《模拟升温改变蚜虫群落优势结构,揭示气候变化对农业害虫竞争关系的影响》

  • 来源专题:农业生物安全
  • 编译者: 李周晶
  • 发布时间:2025-05-27
  • 近日,一项最新研究发现,全球气候变暖可能通过改变物种间的相互作用,显著影响农田中蚜虫群落的相对优势结构。这一发现为理解气候变化如何重塑农业生态系统中的害虫竞争关系提供了新视角。该研究以四种常见的麦类蚜虫——禾谷缢管蚜(Metopolophium dirhodum)、玉米蚜(Rhopalosiphum padi)、麦长管蚜(Sitobion avenae)和棉蚜(Schizaphis graminum)为对象,在不同温度条件下模拟其在有无种间竞争情况下的种群动态变化。研究结果显示,随着环境温度的升高,蚜虫之间的相互作用显著改变了它们的种群优势格局。在存在种间竞争的情况下,玉米蚜和棉蚜的种群数量明显增加,而禾谷缢管蚜和麦长管蚜的数量则受到抑制。这种变化趋势在较高温度下更加明显,表明气候变化不仅直接影响害虫个体的生理表现,还可能通过复杂的种间关系间接调控整个害虫群落的结构。研究人员指出,过去关于气温升高对蚜虫影响的研究多集中于单一物种或单独测试其热响应,忽略了种间相互作用的重要性。本研究表明,未来在评估气候变化对农业害虫的影响时,必须综合考虑物种间的生态互动机制。这项研究为农业害虫管理策略的调整提供了理论支持,提示在气候变化背景下,应重新评估主要害虫种类及其危害模式,优化防控措施,以保障粮食安全。
  • 原文来源:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/eea.13592?af=R
相关报告
  • 《OECD发布《农业适应气候变化的模拟研究》报告》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
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    • 2014年 12月 22日,经济合作与发展组织(OECD)发布题为《模拟农业气候变化适应》(Modelling Adaptation to Climate Change in Agriculture)的报告使用国际农产品及贸易政策分析模型(IMPACT)量化了气候变化可能造成的影响,强调了适应措施实施的紧性,提出了降低风险和提高应变能力的可能策略,并深入分析了各种适应措施的效应,旨在为减轻气候变化对农业的负面影响提出建议。 本文调查了气候变化如何影响农业生产,提出了一些可用于缓解气候变化的负面影响和提高积极影响的适应性措施。文章强调了有计划适应性措施的重要性,重点突出了减少风险和提高恢复能力的可能策略。为了量化气候变化带来的潜在影响和采取适应性措施的效果,本研究使用了“农产品贸易政策分析国际模型”(IMPACT)。模型分析首先探究了气候变化对产量、价格的潜在影响,然后继续分析了2种不同体系下适应性策略对产量、价格和食品安全的潜在影响,即(1)研究与开发(发展新作物品种以更好适应变化的气候条件),(2)灌溉技术的变化。 最后,文章估计了公众和私人对研究和开发新作物品种的投资需求,同时更进一步估算了经合国家提高灌溉技术的成本。本文基于对气候变化影响、适应措施效应的量化分析结果,为减缓气候变化对农业的负面影响提出了以下建议: (1)优化农业管理系统(例如,机械化、土壤修复等)可以增加粮食系统的气 候变化恢复能力,但不足以减少气候变化所带来的风险。 (2)良种改良技术(培育高温和干旱方面抗逆性强的优良作物品种)、技术转让 和灌溉系统改善对于提高农业气候变化抵抗力是必要的。 (3)适应的总成本是巨大的,并且,随着时间的推移,适应成本将随着气候损 失大幅增加(OECD国家灌溉技术研发和推广潜在的额外成本每年将增加 160~200 亿美元),因此,采取农业气候变化适应措施刻不容缓。 具体文章内容可参见:http://www.oecd-ilibrary.org/agriculture-and-food/modelling-adaptation-to-climate-change-in-agriculture_5jxrclljnbxq-en;jsessionid=2m3tpqmkqup1j.x-oecd-live-02
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    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2017-01-17
    • 近日,《细胞 (Cell)》子刊《当代生物学 (Current Biology)》杂志在线发表了中国农业科学院植物保护研究所王桂荣研究团队题为 “Molecular Basis of Alarm Pheromone Detection in Aphids” 的研究论文,该研究通过比较基因组学结合神经电生理记录等技术揭示了蚜虫感受报警信息素的神经和分子新机制。 研究首次鉴定了蚜虫感受报警信息素的嗅觉受体及神经,从分子和细胞水平揭示了蚜虫识别报警信息素的新机制,证实以气味受体为靶标筛选昆虫行为调控剂的可行性,为发展绿色环保的害虫防治策略提供了新思路和新方法。首先利用电生理技术明确了蚜虫触角感受器中的一条神经特异性地感受报警信息素。通过比较基因组学结合基因体外功能研究揭示了嗅觉受体 Odorant receptor 5 (OR5) 用于感受EBF,进一步将蚜虫OR5基因转入到果蝇触角特定神经中,该神经获得了对EBF的灵敏反应,证实了OR5是EBF 的受体。利用RNA干扰技术敲除蚜虫体内OR5基因,蚜虫报警行为丧失。以上结果揭示了蚜虫用于灵敏、特异感受EBF的嗅觉受体和神经。通过以上的基础研究推测,激活OR5的化合物就能够像EBF一样对蚜虫有趋避作用,高通量筛选和行为测定结果证实了以上推测:筛选获的激活受体OR5的气味分子,对蚜虫有明显趋避作用。本项研究首次阐明了蚜虫感受报警信息素的信号传导通路,建立了嗅觉受体和昆虫行为的关系,证实以气味受体为靶标筛选昆虫行为调控剂是可行性的,为发展绿色环保的害虫防治策略提供了新思路和新方法。