《气候对玉米害虫的影响》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2016-09-01
  • 法国研究发展学院(IRD)科学家和来自ICIPE, KEFRI和内罗毕大学的合作伙伴模拟了气候变化对作物的影响。科学家们最近发现,在高海拔地区的玉米植株的二氧化硅丰富性较低。从土壤中提取的这种元素,对草科作物茎叶直立是必不可少的,如玉米的直立性使他们能够抵御害虫。然而,在较低的温度下,该植物并不通过根吸引和吸收足够的二氧化硅。在高海拔地区,较大的降雨也是一个因素,这意味着二氧化硅从土壤中浸出并耗尽。

    温度变化对毛虫的影响

    在东非,两种蝴蝶玉米楷夜蛾和螟虫,对该地区主要粮食作物玉米产生威胁。前一种在海拔上起主导作用,而第二种遍布乡村。研究人员最近表示,气温显著影响它们的营养来源。因此二氧化硅丰富的玉米更难以消化,并可以防止毛毛虫在其幼虫阶段供养自己。然而,这项研究表明,在这方面这两个害虫是不相同的。在富含二氧化硅的玉米植株上的玉米楷夜蛾发展速度减缓,而螟虫适应很好,这说明它们的分布是基于海拔的。

    针地性的作战策略

    在气候变化背景下,这种空间分布在未来几年内可能会扩展。在海拔上的大气温度增加可以提高玉米对硅的吸收,从而避开玉米楷夜蛾,但对螟虫的有益,这将因此会向上游扩大其分布区。

    预测消耗作物的害虫种群预期增长对国家的食品安全是非常重要的。特别是这项研究将有可能更好地定位必须实施的生物控制策略。

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    • 编译者:徐倩
    • 发布时间:2017-11-28
    • 西方玉米根虫(Western Corn Rootworm)是威胁粮食作物生长的主要害虫,其幼虫在土壤中孵化并取食作物根系。由密苏里大学理查德·费雷里(Richard Ferrieri)领导的一个国际科学家团队,利用先进的核技术确定了玉米对抗西方玉米根虫的机制 。 研究人员在健康的玉米植株和被根虫侵害的玉米植株中注入放射性示踪剂,以追踪生长素在健康植株和受害植株中的合成和运动过程,最终明确了它如何作用于根系生长。他们还将放射性示踪剂附着在控制生长素化学行为的氨基酸谷氨酰胺上,以观察玉米植株中谷氨酰胺的代谢途径,以及它如何影响生长素的生物合成。 研究人员发现,植物生长素水平在根虫进食的根系组织内受到严格制约。生长素生物合成对根系再生至关重要,并且涉及高度特异性生化途径,这个途径受根虫影响并由谷氨酰胺代谢触发。 科学家们相信,这些研究成果有助于玉米新抗性系的培育,并将在解决全球粮食短缺方面发挥重要作用。 (编译 徐倩)
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    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:徐倩
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    • 几千年来,全世界农民一直在用自己的智慧使玉米地方品种与当地环境相适应。现在,科学家通过一项史无前例的等位基因多样性研究,揭开了地方品种作物进化的秘密,并进一步揭示了影响玉米花期的遗传学基础以及玉米对气候变化的适应方式。这一发现为我们提供了一种探索和利用地方品种多样性的新途径,进而培育出能够适应气候变化的新品种,来应对不断出现的影响作物生产的各种挑战。此项研究成果刊登在《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志中 。 发现孕育计划(Seeds of Discovery,SeeD)是传统农业可持续现代化(MasAgro)项目的组成部分。该计划中,研究人员利用近年来基因组学的研究成果,对美洲大陆4,000余种种质资源进行了分析及DNA描述,并对与玉米适应性相关的基因进行研究。 值得关注的是,该研究从玉米基因组的4万个基因中识别出了100个基因,这些基因影响着玉米对纬度、海拔和生长季节的适应性,也影响着玉米作物的开花时间。 开花时间是指植物从种植到开花之间的这段时间,它能帮助植物适应不同的环境,是植物整合环境信息,平衡不同生长发育阶段开始时间点的基础机制,比如何时长叶子、何时结种子。种子决定着植物的下一代,这使得植物开花时间成为植物生命循环中尤其重要的属性。下个世纪,气候变化将会使天气状况日益不稳定,这也意味着玉米等作物将需要以前所未有的速度去适应环境变化,才能保持全球产量的稳定。 SeeD计划的玉米项目负责人、分子遗传学家萨拉·海纳(Sarah Hearne)表示,这项研究提供了一个“蓝图”,有助于我们迅速对玉米等极易变化的作物做出遗传资源评估,并从多样化的地方品种玉米基因组中识别出有用信息,进而加速并拓展抗逆品种的培育,使育种工程在历经千年的自然选择和人工选择后,实现进一步发展。 从品种多样性方面来看,这是有史以来针对玉米花期所做的最广泛的研究。此项研究利用地方品种来完成,其中对作物进行评估是一项极其困难和复杂的工作。 这项突破性研究由墨西哥农业、畜牧业、农业发展、渔业和食品部(SAGARPA)通过MasAgro项目支持开展,美国农业部农业研究所、康奈尔大学和美国国家科学基金会也协助完成了大量数据分析工作。 (编译 徐倩)