入侵生物学ppt课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,入侵生物学,生物入侵的概念,生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入 到另一个新的环境，对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。,或定义为：生物入侵是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地,生态系统,造成一定危害的现象,外来种的界定,于特定的生态系统与栖境来说，任何非本地的物种都叫作外来物种（,alien species,）,现代生态学,。,（外来物种是指那些出现在其过去或现在的自然分布范围及扩散潜力以外的物种、亚种或以下的,分类单元,，包括其所有可能存活、继而繁殖的部分、,配子,或繁殖体。）,外来入侵物种,具有,生态适应,能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点；被入侵,生态系统,具有足够的可利用资源，缺乏,自然控制,机制，人类进入的频率高等特点。,外来物种的“外来”是以生态系统来定义的,外来种的界定,一般而言，一国主动引进加以培养、种植养殖，以便丰富国人餐桌或用于保护生态、美化环境等，不归类为生物入侵。,“不是本国主动引进，对本土农业、生态环境和人畜健康产生不利影响，才能称为生物入侵,入侵种 的界定,对当地生态环境，造成严重危害的外来物种即被称为“,入侵种,”（,invasive species,）,“入侵种”不同于“外来物种”，它特指的是有害的外来物种，如“凤眼莲”、“松材线虫”、“大米草”等，其范畴小于“外来物种”,全球外来生物入侵实录,狮子鱼,10,年前，水族爱好者无意间将狮子鱼（又名蓑）引入加勒比海和美国东南海域。由于没有天敌存在，这一外来物种的数量呈爆炸性增长趋势。为了保持生态平衡，洪都拉斯当地潜水员正与罗丹国家公园的工作人员合作，训练鲨鱼捕杀入侵的狮子鱼。,全球外来生物入侵实录,斑马贝,最初通过船只的压舱水溜入美国。自上世纪八十年代以来，它们已经堵塞了管道。它们堵塞的都不是细管,修理这些堵塞的管道总计耗费了数十亿美元。这些斑马贝不只附着于管道，还粘在发动机和其它当地贻贝上，肆虐船主，杀死大量野生动物。,全球外来生物入侵实录,蛇头鱼,可怕之处在于，一旦它们在一个池塘或是湖泊中大批滋生的话，它们会吃掉所有能够发现的目标。蛇头鱼的独特之处在于，它们拥有一个特殊的呼吸系统，可以在水面上呼吸空气。,全球外来生物入侵实录,亚洲鲤鱼,2012,年,3,月，奥巴马政府宣布，将斥资,5150,万美元，防止五大湖遭到亚洲鲤鱼入侵。在密西西比河，亚洲鲤鱼从本土鱼口中疯狂抢夺食物，被美国官方称之为“最危险的外来鱼种”。,全球外来生物入侵实录,“,贝蒂”,2012,年,3,月，地中海发现一种可怕的寄生虫，其外形与科幻电影中的外星人无异，它们“攻占”了鲷鱼的舌头，并一直呆在那里吸寄主的血。这种寄生虫在地中海地区迅速繁殖，有些地区几乎一半的鱼类都被其感染，研究人员将其命名为“贝蒂”。,全球外来生物入侵实录,食人鱼,2012,年,7,月，广西柳州市的张先生在柳江河白沙二队附近亲水平台给小狗洗澡时，竟然被,3,条凶猛的鱼攻击。当时其中一条鱼突然咬住张先生的手掌不放，张忍痛将鱼摔上岸，才发现自己的手掌几乎被啃掉一块肉。据渔政部门透露，攻击张先生的是食人鱼，是南美洲食肉的淡水鱼。近年来，广西乃至国内不少江河均有发现食人鱼的报道见诸报端，跟作为观赏鱼的食人鱼流入自然界脱不了关系。这种外来的凶猛鱼种，一旦在某一流域达到一定的规模时，它们就会大量地“屠杀”水中其他的鱼类，给当地生态平衡带来严重的危机。,全球外来生物入侵实录,欧洲椋鸟,1890,年，美国一位名叫尤金,施齐费林的莎士比亚崇拜者在纽约放飞了他从欧洲带回来的,60,只欧洲椋鸟。他希望能够把莎士比亚作品中所提到的鸟类都引入到美国境内。第二年，他又出于同样的目的放飞了,40,只欧洲椋鸟。如今，无所不在的欧洲椋鸟不仅仅是噪音的制造者，而且还对美国的农业生产造成了巨大的影响。据了解，每年欧洲椋鸟所造成的美国农业经济损失达,8,亿美元。此外，大量的飞鸟对飞机的飞行也是一个致命的威胁。,全球外来生物入侵实录,杀人蜂也叫“非洲化蜜蜂”，它的毒性很强，甚至可以蜇死人和动物，杀人蜂的名字由此而来。杀人蜂事实上是一种杂交蜜蜂。由于杀人蜂生命力强，繁殖速度快，它们已经在世界许多地区大肆漫延。,2007,年，人们在美国新奥尔良地区发现了杀人蜂。,2009,年，杀人蜂又开始出现于犹他州境内。在南美地区，杀人蜂的漫延速度更是快得惊人。,全球外来生物入侵实录,海蟾蜍,1935,年，澳大利亚人引入了首批,20,只海蟾蜍并投放到昆士兰州的甘蔗园中，控制甘蔗园中的虫害。到,1937,年，总共大约有,6,万只海蟾蜍被引入澳大利亚。然而，海蟾蜍并没有起到灭虫的作用，反而带来了另一场灾难。首先，海蟾蜍可以吃掉身边所有的可能食物，这对当地食物链造成严重影响。其次，它们身上的毒液可以杀死许多捕食者，让它们在澳大利亚成为没有天敌的强者。诸多原因最终导致了海蟾蜍的泛滥成灾。,2012,年,4,月，日本和南非等,7,个国家的研究人员通过共同调查研究发现，许多外来植物正以附着在游客和科考队员衣服上等方式入侵南极，而现在每年有超过,3,万人到南极旅游观光。当前，南极的生态系统引人担忧。,灰松鼠是一种原产于美国东部和加拿大东部等地区的松鼠，灰松鼠来到英国后成为了臭名昭著的入侵者。与灰松鼠相比，英国本土的红松鼠体型较小，根本不是灰松鼠的竞争对手。此外，灰松鼠身上携带了一种致命病毒，这种病毒只会感染红松鼠，而对灰松鼠却毫无影响。灰松鼠严重影响了英国当地生态系统的平衡。英国人发起了各种不同形式的“拯救红松鼠”运动。根据英国法律，灰松鼠被认为是一种“害兽”。,野葛是一种观赏性攀援植物，野葛在美国获得了两个外号，第一个外号是“吃掉南方的攀援植物”，第二个外号是“绿色危险物”。野葛在美国南方各州疯狂蔓延，泛滥成灾，甚至大有继续北上之势，触角最北端已伸到新泽西州。美国土地上的野葛几乎没有任何天敌,我国生物入侵现状,入侵情势,已有,400,多种外来物种“全面”入侵中国，在国际自然保护联盟公布的全球,100,种最具有威胁的外来生物中，入侵中国的物种有,50,余种，其中,11,种主要外来生物每年给中国造成的经济损失高达,570,亿元,中国已成为外来生物入侵最严重的国家之一，近,10,年来，新入侵中国的外来生物至少有,20,余种，平均每年新增约,2,种，外来生物入侵呈现出传入数量增多、频率加快、蔓延范围扩大、发生危害加剧、经济损失加重的趋势,我国生物入侵现状,中国已知的外来入侵物种至少包括,300,种入侵植物，,40,种入侵动物，,11,种入侵微生物。其中,水葫芦、水花生、紫茎泽兰、大米草、薇甘菊,等,8,种入侵植物给农林业带来了严重危害，而危害最严重的害虫则有,14,种，包括,美国白蛾、松材线虫、马铃薯甲虫、牛蛙等,中国最具危险性的,20,种外来入侵物种及其分布与危害,生物侵入后果,经济损失,在中国，从南到北、从东到西，几乎随处可见这些外来生物入侵者制造的麻烦。“中国是遭受外来物种入侵最严重的国家之一。,2001,2003,年，原国家环保总局组织开展了全国,外来入侵物种,调查。调查发现，全国共有,283,种外来入侵物种，每年对经济和环境造成的损失约,1200,亿元，而现在损失已经高达,2000,亿元。,据国际自然资源保护联盟（,IUCN,）的报告，外来物种入侵给全球造成的经济损失每年超过,4000,亿美元。令人担忧的是，在这些外来入侵物种中，,46.3%,已经入侵自然保护区。”,国家环境保护部自然生态保护司生物安全管理处,王捷,处长日前说。环保专家认为，近年来，中国外来生物入侵现象日益增多，由此造成的生物安全问题也越来越严重，有效防范外来物种入侵刻不容缓,生物侵入后果,对于任何一个国家而言，想要彻底根治已入侵成功的外来物种是相当困难的，实际上，仅仅是用于控制其蔓延的治理费用就相当昂贵。在英国，为了控制,12,种最具危险性的外来入侵物种，在,1989,1992,年，光,除草剂,就花费了,3.44,亿美元，而美国每年为控制“凤眼莲”的繁殖蔓延就要花掉,300,万美元，同样，中国每年因打捞水葫芦的费用就多达,5,10,亿元，由于水葫芦造成的,直接经济损失,也接近,100,亿元,据美国、印度、,南非,向联合国提交的研究报告显示，这三个国家每年受外来物种入侵造成的经济损失分别为,1500,亿美元，,1300,亿美元和,800,多亿美元。而据国际自然资源保护联盟的报告，外来物种在非洲蔓延迅速，已严重破坏了生物多样性和经济发展，每年造成的经济损失多达数十亿美元，且报告的起草人,霍华德,认为，目前所了解到的外来物种给非洲造成的破坏可能只是冰山一角，其对非洲生态和经济发展的影响可能要比估计的大得多,生物侵入后果,物种灭绝,外来有害生物侵入适宜生长的新区后，其种群会迅速繁殖，并逐渐发展成为当地新的“,优势种,”，严重破坏当地的生态安全,外来物种入侵是威胁生物多样性的头号敌人，,入侵种,被引入异地后，由于其新生环境缺乏能制约其繁殖的自然天敌及其他制约因素，其后果便是迅速蔓延，大量扩张，形成优势种群，并与当地物种竞争有限的食物资源和空间资源，直接导致当地物种的退化，甚至被灭绝,（生物的多样性是包括所有的植物、动物、微生物种和它们的遗传信息和生物体与生存环境一起集合形成的不同等级的复杂系统。虽然一个国家或区域的生物多样性是大自然所赋予的，但任何一个国家莫不是投入大量的人力、物力尽力维护该国生物的多样性。）,生物侵入后果,破坏生态,外来物种入侵，会对植物土壤的水分及其他营养成份，以及生物群落的结构稳定性及遗传多样性等方面造成影响，从而破坏当地的生态平衡。如引自澳大利亚而入侵中国,海南岛,和 雷州半岛许多林场的外来物种,薇甘菊,，由于这种植物能大量吸收土壤水分从而造成土壤极其干燥，对水土保持十分不利。此外，薇甘菊还能分泌化学物质抑制其他植物的生长，曾一度严重影响整个林场的生产与发展,生物侵入后果,威胁健康,40,年前传入中国的豚草，其花粉导致的“枯草热”会对人体健康造成极大的危害。每到花粉飘散的,7,9,月，体质过敏者便会发生哮喘，打喷嚏，流鼻涕等症状，甚至由于导致其它并发症的产生而死亡,课程刚要,第一章 入侵生物学学科的形成与发展 （,2,学时）,第二章 入侵物种的生活史和生殖对策,(4,学时,),第四章 入侵物种的种群遗传学,(2,学时,),第五章 入侵物种表型可塑性与适应性进化的基本理论与研究分析,(4,学时,),第七章 入侵物种种群的形成、扩张与扩散分布,(4,学时,),第八章 入侵物种与本地物种的相互作用,(4,学时,),第九章 入侵植物的化感作用,(4,学时,),第十章 入侵植物与生态环境的相互作用,(4,学时,),第十一章 入侵生物学假说,(4,学时,),第一章 入侵生物学学科的形成与发展,第一节 入侵生物学学科的发展历程,一、萌芽期（,20,世纪,80,年代之前）,生物转移和引入现象,19,世纪，达尔文的,物种起源,，提到了生物转移和传入现象（,1859,，,Darwin,）,天敌引进控制外来生物,1888,年澳洲瓢虫,入侵生物学研究的开端,1958,年，,Charles Elton,生物入侵问题受到关注,如,Baker(1974)-,Burdon and Chilver(1977)-,Analysis of Ecological systems,尚未普遍关注，尚未成为独立学科（,20,世纪,60-70,年代）,第一节 入侵生物学学科的发展历程,二、成长期（,20,世纪,80-90,年代）,得到重视（,20,世纪,80,年代开始）,1.,科学家开始重视入侵植物的生态学效应,2.,提出重要科学问题,Scientific Committee on Problems of the Environment,SCOPE,（）,3.,涌现出版物,Ecology of Biological Invasions of Northe America and Hawaii,Biological Invasions,A Global Perspective(,论文集,),第一节 入侵生物学学科的发展历程,三、快速发展期（,20,世纪,90,年代至今）,热门的研究领域,1.,行政立法与管理措施不断加强,40,多个国际（地区）公约,（,，,1979,欧洲野生生物与自然界保护公约,，,1995,关于地中海特别保护区的巴塞罗那公约附加议定书,）,国家和地区法律法规,（美国、欧洲）,组建国家级入侵生物委员会,（美国，,1999,组建了,Nation Invasive Species Council,NISC,和,Invasive Species Advisory Committee,ISAC,；加拿大、澳大利亚、新西兰、日本、巴哈马、印度、泰国、马来西亚、南非等也成立了相应的机构）,设立入侵事件处理基金,制定预警名录,我国：,20003,年，农业部牵头启动“外来入侵物种灭毒除害行动“计划，,2004,年成立了外来物种管理办公室，,2005,年制定了,农业重大有害生物及外来生物入侵突发事件应急预案,第一节 入侵生物学学科的发展历程,三、快速发展期（,20,世纪,90,年代至今）,2.,基础设施与科研平台日益巩固,生物安全研究中心与研究所,如美国国家生物安全中心（学生作业）,中国，,2003,年，农业部外来入侵生物预防与控制研究中心（依托中国农业科学院）；,2005,年，华南农业大学红火蚁研究中心；,2007,年，国家农业生物科学中心,第一节 入侵生物学学科的发展历程,三、快速发展期（,20,世纪,90,年代至今）,3.,项目投入与科研经费不断增加,美国：夏威夷生态系统风险项目,加拿大：国家外来入侵物种战略（开展了生物入侵和扩散研究网络项目）,澳大利亚：植物安全计划,欧盟：警报项目：大尺度生物多样性风险评估方法检测项目,准入项目：,PRATIQUE project(,关于风险分析技术的,),我国：,2003,年，,973,农林危险生物入侵机理与控制基础,重要外来物种入侵的生态影响机制与控制基础,；,2006,年，科技支撑计划，,2005,年以来，每年,30,多项。,这些项目促进了我国入侵生物学学科框架体系的形成，部分研究（如烟粉虱、松材线虫、红脂大小蠹和大豆疫霉等）的研究达到国际领先水平。,培养了创新团队。,第一节 入侵生物学学科的发展历程,三、快速发展期（,20,世纪,90,年代至今）,4.,学术期刊与科研著作不断增多,20,世纪,90,年代：全球生物入侵,SCI,文章大约,60,篇,21,世纪初期：,Nature,Science,PNAS,等国际刊物也频频刊载有关论文，生物入侵方面专著开始陆续出版,1999,年，第一个以生物入侵为主题的专著,Biological Invasions,在美国创刊（简介作业）,生态、生物学学术期刊也发表生物入侵的论文。,2011,年，中国，,生物安全学报,发行。,第一节 入侵生物学学科的发展历程,三、快速发展期（,20,世纪,90,年代至今）,4.,学术期刊与科研著作不断增多,20,世纪,90,年代以来生物入侵方面的国外专著,第一节 入侵生物学学科的发展历程,三、快速发展期（,20,世纪,90,年代至今）,5.,网站与数据库建设日趋完善,国际上已建立生物入侵的重要信息数据库和网站近,100,个。,第一节 入侵生物学学科的发展历程,三、快速发展期（,20,世纪,90,年代至今）,6.,学术活动和国际交流愈发活跃,1996,，挪威和联合国有关机构共同召开旨在保护生物多样性的外来物种国际会议,1999-2004,，,Global Invasive Species Program,GISP,与,International Union for Conservation of Nature,IUCN,Commonwealthe Center of Insect Physiology and Ecology,ICIPE,举行了,8,次地区工作会议。,2009,年,11,月，中国，首届国际生物入侵大会以及第五届国际烟粉虱大会,2010,年,9,月，丹麦哥本哈根第六届,NEOBIOTA,会议,全球变化中的生物入侵。,第一节 入侵生物学学科的发展历程,三、快速发展期（,20,世纪,90,年代至今）,7.,生物入侵研究的核心问题趋于明晰,1,）入侵种的生物学特征与成果入侵的关系,2,）入侵种的生态进化与生态适应的遗传背景,3,）入侵种群扩张的生态学机制与生物控制技术,4,）生态系统的可入侵性与生态系统管理,5,）生物入侵的风险预测与风险管理,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,一、研究概况,（一）生物入侵文献的时间动态,Web of Science,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,(,二,),生物入侵文献的国家分布,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,（三）生物入侵文献的科研机构分布,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,（四）生物入侵文献的期刊分布,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,（五）引用频次最高的前,10,篇文献,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,二、研究内容,（一）研究对象,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,一、研究内容,（二）研究领域,应用研究，基础研究，全球变化与气候变暖,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,一、研究内容,（二）研究领域,1.,基础研究,入侵生物的生物生态学,-,数量最多，研究起步早，,20,世纪,90,年代后迅速增加趋势，,21,世纪以来增长最快。美国研究量最高。,入侵生物的扩张与扩散机制,-,数量其次,本地生态系统的抵抗性（可如侵性）,-,数量少，虽然研究历史长。（可能与其野外调查周期长有关）,中国数量排第八,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,一、研究内容,（二）研究领域,1.,基础研究,1,）入侵生物的生态学特征研究,围绕入侵生物自身入侵特性研究分析的内在优势假说（,inherent superiority hypothesis,），竞争力增强假说,(evolution of increased competitive ability hypothesis),，天敌解脱假说,(enemies release hypothesis),，繁殖压力假说,(propagule pressure hypothesis),内在优势相关文献数量最多，其次为竞争力增强的进化方面的研究，再次为天敌解脱假说和繁殖压力等内容,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,一、研究内容,（二）研究领域,1.,基础研究,2),外来生物的入侵扩张与扩散机制,外来物种扩散（引入、扩散、传播、路径和分布）,外来物种和本地物种互作（资源竞争、化感作用、互利入侵）,其中解释入侵物种的扩散与分布方面的研究内容文献数量占最大比例（,81%,），其次为研究外来物种与本地物种资源竞争方面的内容，再次为入侵生物化感作用和互利助长入侵作用的研究,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,一、研究内容,（二）研究领域,1.,基础研究,3,）本地生态系统的抵抗性（可如侵性）,物种多样性阻抗假说（,diversit resistant hypothesis,）（环境异质性、可入侵性），空余生态位假说,(empty niche hypothesis),（空余生态位、资源利用和生态位分配），资源系统干扰假说,(resource opportunity/fluctuating hypothesis),（资源可用性）,集中于空余生态位、物种多样性阻抗、资源机遇和生态系统干扰四个角度的研究,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,一、研究内容,（二）研究领域,2.,应用研究,A,、已入侵物种的危害评估与潜在入侵风险的评估（文献比例高，美国最高）,B,、入侵物种的快速扑灭与持续控制技术及防治后的生态恢复技术（其次。且其中综合技术文献数量多，美国最高）,C,、管理层面上的政策与法律法规发展（美国最高）（处于起步阶段）,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,一、研究内容,（二）研究领域,2.,应用研究,3.,全球变化,气候变化变化（一般数量的文献研究气候变化与生物入侵的关系，侧重于气候改变或温室效应与生物入侵）,大气组成变化（其次）,土地利用变化,近年该类文献迅猛增加，其中气候变化与生物关系方面的文献增长最快，该类研究始于,20,世纪,90,年代，,21,世纪以来文献猛增。,第二节 入侵生物学学科发展的国际背景,1991-2009,，文献量,22446,论文的数量、水平迅速提升。,研究热点在于：从宏观的预防与控制策略、风险分析和管理技术体系，到微观的分析生态学、生态遗传学、快速进化、以及控制技术与生态修复机制等，全球气候变化对生物入侵的影响。,第三节 中国入侵生物学学科的体系框架,The Third Segment Systematic Discipline Frame of Invasion biology of China,框架构建的背景,Formation background,Williamson(1996),专著,(monograph),回顾和总结了过去数十年生物入侵研究的内容进展,(summarized the main contents and study progress of biological invasion in the past ten years),The Third Segment Systematic Discipline Frame of Invasion biology of China,中国的生物入侵研究侧重点,(the emphasis point about china biological invasion),1.,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的研究,(focus on invasive mechanism,invasive procedure in ecology system,affect on ecology system and monitoring of serious invasion species),The Third Segment Systematic Discipline Frame of Invasion biology of China,2.,三个科学问题：种群形成与扩张、生态适应与进化、对生态系统结构与功能的影响（从个体,/,种群，种间关系，群落,/,生态系统三个层次）,Three science question:farmation and expand of population,adaption and evolution in ecology,affect on ecosystem structure and function,3.,发展入侵物种的监控新技术与新方法,Develop monitoring technology and innovation,第三节 中国入侵生物学学科的体系框架,针对种群的形成与扩张机制，侧重研究入侵物种的非对称性竞争，互利助长入侵，新式武器扩张，资源竞争等，提出或验证新想假说,About mechanism farmation and expand,the main study were on:,Asymmetric Mating Interactions,mutual benefit on invasion,expand weapon,resource competition,The Third Segment Systematic Discipline Frame of Invasion biology of China,针对入侵物种的生态适应性与进化机制，重点研究入侵物种表型可塑性等“前适应性”机制和入侵物种种群遗传漂变、突变与近缘种杂交、内共生菌水平转移，以及对亚适应新生境适应性进化的“后适应”机制。,About adaption and evolutionary mechanism:phenotypic plasticity;gene drift,mutation and hybridization between sibling species,horizontal transfer of endosymbiosis,The Third Segment Systematic Discipline Frame of Invasion biology of China,针对导致生态系统结构崩溃及功能衰退的机制，集中研究生物入侵对特定生态系统结构与功能的影响,Study on the affect on specific ecosystem structure function,在入侵物种监控技术方面，主要研究入侵物种监测的分子识别，远程实时监测，入侵植物的生态替代与系统修复，入侵植物与昆虫的传统生物防治，,RNA,干涉调控等技术的科学基础,About monitoring technique:Molecule distinguish,real time monitoring,replacement of invasion plant,biological control of invasion plants and insects,RNA interference,第三节 中国入侵生物学学科的体系框架,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,一、中国入侵生物学的基础研究现状,中国生物入侵的基础研究围绕入侵种群的形成与扩张、入侵种生态适应性与进化、生物入侵对生态系统结构与功能的影响三大科学问题，对具有代表性的入侵昆虫、植物、微生物等农林业重大有害生物的形成与扩张机制及其控制进行系统研究，取得了相应的阶段性研究成果,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,一、中国入侵生物学的基础研究现状,（一）入侵昆虫,(invasion insect)-,烟粉虱（,Bemisia tabaci,）,烟粉虱复合种包括许多隐种（,6,个推测种之间存在生殖隔离或基本隔离）,Q,型烟粉虱和,B,型烟粉虱的“非对称型交配互作”,Asymmetric Mating Interactions,、热胁迫适应性，双生病毒互利共生，抗药性、转录组等多个方面揭示了“超级害虫”的入侵机理,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,一、中国入侵生物学的基础研究现状,2007,年,11,月,8,日，,Science,杂志网络版刊登了,浙江大学,农学院刘树生教授的研究论文,Asymmetric Mating Interactions Drive Widespread Invasion and Displacement in a Whitefly,。这是建国以来浙江大学首次以第一作者并且第一单位在,Science,杂志上发表论文。,论文以,B,型烟粉虱的入侵机制为研究内容。,B,型烟粉虱是科技界有史以来唯一被冠以“超级害虫”称谓的昆虫，目前已迅速入侵到世界各地。他们大量取食危害番茄、烟草、棉花等数十种重要经济作物，传播双生病毒引发植物病毒病蔓延成灾，取代危害性不大的土著烟粉虱导致本地生物灭绝，造成大片作物严重减产和绝收，严重危害种植业的持续发展和食品安全。,刘树生教授领衔的科研团队于,1995-2006,年间在中国浙江、澳大利亚昆士兰共,40,多个地点进行野外系统采样调查，在研究过程中，设计了一套独特的录像系统来观察和分析烟粉虱的交配行为。,研究发现，“非对称交配互作”是,B,型烟粉虱入侵的一个关键机制：入侵烟粉虱和土著烟粉虱共存时，,B,型烟粉虱雌成虫与雄成虫之间的交配更频繁，卵子受精率提高，产下更多的雌性后代。而且，尽管,B,型烟粉虱雄虫不与土著烟粉虱雌虫交配，但是它们向土著烟粉虱雌虫求爱，干扰了土著烟粉虱雄雌性之间的交配。由于这种作用是对一方有利而对另一方有害，因此称之为“非对称交配互作”。,科学,杂志的论文评审专家认为该设计之巧妙，数据之系统和完整，在入侵生物学研究领域实属罕见，所做的结论令人信服。这一成果为解释该害虫的广泛入侵并取代土著烟粉虱的现象和规律，以及对其进一步入侵和地域扩张的预警提供了重要的理论基础，同时昆虫学、农学、动物行为学、进化生物学等学科领域也会从中得到启迪,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,一、中国入侵生物学的基础研究现状,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,一、中国入侵生物学的基础研究现状,（一）入侵昆虫,-,红脂大小蠹（,Dendroctonus valens,）,是,20,世纪,80,年代从美国入侵我国的重要森林害虫,关于其与本地三种小蠹间的种群发生、行为特性、化学通信等协同互作关系（入侵机理）,伴生菌提高入侵竞争力,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,一、中国入侵生物学的基础研究现状,（二）入侵植物,紫茎泽兰,遗传适应性，热激蛋白的过量表达、化感作用、改变土壤微生物结构,豚草,天敌广聚莹叶甲、,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,一、中国入侵生物学的基础研究现状,（三）入侵微生物,松材线虫,高的遗传多样性是其入侵成功的机制之一定殖力（竞争力）,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,一、中国入侵生物学的基础研究现状,大豆疫霉,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,二、中国入侵生物学防控技术研究现状,（一）数据库建设,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,二、中国入侵生物学防控技术研究现状,（二）检测监测技术,国家或行业标准：病害,34,种,快速检测技术：小麦矮星黑穗、大豆疫病、烟粉虱等,35,种入侵生物,快速监测技术：,60,多种农林外来入侵生物,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,二、中国入侵生物学防控技术研究现状,（三）预警体系构建,完成了,64,种入侵生物的适生性风险评估和潜在分布范围确定,制定了控制预案：小麦矮腥黑穗、香蕉穿孔饼，松材线虫，红火蚁、马铃薯甲虫、桔小实蝇、加拿大一只黄等,64,种外来生物,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,二、中国入侵生物学防控技术研究现状,（四）扩散阻断技术,开展了扩散阻击和非疫区建设的研究与示范,红火蚁、马铃薯甲虫、松材线虫、紫茎泽兰等,10,多种农林入侵生物,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,二、中国入侵生物学防控技术研究现状,（五）生物防治,引进天敌 针对,20,多种入侵生物，引进天敌,40,多种（筛选出,10,多种控制效果好的天敌，用于控制苹果绵蚜、烟粉虱、椰心叶甲、豚草、空心莲子草等）,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,三、中国入侵生物研究的国家投入和科研团队,（一）近年中国入侵生物学相关的科研项目,913,，十一五，超过,1,亿,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,三、中国入侵生物研究的国家投入和科研团队,（二）中国入侵生物学相关的专著和论文,重要农林外来入侵物种的生物学与控制,生物入侵,理论与实践,徐汝梅,生物入侵,预警篇,中国生物入侵研究,生物入侵,检测与监测篇,生物入侵,管理篇,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,三、中国入侵生物研究的国家投入和科研团队,（二）中国入侵生物学相关专著和论文,SciencePNASPloSONEBiological Invasion,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,三、中国入侵生物研究的国家投入和科研团队,（三）中国入侵生物学的研究队伍和人才培养,人才培养：中国许多院校成立了生物安全专业，培养了研究生。,中国农业科学院，,2003,开始招收该方向硕士、博士）,2004,，福建农林，生物安全专业。,2005,年设立生物安全系。,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,三、中国入侵生物研究的国家投入和科研团队,（四）中国主办的国际国内学术会议,国际会议,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,四、入侵生物学学科主要发展趋势,（一）入侵物种的基础性科学调查,建立外来入侵物种的重要信息数据库,（包括分布、形态、生物学、生态学、社会经济损失、可能的扩散途径、防治技术等）,中国外来入侵物种信息库资料匮乏,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,四、入侵生物学学科主要发展趋势,（二）生物入侵机制的研究,重点和难点：分子水平上的生物适应、竞争入侵成功的遗传学基础。,不同尺度：从宏观（景观、区域及全球）生态系统、微观（分子、个体及种群）研究入侵物种灾变的过程及暴发的机制,第四节 中国入侵生物学学科的发展现状及趋势,四、入侵生物学学科主要发展趋势,（三）入侵物种的预防与控制技术体系,1.,外来入侵物种的快速检测和鉴定技术,2.,危险入侵物种的监测与预警技术,3.,入侵物种风险评估与风险治理决策技术,4.,外来入侵物种的口岸除害处理技术研究,5.,潜在或局部入侵物种的应急处理技术,6.,重要外来入侵物种的综合防治技术,本章作业,1.,翻译文献（,Translate referece,）,Asymmetric Mating Interactions Drive Widespread Invasion and Displacement in a Whitefly,（或红脂大小蠹外文，或紫茎泽兰外文，或豚草外文，或松材线虫外文，或大豆疫霉外文）一篇。,完成文本翻译，上交打印稿,(hand in print),上交时间：,2015,年,10,月,14,日,第二章 入侵物种的生活史特征,入侵物种在从未到过的生境种建立种群并扩张蔓延的机制，是入侵生物学的核心问题,