有指导作用。

绿僵菌与植物的多重关系及其在植物保护中的应用潜力

绿僵菌是广为知晓的昆虫病原真菌,被用作生物杀虫剂防治多种农林植物害虫。近年发现它也是根际微生物群落的一员,且有证据表明它内生于一些植物的根组织中,具有促进植物生长、拮抗植物病原菌、诱导植物抗性等作用。本文着重综述绿僵菌根际作用和植物内生性研究进展,从对植物的直接作用角度,了解其田间生态适应性及与植物的互作关系,以拓展昆虫病原真菌作为植物保护剂的认识,有助于根据生态学特点制定未来的生物防治应用策略。

中国锦紫苏类病毒的检测及其分子生物学特征研究

从无明显症状表现的11株锦紫苏叶片中抽提低分子量的RNA，经Return-PAGE、RT-PCR和Dot-blot hybridization检测，结果表明11株锦紫苏全部带有锦紫苏类病毒（Coleus blumei viroid，CBVd）。将部分PCR产物克隆到pGEM-3Zf（＋）载体上并进行DNA序列测定。序列分析结果，所克隆的序列（GenBank登录号分别为DQ178395、DQ178396、DQ178397、DQ178398和DQ178399）与GenBank中报道的锦紫苏类病毒1号（CBVd—1）序列同源性为85．23％～99．20％。从市场上购买的锦紫苏种子经Return—PAGE和RT-PCR检测不携带锦紫苏类病毒。这是中国发生的锦紫苏类病毒的首次报道。

病虫害生物防治是实现蔬菜安全生产的主要途径

据世界粮农组织最新统计,世界蔬菜收获面积约为5 864万公顷,总产量约11.65亿吨;而中国蔬菜收获面积约2 468万公顷,总产量7.58亿吨;种植面积和总产量分别占世界的42%和65%。中国蔬菜种植面积、总产量、人均蔬菜消费量及出口量均居世界第一,是名副其实的蔬菜生产、消费与出口大国。

中国农作物病虫害防控科技的发展方向

中国是世界上农作物病虫害发生最严重的国家之一,常年发生1700余种。近年来,受全球气候变化、经济一体化和农业产业结构调整等诸多因素的影响,中国农作物病虫害问题趋于严重。化学农药是目前中国防治农作物病虫害的最主要手段,农药的大量使用在控制有害生物的同时,也带来了农药残留超标、环境污染、害虫抗药性与再猖獗等一系列问题。因此,发展绿色防控科技,大幅度降低化学农药的用量是中国植物保护科研工作的核心任务,其重点发展方向包括:产业结构调整、全球经济一体化和气候变化等因素对重大病虫害种群演替规律的影响,基于现代生物技术、信息技术、新材料与先进制造的植保新理论、新方法与新产品,绿色防治关键技术与产品,化学农药精准施药和残留检测追溯技术,智能化植物保护装备,以及区域性病虫害绿色可持续控制模式等。

国家自然科学基金资助的生物入侵基础研究概况

基于1999~2010年国家自然科学基金资助项目,分析了我国生物入侵基础研究概况。在这期间,生物入侵领域得到资助的项目数和经费均呈现快速上升的趋势,资助的项目从1999年的3个增加到2010年的69个,资助的经费从1999年的94万元增加到2010年的1838万元。得到资助的项目数在不同学科的分布不均匀,其中,植物保护学科得到资助的项目数为123个,生态学科得到资助的项目数为82个,这2个学科得到资助的项目数占总项目数的67.9%,得到资助的经费占总经费的66.3%。资助项目的主要研究内容涉及22种入侵植物病原微生物、26种入侵动物和24种入侵植物,从中可以透视本领域的研究重点。资助的项目主要集中在华北、华东和华南地区的国家级科研机构和高等院校,这种区域分布格局与我国入侵生物的地理分布格局相吻合。为了进一步推动国家自然科学基金对生物入侵领域各项工作的资助,本文提出了一些合理化的建议。

合作交流对国家重点实验室发展的重要作用

"开放、流动、联合、竞争"是国家重点实验室的新型运行机制。通过合作交流,进一步拓宽国内外合作交流渠道,丰富合作交流的内容和形式。以植物病虫害生物学国家重点实验室为例,介绍了国家重点实验室合作交流的形式和内容,分析了国家重点实验室通过聘请国际高端人才作为客座教授、国内外访问与交流、参加国内外学术会议、开展国际合作和设立开放课题等取得的成效,阐述了合作交流对国家重点实验室发展的巨大推动作用,为加强国家重点实验室的开放交流工作并促进实验室发展提供依据和参考。

浅议国家重点实验室开放基金管理机制

开放基金的设立对国家重点实验室开展学科基础研究和高层人才的培养起到了积极促进作用。但是开放基金的管理中还存在着很多的问题。主要阐述了植物病虫害生物学国家重点实验室开放基金的管理原则、成效,同时深入分析了管理中存在的问题。从而说明必须对开放基金申报、评审和结题等各个环节进行严格规范的管理,才能真正达到开放基金设立的目的。

RNA干扰技术在植物线虫基因功能研究及虫害防治方面的应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)介导的同源mRNA特异降解的过程,具有高效性、非绝对特异性和表型可遗传性。其在遗传育种、基因功能研究、药物研发等各方面具有广泛的运用前景。近年已应用到植物线虫基因功能的研究中。随着对植物线虫基因组及基因功能研究的不断深入,RNAi技术在植物线虫防治方面的研究也取得了很大进展。

国家重点实验室在“两个一流”建设中的重要性

一流实验室已成为世界一流学科和一流研究院所建设中不可缺少的基础和重要标志。通过分析植物病虫害生物学国家重点实验室在农科院“两个一流”建设中的重要作用,并结合国家重点实验室在“两个一流”建设中的方法和任务,探讨了植物病虫害生物学国家重点实验室在中国农业科学院植物保护研究所“两个一流”建设中的重要性。

绿僵菌mad2敲除株构建及其生物学和诱导植物响应的功能分析

【目的】昆虫病原真菌绿僵菌兼具植物内生性。已知黏附素MAD2是绿僵菌两种黏附蛋白之一,在实现绿僵菌与植物的黏附、定殖中起重要作用,但其作用机理知之甚少。本研究通过构建金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)mad2敲除突变株(Δmad2),探究MAD2蛋白对绿僵菌生物学功能的影响。【方法】从NCBI中获取mad2前后基因组DNA序列,设计扩增mad2前后同源臂特异性引物,以绿僵菌基因组DNA为模板,扩增得到前后同源臂基因S1、S2;设计特异性引物Hyg-F/R,以pKH-KO载体为模板,扩增得到带有启动子序列的潮霉素基因hyg;再通过overlap PCR构建mad2的同源敲除盒S1H、S2H;最后利用PEG介导的原生质体转化,获得稳定遗传的mad2敲除株。通过对比敲除株与野生株(WT)的生长特性、黏附作用、杀虫毒力以及诱导花生共生基因转录水平的变化,分析MAD2蛋白的生物学功能。【结果】原生质体转化获得了敲除mad2的同源重组转化子;敲除株与野生株对比分析表明,敲除株的孢子萌发率显著低于野生株,萌发中时间比野生株延长5.47 h;培养12 h和14 h时,敲除株的菌丝长度显著均小于野生株,分别为野生株的77.8%和76.3%;培养12 d的产孢量也比野生株减少33.3%。敲除株对洋葱内表皮的黏附力明显降低,但对蝗虫后翅的黏附性无显著影响。敲除mad2并不影响绿僵菌对家蚕的毒力。敲除株处理花生12 h后,与野生株处理相比,花生共生受体SYMRK、钙信号解码相关基因(CaM、CCaMK和DELLA)、脂质氮素转运相关基因(LTP1、NRT24、ABCC2)的转录水平出现显著下调;而与空白对照相比,mad2缺失后SYMRK转录水平仍有一定的上调,CaM、CCaMK和DELLA的转录水平产生显著抑制,对ABCC2、LTP1、NRT24的转录无明显影响。【结论】金龟子绿僵菌黏附素MAD2影响菌株的孢子萌发、早期菌丝生长、产孢及对植物的黏附力,但对昆虫的黏附和杀虫毒力无影响;在菌株与花生互作早期,MAD2触发了花生共生基因的转录。

浅谈对外开放在国家重点实验室发展中的重要性

近年来,随着社会发展,科研水平的提高,对外开放已经是国家重点实验室科技创新的重要组成部分。介绍了国家重点实验室建设发展中对外开放的形式和内容,以植物病虫害生物学国家重点实验室为例,对外开放取得成效和存在的问题进行了深入的讨论,说明了对外开放在国家重点实验室的发展中具有非常重要的作用,也说明了积极探索构建创新型的开放机制的重要性。