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        中国科学院东北地理与农业生态研究所是中国科学院设在东北地区的综合性地理学、农学、生态学、环境科学与技术研究机构和人才培养基地。现拥有中国科学院黑土区农业生态重点...
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        副所长、农业技术中心主任

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        农业技术中心副主任

      主任致辞
        中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心(简称中国科学院东北地理所农业技术中心)前身为中国科学院黑龙江农业现代化研究所,成立于1978年。2002年3月经中国科学院批准,由中国科学院长春地理研究所和中国科学院黑龙江农业现代化研究所整合组建而成中国科学院东北地理与农业生态研究所。我们希望与长期以来关注...
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    • 概要
      农业技术中心主要任务是围绕国家粮食安全和生态安全的重大战略需求,面向国际科技前沿,形成了基于地表系统过程的农业生态学自主创新体系。在大豆分子育种方面,首次克隆了控制大豆开花期的最大位点基因E1以及控制大豆长青春期性状的经典基因J ,揭示大豆光周期反应的本质,阐明了大豆适应高纬度与低纬度的不同分子机理。发表SCI学术论文337篇,发表CSCD学术论文456篇,其中在Science 、 Nature Genetics 、 PNAS 、 Plant Cell等国际著名学术刊物上发表有关中国粮食需求解决途径与挑战、大豆光周期调控开花研究、水稻抽穗期和抗逆基因功能解析等成果。
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    • 概况
        东北地理所是1978年恢复学位制度后,第一批硕士学位授予单位。现有环境科学与工程、地理学、生态学和农业资源与环境四个一级学科博士后流动站...
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科普文章

能杀死昆虫的神奇线虫

来源:许艳丽

来源:许艳丽   |  发布时间:2020-07-08   |  【 大  中  小 】

  在自然界里好多生物都有天敌,昆虫就有许多种类的天敌,如真菌、细菌、病毒、昆虫等等。其实还有一种比昆虫小很多,甚至肉眼看不见的天敌,那就是这里的主角----线虫。由于此类线虫能使昆虫得病,所以人们称这类线虫叫做昆虫病原线虫。许多昆虫可以威胁到农作物或其它生物,因此,人们利用这类线虫使害虫得病、杀死它,这就避免了使用化学农药,也可减少环境污染,因此被称作害虫生物防治技术。

一年韭菜田喷施线虫

  都哪些线虫能杀死害虫呢?地球上有许许多多线虫。线虫是动物界中数量最丰者之一,有超过28,000个已被记录的物种,还有大量种没被命名。线虫可寄生于动植物,或自由生活于土壤、淡水和海水中,还有极少部分寄生于人体并导致疾病。自由生活的线虫有不同种的食性,如土壤中的线虫有食真菌、细菌、藻类、真菌及小型动物等。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegans)是一个生活在土壤中的线虫,由于其个体小,成为分子生物学和发育生物学研究领域的模式生物。寄生于植物的线虫作为植物病原给植物造成严重损失。寄生于动物的线虫也是动物的病原,但有时也有可又被利用的价值,如寄生于昆虫的病原线虫,就有可利用之处。这类昆虫病原线虫是昆虫的专化性寄生天敌。

韭菜根蛆

  昆虫病原线虫的归属和发育特点:昆虫病原线虫属于线形动物门(Nematheliminthes)侧线纲(Secernentia)小杆目(Rhabditida),可杀死昆虫的线虫属于具有寄生和捕食作用两种属性的斯氏科Steinernematidae和异小杆科Heterorhabditidae线虫。昆虫病原线虫发育可分为卵、幼虫和成虫3个阶段,幼虫又分为4个龄期,即第1、2、3、4龄期,经4次蜕皮后成为成虫。昆虫病原线虫在第3龄幼虫时可侵染寄主,该时期线虫称为“侵染期线虫”。侵染期幼虫在土壤中即使不取食,也可以存活多年。

  线虫杀死昆虫的过程:处于侵染期的昆虫病原线虫从昆虫的不同孔口,如肛门、气孔、节间膜或随寄主食物进入昆虫体内,穿过昆虫肠壁进入体腔,接着释放线虫所携带的共生细菌到昆虫的体腔中,这些共生细菌在昆虫体内迅速繁殖,使寄主昆虫患败血病,在两天的时间里就死亡了。线虫在寄主昆虫体内进一步发育成4 龄幼虫和成虫,线虫在寄主昆虫的尸体内繁殖并取食共生菌菌体,同时,共生菌分解昆虫的组织。

  共生细菌与昆虫病原线虫的共生关系:共生细菌有两种,致病杆菌(Xenorhabdus)和发光杆菌(Photorhabdus),它们分别与昆虫病原线虫斯氏线虫科和异小杆线虫科互惠共生。致病杆菌和发光杆菌只与一种线虫寄主互惠共生,对某一个单独的昆虫寄主具有较强的致病作用。线虫利用细菌的致病性来杀死昆虫寄主,细菌还能够为线虫的生长和繁殖提供营养物质。

显微镜下的昆虫病原线虫-2

  哪些昆虫能利用线虫杀死呢?昆虫的种类有很多,世界上已知昆虫约有100万种,其中以植物为食(植食性)的昆虫占48.2%,这部分害虫主要为农业或林业害虫。那么是不是所有的昆虫都很容易被线虫杀死呢?可没那么容易的!害虫由于生活习性的不同,有的不适合用昆虫病原线虫来防治。可用于线虫来防治的主要包括生活在土壤里的害虫、隐蔽性的和钻蛀性害虫,而这部分害虫恰巧化学药剂难以防治的。

  线虫怎么能找到这些隐蔽害虫呢?原来线虫的生活周期大部分时间都会处在被保护的有利环境下,如寄主。只有在不取食阶段有能力在寄主体外的不良环境中生活。处于侵染期的线虫不取食,依靠内部能量的供应能使它们生存,直到找到并侵染寄主。昆虫病原线虫喜欢在潮湿和有水的地方,在土壤中活动和寻找寄主需要借助水膜进行,昆虫病原线虫之所以可有效地杀死害虫,很重要的原因是它们能主动寻找寄主昆虫。根据它们寻找昆虫特点分为“追击型”和“伏击型”。“追击型”是主动追击昆虫,“伏击型”是平时潜伏等待着,一旦昆虫出现就去袭击。

  怎么利用线虫防治害虫呢?昆虫一般有卵、幼虫、蛹和成虫4个虫态,昆虫病原线虫只能寄生昆虫的幼虫,所以,用线虫防治昆虫要选择在幼虫期进行。线虫经过大量繁殖后制成粉剂或吸附在海绵里,在害虫的幼虫期喷施或浇灌到土壤中,也可浇到作物根系的周围,线虫就可以借助水膜钻入土壤中主动搜寻寄主昆虫进行寄生,当线虫用共生细菌杀死昆虫后它会爬出寄主体内,又进入土壤中再搜寻新的寄主,反复寄生,到了冬季有些耐寒的线虫会钻到深层土壤中越冬,不耐寒的就被冻死了。防治树木的害虫,如天牛,可以往天牛钻的小洞里注射或放置线虫,它就会主动往里钻,寻找寄主。

线虫寄生昆虫过程

  线虫现在用在了哪些害虫的防治上呢?由于线虫具有寄主广泛、能主动寻找寄主、高效、快速、安全、易规模化生产等优点,根据昆虫病原线虫和防治目标害虫的生活习性及特点,主要用在了防控草坪的蛴螬、柑橘上的桔根象甲、韭菜根蛆、花生和蔬菜地的蛴螬、牧草的蝼蛄、糖槭树的天牛、荔枝拟木蠹蛾、苹果桃小食心虫、蔬菜黄曲条跳甲、豆苗的豆杆蝇等难于用化学农药防治的农业害虫。

  昆虫病原线虫对人畜安全,是完全的生物制剂,不能污染环境,昆虫病原线虫的应用可以替代化学农药或者减少农药的使用量,保护生态环境,利用线虫控制害虫可推动绿色食品基地建设和开发绿色食品生产。

作者:许艳丽


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