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973项目“重要外来物种入侵的生态影响机制与监控基础”(2009CB119200)研究进展

万方浩  郑小波  刘树生  张钟宁  谢松光  张桂芬  
【摘要】:21世纪以来,中国开始着重于生物入侵的基础理论研究。如2002年设立了"农林危险生物入侵机理及控制研究",在此项目研究基础上,2009年再次设立了"重要外来物种入侵的生态影响机制与监控基础研究",进一步加强对重要农林物种入侵的生态过程与机制开展基础理论研究。本项目以外来物种入侵的实时预警监测和有效控制为总体目标,着重于重大外来物种的入侵机制与生态过程、对生态系统的影响及监控基础研究,从个体/种群、种间关系、群落/生态系统三个层次深入研究入侵物种预防与控制所必需解决的三个关键科学问题,即:种群形成与扩张、生态适应性与进化、对生态系统结构与功能的影响,发展入侵物种监控的新技术与新方法。目前,在入侵物种的形成、灾变机制及其控制的科学基础方面取得了突出研究进展,主要表现在:1)发现了烟粉虱隐种之间生殖上完全隔离或基本隔离,这一结果首次为"烟粉虱复合种群包含隐种"这一复杂的自然现象提供了生物学证据,从而使烟粉虱的系统演化和分类研究向前迈出了里程碑的一步;2)完成了松材线虫与拟松材线虫基因组的比较测序和基因注释,发现松材线虫存在705个种特异基因,一些基因家簇如果胶酶基因家簇存在明显的基因扩张,为从全基因组解析入侵松材线虫致病作用机制提供了依据,研究有助于理解松材线虫入侵与成灾的机理;3)阐析了入侵物种维持与获得较高的遗传多样性和与土著物种资源利用和环境适应能力的差异与入侵种成功入侵的关系,丰富了入侵生物学的遗传多样性与奠基者效应和"前适应性"理论,明确了入侵物种的传播扩散路径,为实施入侵种的狙击和生态调控控制策略提供了理论依据;4)阐明了大豆疫霉对我国大豆的寄主适应性进化和与寄主互作的分子机制,为我国大豆抗疫霉菌的品种筛选和区域化作物布局提供了依据;5)证实了入侵种与土著种形成互惠共利的关系,提出并验证了"共生生物促进"假说和"返入侵"假说;6)证实了入侵植物通过释放化感物质,改善和创造有利于自身而不利于土著种生存与发展的条件,提出了入侵物种典型的自我促进式入侵机制;7)明确了不同类型生态系统对入侵种抵御能力的差异及恢复能力,解析了物种多样性及丰富度对入侵种的抵御作用,为入侵物种生物防治和生物生态控制技术提供了依据;8)阐明了入侵物种生物生态控制机理,提出了B型烟粉虱、Q型烟粉虱、松材线虫、紫茎泽兰等的可持续控制技术体系,收到了显著的经济、生态和社会效益。

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