重要外來物種入侵的生態(tài)影響機(jī)制與監(jiān)控基礎(chǔ)

項(xiàng)目名稱：重要外來物種入侵的生態(tài)影響機(jī)制與監(jiān)控基礎(chǔ)首席科學(xué)家:萬方浩中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究起止年限：2009.1至2013.8依托部門：農(nóng)業(yè)部一、研究內(nèi)容1、擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題綜合國際研究前沿以及在上一期973計(jì)劃等項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，切合國家對重要入侵物種防控的科技需求，本項(xiàng)目針對三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題，在不同層次上系統(tǒng)研究外來物種入侵的生態(tài)過程與機(jī)制、對生態(tài)系統(tǒng)的影響、以及預(yù)警與控制基礎(chǔ)的理論與方法，發(fā)展有效的防控技術(shù)體系。?科學(xué)問題一：入侵物種的種群形成與擴(kuò)張機(jī)制入侵物種傳入新的生境通常是少數(shù)個(gè)體或小種群，它們?nèi)绾瓮黄破款i效應(yīng)、建立種群、擴(kuò)張蔓延并暴發(fā)成災(zāi)？上一期973計(jì)劃項(xiàng)目中提出了生物入侵的“非對稱交配互作”假說、入侵植物改變?nèi)肭值赝寥牢⑸锖蟮摹罢答仚C(jī)制”假說等。本項(xiàng)目將從種內(nèi)層次深入闡明入侵物種種群建立的生態(tài)遺傳學(xué)基礎(chǔ)，明確種群建立和維持的生活史特征及影響種群建立和維持的生物、非生物限制因子；從種間層次揭示入侵物種與土著種或生態(tài)位近似種互作的非對稱交配互作機(jī)制、化感效應(yīng)、協(xié)同入侵機(jī)制等，驗(yàn)證競爭力進(jìn)化等假說。通過闡明“入侵物種建立種群、擴(kuò)張蔓延并暴發(fā)成災(zāi)機(jī)理”這一入侵生物學(xué)的關(guān)鍵科學(xué)問題，為入侵物種種群形成與地域擴(kuò)展提供預(yù)警的科學(xué)依據(jù)，并提出入侵物種的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測、化學(xué)調(diào)控等控制技術(shù)。?科學(xué)問題二：入侵物種的生態(tài)適應(yīng)性與進(jìn)化機(jī)制入侵物種在原生境常常是由高度分化的自然種群組成，具有極豐富的遺傳多樣性。入侵到新生境時(shí)，表型可塑性等決定的“前適應(yīng)性”與遺傳分化等決定的“后適應(yīng)性”是入侵物種適應(yīng)新生境的兩種生態(tài)進(jìn)化策略，這種兩種策略各自在什么條件下起作用？兩者之間又是如何協(xié)調(diào)“權(quán)衡”決定成功入侵？入侵物種在新環(huán)境中如何調(diào)整其“后適應(yīng)性”進(jìn)化策略而實(shí)現(xiàn)成功入侵？在提出生物入侵“前適應(yīng)性”與“后適應(yīng)性”進(jìn)化理論假說的基礎(chǔ)上，將深入研究揭示入侵物種的入侵表型可塑性與“前適應(yīng)性”基因組可塑性和表觀基因組表達(dá)的關(guān)系，以及對亞適宜新生境適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制；進(jìn)一步闡明入侵物種種群遺傳漂變、突變、與近緣種雜交、內(nèi)共生菌水平轉(zhuǎn)移等“后適應(yīng)性”快速進(jìn)化機(jī)制。通過闡明“入侵物種的生態(tài)適應(yīng)性與進(jìn)化機(jī)制”這一入侵生物學(xué)的關(guān)鍵科學(xué)問題，為構(gòu)建外來入侵物種風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和創(chuàng)新RNA干涉控制技術(shù)奠定基礎(chǔ)?？茖W(xué)問題三：生物入侵導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退機(jī)制入侵物種在建群后的擴(kuò)張過程中，必定要與生態(tài)系統(tǒng)的多物種和多生境因子發(fā)生直接或間接的多向互作關(guān)系，入侵物種如何引起生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的物種多樣性、遺傳多樣性以及不同營養(yǎng)級間鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的斷裂和物質(zhì)能量循環(huán)的破壞，進(jìn)而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退？結(jié)合上一期973計(jì)劃研究發(fā)現(xiàn)的生物入侵引起生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性降低、物質(zhì)循環(huán)與流通障礙等現(xiàn)象，將從群落/生態(tài)系統(tǒng)水平上繼續(xù)深入揭示生物入侵對本地物種喪失、物種遺傳資源侵蝕、結(jié)構(gòu)與食物鏈變換與功能缺失、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的偏利效應(yīng)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能衰退等的影響過程及其機(jī)理，明確異質(zhì)生境的生態(tài)因子以及生境干擾所造成的對生態(tài)系統(tǒng)可入侵性和抵御功能的影響，解析外來物種入侵引起的群落結(jié)構(gòu)與功能不協(xié)調(diào)性和生態(tài)服務(wù)功能退化等機(jī)制。通過闡明“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退機(jī)制”這一入侵生物學(xué)的關(guān)鍵科學(xué)問題，為入侵生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的生態(tài)恢復(fù)等提供理論基礎(chǔ)與科學(xué)依據(jù)。通過對上述三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題的深入研究，明晰入侵物種生態(tài)適應(yīng)性與進(jìn)化機(jī)制，可較為系統(tǒng)全面地揭示重要外來物種種群形成、擴(kuò)張蔓延與暴發(fā)成災(zāi)機(jī)理，闡明生物入侵對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響及其響應(yīng)機(jī)制，為入侵物種的監(jiān)控提供技術(shù)基礎(chǔ)與理論依據(jù)；豐富和完善入侵生物學(xué)的基礎(chǔ)理論與方法。2、主要研究內(nèi)容（1）重要入侵物種的種群形成與擴(kuò)散圍繞“少量初始種群如何突破瓶頸效應(yīng)、建立種群、擴(kuò)張蔓延并暴發(fā)成災(zāi)”這一生態(tài)學(xué)問題，選擇紫莖澤蘭、互花米草、B型煙粉虱、Q型煙粉虱、紅脂大小蠹、松材線蟲等為研究對象，從個(gè)體/種群的層次重點(diǎn)研究入侵物種生活史特征與種群建立和維持的關(guān)系；入侵種群的遺傳多樣性、繁殖體壓力和入侵性的關(guān)系；入侵物種在不同時(shí)空尺度下的擴(kuò)散特性、分布格局與環(huán)境變化的關(guān)系。闡明入侵種群形成與擴(kuò)散的機(jī)制，從種群水平上解釋入侵物種在形成與擴(kuò)張過程中對生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)理，為實(shí)施入侵物種的早期預(yù)警、種群擴(kuò)張控制提供理論基礎(chǔ)和方法指導(dǎo)。（2） 重要入侵物種的適應(yīng)性與進(jìn)化圍繞“入侵物種自身種群的生態(tài)適應(yīng)性與進(jìn)化機(jī)制”這一核心科學(xué)問題，從“前適應(yīng)性”與“后適應(yīng)性”的角度，選擇松材線蟲、大豆疫霉、紫莖澤蘭等為研究對象，在上一期973計(jì)劃研究的基礎(chǔ)上，深入研究入侵物種的表型可塑性（包括入侵物種對生態(tài)環(huán)境脅迫的適應(yīng)機(jī)制）及其生態(tài)基因組表達(dá)譜特征等“前適應(yīng)性”，研究入侵物種種群在逆境、亞適宜環(huán)境條件下的生態(tài)適應(yīng)特征、寄主譜適應(yīng)性擴(kuò)張等“后適應(yīng)性”，以及對亞適宜新生境的適應(yīng)性快速進(jìn)化機(jī)制。研究結(jié)果將提出并驗(yàn)證外來物種入侵“前適應(yīng)性”與“后適應(yīng)性”進(jìn)化理論；闡明入侵物種生態(tài)適應(yīng)性及其進(jìn)化機(jī)制。構(gòu)建基于外來物種入侵適應(yīng)性表型可塑性與適應(yīng)性遺傳分化為風(fēng)險(xiǎn)評估參數(shù)的預(yù)警技術(shù)平臺，為評估外來入侵物種對生態(tài)系統(tǒng)的影響提供科學(xué)方法，提出入侵物種防控的新技術(shù)基礎(chǔ)。（3） 重要入侵物種對土著種的競爭排斥機(jī)制與置換效應(yīng)圍繞“入侵物種在種群形成與擴(kuò)張過程中，與寄主、土著種以及其他生物因子相互作用從而實(shí)現(xiàn)成功入侵”的這一科學(xué)問題，以紫莖澤蘭、B型煙粉虱、Q型煙粉虱等為研究對象，從種間水平重點(diǎn)研究外來物種對土著種（或生態(tài)位近似種）的資源利用/瓜分效能；入侵物種與土著種的化感互作、行為互作機(jī)制；入侵物種與土著生態(tài)位近似種、與攜帶菌或本地共生菌、與本地傳播媒介之間的協(xié)同效應(yīng)；入侵生境生態(tài)因子對入侵物種與土著種競爭的反饋?zhàn)饔谩ｒ?yàn)證和評價(jià)“非對稱互作”和“新式武器”假說，提出“共生生物促進(jìn)”假說、“返入侵”假說，構(gòu)建多物種入侵的“協(xié)同入侵”模型；揭示入侵物種與土著種對資源利用能力的差異，探明入侵生境生物因子的反饋機(jī)制，以不同入侵類群為對象全面揭示入侵物種對土著種的競爭排斥機(jī)制與置換效應(yīng)，為從種間互作水平上解析入侵物種對生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。（4） 生物入侵對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響圍繞“生物入侵導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退機(jī)制”這一科學(xué)問題，針對森林與水生等生態(tài)系統(tǒng)，以河鱸、紫莖澤蘭、互花米草等為研究對象，從群落和生態(tài)系統(tǒng)的多物種互作、多環(huán)境因子互作的水平，重點(diǎn)研究入侵物種對入侵地生境物種多樣性、遺傳多樣性、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)、生態(tài)系統(tǒng)承載力等的影響，以及由此導(dǎo)致的對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響；研究入侵物種在入侵地不同生境的群落演替過程及其競爭演替機(jī)制；研究受干擾生境以及生境異質(zhì)性對特定生態(tài)系統(tǒng)可入侵性和抵御作用的影響。最后綜合評價(jià)和闡述入侵物種對特定生態(tài)系統(tǒng)影響機(jī)制，明確生態(tài)系統(tǒng)的可入侵性和抵御功能；驗(yàn)證“天敵逃避”假說、“干擾”假說等；解析外來物種入侵引起的群落不協(xié)調(diào)性和生態(tài)服務(wù)功能退化等機(jī)制；為從群落/生態(tài)系統(tǒng)水平上解析入侵物種對生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。（5）重要入侵物種預(yù)警和控制技術(shù)基礎(chǔ)圍繞“對入侵物種的實(shí)時(shí)監(jiān)測和有效控制”這一國家重大需求，以海關(guān)和貿(mào)易中查獲頻率高的重要潛在農(nóng)林危險(xiǎn)性入侵物種和已入侵物種B型煙粉虱、Q型煙粉虱、紫莖澤蘭、椰心葉甲等為對象，從預(yù)警的角度重點(diǎn)研究潛在入侵物種風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)和檢測技術(shù)，以及新入侵物種如Q型煙粉虱等的實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)；從控制的角度重點(diǎn)研究紫莖澤蘭競爭替代的生態(tài)修復(fù)技術(shù)及其資源利用機(jī)制，紅脂大小蠹、B型煙粉虱、Q型煙粉虱等入侵昆蟲的化學(xué)信息與食物結(jié)構(gòu)調(diào)控機(jī)理，豚草、空心蓮子草以及椰心葉甲等入侵物種的傳統(tǒng)生物防治控制技術(shù)、控制效應(yīng)與天敵適應(yīng)機(jī)理，松材線蟲等的RNA干涉調(diào)控技術(shù)。研究結(jié)果可為入侵物種預(yù)警和控制技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)。二、預(yù)期目標(biāo)1、總體目標(biāo)通過本項(xiàng)目的實(shí)施，從個(gè)體/種群、種間、群落/生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)不同層次回答入侵物種種群形成與擴(kuò)張、入侵物種種群生態(tài)適應(yīng)與進(jìn)化、生物入侵導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退的三個(gè)科學(xué)問題，解析生物入侵對生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制這一核心命題，創(chuàng)新監(jiān)控技術(shù)基礎(chǔ)；凝聚和培養(yǎng)一支入侵物種防控基礎(chǔ)研究的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，提升我國入侵物種防控基礎(chǔ)研究的原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新能力；構(gòu)建入侵生物學(xué)學(xué)科體系，發(fā)展和完善入侵生物學(xué)的基礎(chǔ)理論與方法;進(jìn)一步擴(kuò)大國際影響，使我國外來物種入侵和生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)制研究的總體水平達(dá)到國際先進(jìn)，為大幅度度提升防控生物入侵的國家能力、保障國家生物安全和國家生態(tài)安全提供科學(xué)依據(jù)、理論指導(dǎo)與技術(shù)支撐。1、五年預(yù)期目標(biāo)?闡明紫莖澤蘭等的表型可塑性及其生態(tài)基因組表達(dá)譜特征等“前適應(yīng)性”，闡明B型煙粉虱、Q型煙粉虱、互花米草等對逆境、亞適宜新生境以及寄主植物的適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制；提出并驗(yàn)證外來物種入侵“前適應(yīng)性”與“后適應(yīng)性”進(jìn)化理論；可望在B型煙粉虱、Q型煙粉虱、松材線蟲等對土著種或生態(tài)位近似種的競爭替代機(jī)制方面有重大突破。研究結(jié)果將為構(gòu)建入侵物種風(fēng)險(xiǎn)評估參數(shù)的預(yù)警技術(shù)平臺，為RNA干涉調(diào)控技術(shù)、食物結(jié)構(gòu)鏈調(diào)控技術(shù)等提供理論依據(jù)，為實(shí)施入侵物種的早期預(yù)警和控制提供理論基礎(chǔ)。?闡明紫莖澤蘭、互花米草等與土著種的資源競爭能力及其生理機(jī)制、化感效應(yīng)，解析入侵植物改變土壤理化性質(zhì)和土壤微生物區(qū)系及其反饋?zhàn)饔脵C(jī)理；進(jìn)一步研究B型煙粉虱、Q型煙粉虱的非對稱競爭效應(yīng)，解析非對稱競爭的行為機(jī)制與生理機(jī)制?？赏谌肭治锓N的競爭替代機(jī)制方面取得重大突破，為實(shí)施生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)、入侵物種的生態(tài)控制等提供理論依據(jù)。?闡明B型煙粉虱、Q型煙粉虱、紅脂大小蠹等與生態(tài)位近似種、與攜帶菌或本地共生菌、與本地傳播媒介之間的協(xié)同效應(yīng)和互惠互利的關(guān)系，揭示入侵物種與媒介及生態(tài)位相關(guān)種的協(xié)同增強(qiáng)競爭入侵作用的生理機(jī)制、營養(yǎng)機(jī)制、化學(xué)通訊機(jī)制和分子機(jī)制，構(gòu)建多物種入侵的“協(xié)同入侵”模型，提出“共生生物促進(jìn)”假說、“返入侵”假說。有望在入侵物種與媒介及生態(tài)位相關(guān)種協(xié)同入侵方面取得重大進(jìn)展，為利用化學(xué)信息調(diào)控技術(shù)、食物結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)等手段控制入侵物種提供技術(shù)平臺與手段。?研究河鱸、紫莖澤蘭、松材線蟲等在水生生態(tài)系統(tǒng)或者森林生態(tài)系統(tǒng)中對物種多樣性和遺傳多樣性的影響，闡明外來物種入侵后對生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的影響及其補(bǔ)償和反饋?zhàn)饔?，從群落角度解析生物入侵對生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)理、可入侵性機(jī)制和抵御功能。有望在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退的機(jī)制方面取得重大突破，為生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的生態(tài)修復(fù)策略等提供理論依據(jù)。?研發(fā)潛在入侵物種的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和檢測技術(shù)，創(chuàng)新B型煙粉虱、Q型煙粉虱、紅脂大小蠹等的化學(xué)信息或食物結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)；發(fā)展紫莖澤蘭等競爭替代的生態(tài)修復(fù)技術(shù)；完善B型煙粉虱、Q型煙粉虱、椰心葉甲、豚草等的傳統(tǒng)生物防治技術(shù)；建立Q型煙粉虱等的野外監(jiān)測技術(shù)；初步構(gòu)建松材線蟲等的RNA干涉調(diào)控技術(shù)基礎(chǔ)。?在生物入侵領(lǐng)域，凝聚和造就一批有國際影響的中青年學(xué)科帶頭人和學(xué)術(shù)骨干，培養(yǎng)研究生150名和博士后25名；提升和擴(kuò)大我國生物入侵基礎(chǔ)研究在國際上的影響力。?在國內(nèi)外核心刊物發(fā)表研究論文300篇以上，其中SCI收錄或有國際影響的論文100篇以上，出版專著3-5部；申報(bào)2-3項(xiàng)重要入侵物種監(jiān)測與控制的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)；申請國內(nèi)外發(fā)明專利與制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)10個(gè)以上。三、研究方案1、 總體學(xué)術(shù)思路本項(xiàng)目以外來物種入侵的實(shí)時(shí)預(yù)警監(jiān)測和有效控制為總體目標(biāo)，在國內(nèi)外現(xiàn)有科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，基于上一期973計(jì)劃“農(nóng)林危險(xiǎn)生物入侵機(jī)理與控制基礎(chǔ)研究”的工作積累，著重于重大外來物種的入侵機(jī)制與生態(tài)過程、對生態(tài)系統(tǒng)的影響及監(jiān)控基礎(chǔ)研究，從個(gè)體/種群、種間關(guān)系、群落/生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)層次深入研究入侵物種預(yù)防與控制所必需解決的三個(gè)關(guān)鍵科學(xué)問題，即：種群形成與擴(kuò)張、生態(tài)適應(yīng)性與進(jìn)化、對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響，發(fā)展入侵物種監(jiān)控的新技術(shù)與新方法。項(xiàng)目選取重要與危險(xiǎn)入侵物種，點(diǎn)（理論突破點(diǎn)）與面（機(jī)制或影響的系統(tǒng)性詮釋）相結(jié)合，原產(chǎn)地與入侵地的對比研究、原創(chuàng)性理論研究與控制新技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合，基于不同入侵階段或研究層次，針對不同的科學(xué)問題，在研究內(nèi)容上各有側(cè)重。例如：（1）針對入侵物種種群生態(tài)適應(yīng)性與進(jìn)化機(jī)制，重點(diǎn)研究入侵物種表型可塑性等“前適應(yīng)性”機(jī)制和入侵物種種群遺傳漂變、突變、與近緣種雜交、內(nèi)共生菌水平轉(zhuǎn)移，以及對亞適宜新生境適應(yīng)性進(jìn)化的“后適應(yīng)性”機(jī)制；（2）針對入侵物種種群形成與擴(kuò)張機(jī)制，側(cè)重研究入侵物種的非對稱競爭、協(xié)同入侵、“新式武器”擴(kuò)張、資源競爭等，提出或驗(yàn)證新的入侵假說；（3）針對導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退的機(jī)制，集中研究生物入侵對特定生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響；（4）在入侵物種的監(jiān)控技術(shù)方面，主要研究入侵物種監(jiān)測的分子識別、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測，入侵植物的生態(tài)替代與系統(tǒng)修復(fù)、入侵植物與昆蟲的傳統(tǒng)生物防治、RNA干涉調(diào)控等技術(shù)的科學(xué)基礎(chǔ)。上述研究將為入侵物種預(yù)防與控制的國家科技支撐計(jì)劃、重大專項(xiàng)和國家863等科技計(jì)劃的順利實(shí)施提供依據(jù)與支撐，為入侵生物學(xué)學(xué)科體系的發(fā)展提供新理論、新技術(shù)與新方法。2、 技術(shù)途徑本項(xiàng)目將根據(jù)研究任務(wù)和目標(biāo)，充分利用已有的生物入侵研究的資源、信息

和技術(shù)平臺，選擇我國重大入侵物種松材線蟲、B型煙粉虱、Q型煙粉虱、紅脂大小蠹、紫莖澤蘭、互花米草、河鱸等為研究對象，采用宏觀和微觀相結(jié)合方法、原產(chǎn)地與入侵地的生物生態(tài)學(xué)比較研究以及原始材料的收集與發(fā)掘，綜合運(yùn)用生態(tài)遺傳學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、生物信息學(xué)等學(xué)科理論與研究手段，在個(gè)體、種群和生態(tài)系統(tǒng)等不同層面上的實(shí)驗(yàn)生物學(xué)模擬與大尺度生態(tài)景觀的生態(tài)學(xué)調(diào)查等宏觀與微觀相結(jié)合的技術(shù)路線，圍繞涉及的3個(gè)科學(xué)問題，系統(tǒng)地開展外來物種入侵的機(jī)制與生態(tài)過程、對生態(tài)系統(tǒng)的影響等機(jī)制研究，形成不同層面的基礎(chǔ)研究系統(tǒng)性與控制技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的有機(jī)聯(lián)系，原始創(chuàng)新和發(fā)展入侵物種預(yù)警和控制的理論、方法和技術(shù)。技術(shù)路線突出外來物種入侵機(jī)制與監(jiān)控基礎(chǔ)研究的有機(jī)整體聯(lián)系。上述學(xué)術(shù)思想和主要的技術(shù)途徑如下圖（圖2）所示：研究層次科學(xué)問題理論突破種群形成與擴(kuò)散生態(tài)適應(yīng)與進(jìn)化競爭替代/協(xié)同入生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)影響生態(tài)系統(tǒng)功能影響]?前適應(yīng)性與后.適應(yīng)性J?偏利效應(yīng)研究層次科學(xué)問題理論突破種群形成與擴(kuò)散生態(tài)適應(yīng)與進(jìn)化競爭替代/協(xié)同入生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)影響生態(tài)系統(tǒng)功能影響]?前適應(yīng)性與后.適應(yīng)性J?偏利效應(yīng)?預(yù)警技術(shù)參數(shù)?RNAi技術(shù)?生態(tài)修復(fù)與寄主互作].非對稱性競爭

.互作

J?協(xié)同入侵?資源配置?擴(kuò)張預(yù)警基礎(chǔ)?種群替代控制?化學(xué)信息調(diào)控]?結(jié)構(gòu)崩潰與功> 能衰退特征J?系統(tǒng)可入侵性—與抵御 ?生態(tài)修復(fù)?食物結(jié)構(gòu)調(diào)控圖2總體學(xué)術(shù)思路與主要技術(shù)路線3、創(chuàng)新點(diǎn)與特色與國外同類研究和上一期973計(jì)劃“農(nóng)林危險(xiǎn)生物入侵機(jī)理與控制基礎(chǔ)研究”相比，本項(xiàng)目研究具有以下明顯的創(chuàng)新點(diǎn)或特色：?以國家重大需求為導(dǎo)向：本項(xiàng)目以重大入侵物種松材線蟲、B型煙粉虱、Q型煙粉虱、大豆疫病、紫莖澤蘭、河鱸等為主要研究對象，緊密圍繞入侵物種對生態(tài)系統(tǒng)影響機(jī)理這一關(guān)鍵科學(xué)問題，進(jìn)行入侵物種的監(jiān)控基礎(chǔ)性研究。這些均屬我國生物入侵基礎(chǔ)研究和技術(shù)實(shí)踐中亟待解決的重大科學(xué)問題，體現(xiàn)了國家的重大需求。?以前沿性、前瞻性和創(chuàng)新性為核心：本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)國際前沿研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)，綜合運(yùn)用生態(tài)遺傳學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、地理信息系統(tǒng)等微觀與宏觀的技術(shù)手段，試圖揭示入侵物種種群生態(tài)適應(yīng)性與進(jìn)化機(jī)制，入侵物種種群形成與擴(kuò)張機(jī)制，生物入侵導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退的機(jī)制；凸顯出研究內(nèi)容與技術(shù)的前沿性、前瞻性和創(chuàng)新性。?以系統(tǒng)性和實(shí)用性為本，研究重點(diǎn)更加突出、內(nèi)容更加深入：本項(xiàng)目圍繞入侵物種對生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)理和防控基礎(chǔ)研究的國家需求，從三個(gè)不同層次研究3個(gè)共性關(guān)鍵科學(xué)問題，每個(gè)層次的側(cè)重點(diǎn)不同，不同科學(xué)問題衍生出入侵物種相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)，可為入侵物種的監(jiān)控提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)保障。因此，體現(xiàn)了本項(xiàng)目的針對性、系統(tǒng)性與實(shí)用性。而且，本項(xiàng)目是以國內(nèi)外現(xiàn)有研究和上一期973計(jì)劃重大突破為基礎(chǔ)，研究重點(diǎn)更加突出、研究內(nèi)容更加深入。?原產(chǎn)地與入侵地的比較研究：本項(xiàng)目將選取重大入侵對象，在原產(chǎn)地與入侵地同時(shí)開展生物學(xué)與生態(tài)學(xué)特性與特征的合作研究，比較結(jié)果的差異性、揭示其入侵成因；收集和發(fā)掘有效的生物資源，為遺傳變異與適應(yīng)性進(jìn)化、監(jiān)測與控制研究提供材料。4、取得重大突破的可行性分析研究目標(biāo)明確：圍繞國家重大需求和學(xué)科前沿，瞄準(zhǔn)重要外來物種入侵的生態(tài)過程、影響機(jī)制及防控技術(shù)的重大基礎(chǔ)科學(xué)問題開展本項(xiàng)研究。研究基礎(chǔ)扎實(shí)：經(jīng)過近10年艱苦努力，我國在入侵物種入侵機(jī)制和防控策略的基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用技術(shù)研究已有相當(dāng)?shù)难芯糠e累。在危險(xiǎn)生物入侵領(lǐng)域，項(xiàng)目主要承擔(dān)單位先后承擔(dān)了幾十項(xiàng)國家重大研究課題，尤其是通過上一期973計(jì)劃“農(nóng)林危險(xiǎn)生物入侵機(jī)理與控制基礎(chǔ)研究”(2002CB111400)，在針對一些重大入侵物種的入侵機(jī)制和控制技術(shù)的基礎(chǔ)理論、研究方法、技術(shù)平臺和創(chuàng)新隊(duì)伍等方面具備了良好的基礎(chǔ)，為本項(xiàng)目深入研究提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障。立論充分、方法先進(jìn)：本項(xiàng)目在立論、總體學(xué)術(shù)思路和技術(shù)途徑上借鑒了國內(nèi)外入侵物種預(yù)防與控制研究的最新進(jìn)展和成果，研究的主要科學(xué)問題屬國際上本領(lǐng)域的前沿和關(guān)鍵科學(xué)問題，具有可靠的立論依據(jù)；采用生態(tài)遺傳學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、生物信息系統(tǒng)等微觀與宏觀的最新技術(shù)，方法成熟、先進(jìn)。研究團(tuán)隊(duì)精干：集中了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國科學(xué)院、浙江大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等相關(guān)重點(diǎn)科研院校在本領(lǐng)域的優(yōu)秀人才，組成了精干、高效、務(wù)實(shí)的研究團(tuán)隊(duì)；研究隊(duì)伍知識和年齡結(jié)構(gòu)合理，有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力、良好的工作積累和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)科背景齊全，優(yōu)勢互補(bǔ)，為本項(xiàng)目的順利完成提供了人才保障。支撐體系強(qiáng)大：項(xiàng)目實(shí)施依托密切相關(guān)的1個(gè)“國家農(nóng)業(yè)生物安全科學(xué)中心”和“植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“農(nóng)業(yè)蟲害鼠害綜合治理研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”3個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以及“農(nóng)業(yè)部生物入侵與生物防治重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室”、“農(nóng)業(yè)部病蟲監(jiān)測與治理重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室”、“教育部森林保護(hù)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”等10余個(gè)部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，擁有我國一流的研究條件和設(shè)備，為本項(xiàng)研究提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。項(xiàng)目單位是國家授權(quán)的農(nóng)業(yè)生物種質(zhì)資源保存、交換、引種、檢疫、隔離觀察的國家基地；具有重大農(nóng)林危險(xiǎn)生物研究、微生物菌種保藏與檢測、植物病原菌保存、外來天敵引種與檢疫研究的專門實(shí)驗(yàn)室，為開展相關(guān)研究提供便利的物質(zhì)基礎(chǔ)和條件。具有廣泛的國際影響和合作交流基礎(chǔ)：2003年8月由聯(lián)合國糧農(nóng)組織亞太林委會(huì)主辦，中國科學(xué)院、國家林業(yè)局、美國農(nóng)業(yè)部林務(wù)局等部門協(xié)辦的首屆“亞太地區(qū)林業(yè)外來有害生物國際會(huì)議”在云南昆明召開。2004年11月由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院和國際應(yīng)用生物科學(xué)中心(CABI)主辦的“生物入侵預(yù)防與管理”國際科學(xué)家峰會(huì)在北京召開。中國科學(xué)家依據(jù)大會(huì)討論的戰(zhàn)略要點(diǎn)，提出了中國生物入侵的預(yù)防與管理的發(fā)展領(lǐng)域和優(yōu)先發(fā)展計(jì)劃建議。2005年9月，由農(nóng)業(yè)部和美國國務(wù)院聯(lián)合舉辦的“APEC生物入侵高層研討會(huì)”在北京召開。此次大會(huì)提議產(chǎn)生APEC入侵生物工作組，形成APEC入侵生物預(yù)防與控制的策略框架，促進(jìn)APEC成員在入侵生物預(yù)防與控制方面的國際合作和交流。這些學(xué)術(shù)活動(dòng)一方面能及時(shí)獲取國外最新學(xué)術(shù)思路、技術(shù)和資源，另一方面為國際合作奠定基礎(chǔ)，獲得一批有重要理論和應(yīng)用價(jià)值的成果。5、課題設(shè)置基于項(xiàng)目的總體目標(biāo)，以“入侵物種種群形成與擴(kuò)張、生態(tài)適應(yīng)性與進(jìn)化、生物入侵導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退”三個(gè)擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題為切入點(diǎn)，達(dá)到實(shí)現(xiàn)外來物種入侵的實(shí)時(shí)監(jiān)測與有效控制的實(shí)踐目標(biāo)，擬設(shè)置6個(gè)課題，從個(gè)體-種群、種間關(guān)系、群落/生態(tài)系統(tǒng)三個(gè)不同層次解析外來物種入侵的機(jī)制、生態(tài)過程以及對生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制，為我國外來入侵物種的防控與管理提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。課題1重要入侵物種種群形成與生態(tài)適應(yīng)性課題2重要入侵物種與寄主的適應(yīng)性互作與進(jìn)化課題3重要入侵物種與土著種的競爭作用課題4重要入侵物種與生態(tài)位相關(guān)種的協(xié)同入侵效應(yīng)課題5生物入侵對特定生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響課題6重要入侵物種預(yù)警和控制技術(shù)基礎(chǔ)上述6個(gè)課題，在上一期973計(jì)劃工作的基礎(chǔ)及現(xiàn)有團(tuán)隊(duì)工作的基礎(chǔ)上，選取重要與危險(xiǎn)入侵物種，整合生態(tài)遺傳學(xué)、生理與生物化學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、分子生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)等學(xué)科的理論，采用微觀與宏觀相結(jié)合的技術(shù)與方法，揭示外來物種入侵的生態(tài)影響機(jī)制，建立實(shí)時(shí)監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)，提出有效防控技術(shù)體系（見圖3）。預(yù)警與控制

技術(shù)基礎(chǔ)圖3課題設(shè)置及其耦聯(lián)關(guān)系以入侵生態(tài)過程與影響機(jī)制為主線，各課題間的內(nèi)容相互銜接聯(lián)系，貫穿于不同層次，組成一個(gè)有機(jī)的整體。研究入侵物種的種群形成與生態(tài)適應(yīng)性機(jī)制，從個(gè)體/種群水平揭示外來物種入侵“前適應(yīng)性”與“后適應(yīng)性”與快速進(jìn)化機(jī)制，（課題1）。從入侵物種與寄主協(xié)同的進(jìn)化過程，研究入侵物種對寄主的適應(yīng)性互作與進(jìn)化機(jī)制（課題2），從入侵物種對土著種的排斥作用，研究入侵物種與土著物種的競爭替代機(jī)制（課題3），以及通過研究入侵種與共生外來種或本地種的互生共生效應(yīng)研究，解析入侵物種與生物因子的協(xié)同入侵機(jī)制（課題4）。從種群間的相互關(guān)系揭示外來物種入侵的生態(tài)機(jī)理。針對生物入侵受損的特定生態(tài)系統(tǒng)，研究外來物種入侵對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響，從群落/生態(tài)系統(tǒng)水平揭示生物入侵導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退的機(jī)制，提出生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控和修復(fù)策略（課題5）。在上述理論研究的基礎(chǔ)上，發(fā)展重要入侵物種預(yù)警和控制技術(shù)基礎(chǔ)（課題6）。課題1重要入侵物種種群形成與生態(tài)適應(yīng)性主要研究內(nèi)容：以松材線蟲、互花米草、B型煙粉虱、Q型煙粉虱等為研究對象，從基因、個(gè)體、種群等不同尺度，重點(diǎn)研究：（1）通過原產(chǎn)地與入侵地的比較研究，闡明入侵物種的生殖對策、繁殖方式、繁殖潛能、環(huán)境忍耐度等生活史特征，以及種群建立和維持的種群遺傳機(jī)制；（2）研究不同時(shí)空尺度下入侵物種擴(kuò)散特性、分布格局與環(huán)境變化的關(guān)系、規(guī)律及模式，闡明決定其分布格局的關(guān)鍵因子和空間擴(kuò)散的薄弱環(huán)節(jié)，評估入侵物種未來蔓延速率和潛力；（3）研究入侵物種的表型可塑性及其生態(tài)基因組表達(dá)譜特征等“前適應(yīng)性”，解析對逆境、亞適宜生境的適應(yīng)及快速進(jìn)化等“后適應(yīng)性”；（4）研究入侵物種的繁殖體壓力以及入侵物種脫離原產(chǎn)地天敵的控制而導(dǎo)致的能量分配策略和這種分配策略對入侵物種競爭能力的影響，發(fā)展與完善“競爭力進(jìn)化”假說。預(yù)期目標(biāo):闡明入侵物種的生活史特征及其適應(yīng)性對入侵種群形成與擴(kuò)張的影響機(jī)制；解析“前適應(yīng)性”與“后適應(yīng)性”的“權(quán)衡”關(guān)系及其協(xié)調(diào)適應(yīng)效應(yīng)機(jī)制，完善入侵“前適應(yīng)性”與“后適應(yīng)性”理論；構(gòu)建基于外來物種入侵適應(yīng)性、表型可塑性與適應(yīng)性遺傳分化為風(fēng)險(xiǎn)評估參數(shù)的預(yù)警技術(shù)平臺，為實(shí)施入侵物種的早期預(yù)警、防止擴(kuò)散和有效控制提供基礎(chǔ)。承擔(dān)單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所課題負(fù)責(zé)人：萬方浩博士/研究員經(jīng)費(fèi)比例：20.00%課題2重要入侵物種與寄主的適應(yīng)性互作與進(jìn)化主要研究內(nèi)容：以大豆疫霉、香蕉穿孔線蟲、B型煙粉虱等為研究對象，從入侵物種與寄主種間互作水平，重點(diǎn)研究：（1）入侵病原菌毒性相關(guān)基因的多態(tài)性和表達(dá)譜變化，解析具有強(qiáng)危害能力的入侵菌系的毒性相關(guān)效應(yīng)分子以及其它毒性因子的多態(tài)性；（2）分析入侵群體經(jīng)過與本地寄主連續(xù)多代互作后，毒性相關(guān)效應(yīng)分子的進(jìn)化趨勢，不同效應(yīng)分子抑制寄主防衛(wèi)反應(yīng)的能力等；（3）入侵昆蟲和線蟲適應(yīng)或突破本地寄主植物防御物質(zhì)的適應(yīng)性進(jìn)化，解析入侵昆蟲和線蟲寄主譜擴(kuò)張的生理機(jī)制和遺傳基礎(chǔ)。預(yù)期目標(biāo)：明確外來入侵病原菌對本地寄主抗性的適應(yīng)性機(jī)制；闡明入侵病原菌毒性因子進(jìn)化對其定殖與擴(kuò)張成災(zāi)的生態(tài)學(xué)機(jī)制，為入侵病害的防控提供理論基礎(chǔ)；闡明入侵昆蟲寄主譜擴(kuò)張的生理機(jī)制和遺傳基礎(chǔ)。承擔(dān)單位：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所課題負(fù)責(zé)人：鄭小波博士/教授經(jīng)費(fèi)比例：16.67%課題3重要入侵物種與土著種的競爭作用主要研兗內(nèi)容：以紫莖澤蘭、B型煙粉虱、Q型煙粉虱、松材線蟲等為對象，從個(gè)體、種群到群落等不同尺度，重點(diǎn)研究：（1）入侵植物與本地植物的資源競爭利用效應(yīng)、入侵植物對本地植物化感抑制效應(yīng)及機(jī)理；（2）入侵植物對入侵地生境土壤理化性質(zhì)、土壤功能微生物和土壤營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)影響以及這種影響的反饋?zhàn)饔?；?）定性、定量比較研究煙粉虱不同遺傳型之間競爭及取代過程中的求偶和交配行為互作，以及行為互作所導(dǎo)致的種群結(jié)構(gòu)及數(shù)量變化；（4）研究入侵昆蟲與同一營養(yǎng)水平上其它植食性昆蟲之間的競爭關(guān)系及其競爭所導(dǎo)致的物種間相對豐度的變化，及其對生物群落結(jié)構(gòu)影響的各種對稱與非對稱競爭關(guān)系的生態(tài)機(jī)制。預(yù)期目標(biāo)：完善“非對稱互作”理論和“新式武器”假說，探明入侵生境生物因子的反饋機(jī)制；闡明入侵物種和土著種（生態(tài)位近似種）之間的競爭排斥（化感作用、非對稱性互作、資源掠奪）的生理、營養(yǎng)、行為和化學(xué)通訊機(jī)制；構(gòu)建基于入侵物種的置換效應(yīng)及其置換機(jī)制等評估參數(shù)的預(yù)警技術(shù)平臺，提出入侵物種生物防治、生態(tài)控制的技術(shù)基礎(chǔ)。承擔(dān)單位：浙江大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所課題負(fù)責(zé)人：劉樹生博士/教授經(jīng)費(fèi)比例：15.00%課題4重要入侵物種與生態(tài)位相關(guān)種的協(xié)同入侵效應(yīng)主要研究內(nèi)容：（1）紅脂大小蠹和土著生態(tài)位近似種協(xié)同入侵效應(yīng)，解析其協(xié)同入侵的生理與化學(xué)通訊機(jī)制；（2）研究B型煙粉虱、Q型煙粉虱與攜帶菌或本地共生菌之間協(xié)同入侵效應(yīng)，從昆蟲生理反應(yīng)和昆蟲共生細(xì)菌功能幾方面綜合解析協(xié)同入侵的生理機(jī)制；（3）研究松材線蟲與本地傳播媒介之間的協(xié)同入侵效應(yīng)，并從媒介昆蟲與入侵物種、本地植物互作的角度綜合解析其協(xié)同入侵的化學(xué)通訊機(jī)制和分子機(jī)制；預(yù)期目標(biāo):揭示入侵物種與媒介及生態(tài)位相關(guān)種的協(xié)同增強(qiáng)競爭入侵作用的生理與化學(xué)通訊與分子機(jī)制；構(gòu)建多物種入侵的“協(xié)同入侵”模型，提出“共生生物促進(jìn)”假說、“返入侵”假說。承擔(dān)單位：中國科學(xué)院動(dòng)物研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：張鐘寧研究員經(jīng)費(fèi)比例：16.67%課題5生物入侵對特定生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響主要研究內(nèi)容：以河鱸、松材線蟲、紫莖澤蘭等為對象，采用群落生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、種群生態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)等野外觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)M結(jié)合的方法，主要研究：（1）重要入侵物種對森林與水生生態(tài)系統(tǒng)中本地物種競爭替代的物種喪失效應(yīng)，以及由此導(dǎo)致的對入侵生境物種多樣性和生物資源的直接和間接影響；（2）研究河鱸、鯽魚等在不同水體生態(tài)系統(tǒng)的“遺傳瓶頸”效應(yīng)，以及在定居、建群過程中所發(fā)生的遺傳漂變特征；（3）研究鯉魚等與土著近緣種雜交所引起的基因滲透，以及對土著經(jīng)濟(jì)魚類種質(zhì)資源和遺傳多樣性的影響；（4）研究紫莖澤蘭等對入侵地生境生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)、生態(tài)系統(tǒng)承載力和生態(tài)服務(wù)功能的影響；（5）研究入侵過程中，同類生態(tài)系統(tǒng)不同生境的生物因子和非生態(tài)因子異質(zhì)性、生境的補(bǔ)償作用等對入侵物種的可入侵性和抵御功能，解析生態(tài)系統(tǒng)的可入侵性機(jī)制和抵御機(jī)制。預(yù)期目標(biāo)：闡明生物入侵對入侵地生境/生態(tài)系統(tǒng)對物種多樣性、遺傳多樣性、物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)、生態(tài)系統(tǒng)承載力等的影響，以及由此導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化，解析生物入侵引起的入侵干擾對生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)崩潰及功能衰退的影響機(jī)制；明確特定生境對入侵物種具有抵御作用的異質(zhì)生態(tài)因子和生態(tài)系統(tǒng)補(bǔ)償方式，闡明特定生態(tài)系統(tǒng)的可入侵性；從群落/生態(tài)系統(tǒng)水平明析入侵物種對生態(tài)系統(tǒng)的影響效應(yīng)，提出入侵受損生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)途徑。承擔(dān)單位：中國科學(xué)院水生生物研究所、北京林業(yè)大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：謝松光博士/研究員經(jīng)費(fèi)比例：16.66%課題6重要入侵物種預(yù)警和控制技術(shù)基礎(chǔ)主要研究內(nèi)容：以分布范圍廣、危害大的重要入侵物種（如紫莖澤蘭、B型煙粉虱、Q型煙粉虱及其傳播的雙生病毒病、紅火蟻、椰心葉甲等）為對象，從預(yù)警與控制的角度重點(diǎn)開展：（1）入侵物種監(jiān)測的圖象識別與分子識別基礎(chǔ)的研究，發(fā)展入侵物種的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)；（2）入侵物種逆境適應(yīng)、致害作用、生長發(fā)育相關(guān)基因或與媒介互作相關(guān)基因等的克隆，建立入侵物種RNA干涉調(diào)控技術(shù)體系；（3）入侵昆蟲化學(xué)信息和食物結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)研究，明確入侵昆蟲行為的化學(xué)生態(tài)調(diào)控機(jī)理；（4）入侵雜草競爭替代的生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究，揭示其競爭替代的資源利用機(jī)制；（5）入侵物種傳統(tǒng)生物防治控制技術(shù)研究，明確生防作用物的控制效應(yīng)和控制機(jī)理以及生防作用物的適應(yīng)機(jī)理。預(yù)期目標(biāo)：建立入侵物種實(shí)時(shí)監(jiān)測與有效防控技術(shù)研究平臺，提出入侵物種監(jiān)控的分子、化學(xué)和生物生態(tài)調(diào)控技術(shù)基礎(chǔ)。承擔(dān)單位：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)植物保護(hù)研究所、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所課題負(fù)責(zé)人：張桂芬博士/副研究員經(jīng)費(fèi)比例：15.0%

四、年度計(jì)劃研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)第—年一、個(gè)體-種群水平初步比較研究紫莖澤蘭、B/Q型煙粉虱、松材線蟲等的原產(chǎn)地種群和入侵地地理種群的生活史特征；初步比較研究紫莖澤蘭、B/Q型煙粉虱、松材線蟲等的不同生境/地理種群的群體遺傳多樣性及分化；.初步研究紫莖澤蘭、B/Q型煙粉虱、松材線蟲等在我國的分布擴(kuò)散格局及擴(kuò)散特性和擴(kuò)散行為；.初步開展紫莖澤蘭、B/Q型煙粉虱、松材線蟲等在逆境（如溫度）脅迫下表型可塑性研究。二種間關(guān)系角度初步研究大豆疫病等與寄主植物互作的毒性相關(guān)基因的多態(tài)性和表達(dá)譜變化；初步研究B/Q型煙粉虱適應(yīng)寄主譜的表型變化；初步明確入侵物種的生活史特征與初始種群建立和維持的關(guān)系；初步建立入侵物種的生境異質(zhì)性差異與群體遺傳學(xué)差異的適應(yīng)和進(jìn)化邏輯關(guān)系；初步明確入侵物種在入侵地的分布危害和擴(kuò)散行為；初步明確入侵物種逆境脅迫下的〃前適應(yīng)性”特征；初步確定入侵物種與寄主互作后進(jìn)化的表觀生物學(xué)特征及其變化；初步明確入侵植物競爭排斥當(dāng)?shù)刂参锏馁Y源競爭效能、化感作用和土壤微生物改變的反饋效應(yīng)；初步明確靶標(biāo)入侵昆蟲對入侵地物種的入侵競爭排斥效應(yīng)；應(yīng)；初步明確靶標(biāo)入侵物種的協(xié)同入侵方式和協(xié)同入侵效應(yīng)；初步明確靶標(biāo)入侵物種入侵對入侵地生境的物種多樣性群落結(jié)構(gòu)和組成的影響；初步明確入侵物種雜交造成的遺傳漂變對入侵物種本身的入侵力效應(yīng)的影響；初步確定入侵物種入侵對入侵地生境的土壤C/N/P等營養(yǎng)循環(huán)的影響效應(yīng)；初步建立靶標(biāo)入侵物種的快速檢測技術(shù)流程和參數(shù)；初步建立靶標(biāo)入侵物種的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測的快速圖像識別的技術(shù)參數(shù)和流程；初步克隆能用于RNAi的入侵物種相關(guān)逆境基因；初步明確植物競爭替代入侵植物的競爭替代效應(yīng)；初步開展入侵植物紫莖澤蘭等與本地植物的資源競爭掠奪、化感抑制排斥和入侵植物與土壤微生物互作的競爭反饋?zhàn)饔醚芯?；初步開展B/Q型煙粉虱、稻水象甲等對本地物種或生態(tài)位近似種的競爭排斥作用；5.初步開展松材線蟲、B/Q型煙粉虱、紅脂大小蠹等與土著生態(tài)位近似種、與攜帶菌或本地共生菌、與本地傳播媒介之間的協(xié)同入侵效應(yīng)。三、生態(tài)系統(tǒng)水平初步研究紫莖澤蘭、松材線蟲等入侵不同空間尺度和生態(tài)系統(tǒng)后，入侵生境的物種多樣性和生物資源喪失的直接和間接影響及其群落演替；初步開展入侵魚類河鱸與本地魚類雜交的雜交后代的生物學(xué)和入侵競爭力變化和遺傳漂變；初步開展紫莖澤蘭入侵對入侵地生境的土壤營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)影響。四、預(yù)警與控制技術(shù)基礎(chǔ)開展Q型煙粉虱、TCK等的局部或潛在入侵物種的預(yù)警策略的快速檢測的分子技術(shù)基礎(chǔ)研究；初步建立入侵雜草和紅火蟻等的圖像識別的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)平臺基礎(chǔ)；初步開展松材線蟲、煙粉虱等逆境適應(yīng)或與媒介互作相關(guān)基因等的克??；初步開展紫莖澤蘭等的植物競爭替代的生態(tài)修復(fù)效應(yīng)的研究；初步開展紅脂大小蠹、煙粉虱等入侵昆蟲的化學(xué)信息與食物結(jié)構(gòu)調(diào)控效應(yīng)的研究；初步開展煙粉虱、豚草等優(yōu)勢生防作用物控制效能評價(jià)、生態(tài)適應(yīng)性及生態(tài)影響因子的研究。初步明確入侵物種的優(yōu)勢生防作用物的控制效能、生態(tài)適應(yīng)性及其關(guān)鍵生態(tài)影響因子；發(fā)表核心刊物論文50篇以上，SCI論文15篇以上；獲國內(nèi)夕卜發(fā)明專利與制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1個(gè)以上；培養(yǎng)研究生25名，博士后4名；項(xiàng)目年度總結(jié)和檢查。

研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)第年一、個(gè)體-種群水平深入系統(tǒng)比較研究紫莖澤蘭、B/Q型煙粉虱、松材線蟲等的原產(chǎn)地種群和入侵地地理種群的生活史特征；深入比較研究紫莖澤蘭、B/Q型煙粉虱、松材線蟲等的不同生境/地理種群的群體遺傳多樣性及分化圖式；.深入研究紫莖澤蘭、B/Q型煙粉虱、松材線蟲等在我國的分布擴(kuò)散格局及擴(kuò)散特性和擴(kuò)散行為；.深入開展紫莖澤蘭、B/Q型煙粉虱、基本明確入侵物種與入侵有關(guān)的的生活史特征及其初始種群建立和維持的關(guān)系；基本明確入侵物種的生境異質(zhì)性適應(yīng)性進(jìn)化與群體遺傳學(xué)差異的關(guān)系；基本明確入侵物種在入侵地的分布危害和擴(kuò)散行為及特征；基本明確入侵物種逆境（溫度）脅迫下的〃前適應(yīng)性”的表型可塑性特征；表型可塑性特征；基本明確入侵物種與寄主互作后進(jìn)化的表觀生物學(xué)特征及其生理適應(yīng)特征；基本明確入侵植物競爭排斥當(dāng)?shù)刂参锏馁Y源競爭效應(yīng)、化感效應(yīng)和土壤微生物改變的反饋效應(yīng)；基本明確靶標(biāo)入侵昆蟲對入侵地物種的入侵競爭排斥效應(yīng)；基本明確靶標(biāo)入侵物種的協(xié)同入侵方式和協(xié)同入侵效應(yīng)；基本明確靶標(biāo)入侵物種入侵對入侵地生境的物種多樣性群落結(jié)構(gòu)和組成的影響；基本明確入侵物種雜交造成的遺傳漂變對入侵物種本身的入侵力效應(yīng)的影響；進(jìn)一步明確入侵物種入侵對入侵地生境的土壤C/N/P等營松材線蟲等在逆境（如溫度）脅迫下表型可塑性研究。二種間關(guān)系角度深入研究大豆疫病等與寄主植物互作的毒性相關(guān)基因適應(yīng)的多態(tài)性進(jìn)化和表達(dá)譜特征；深入研究B/Q型煙粉虱等適應(yīng)寄主譜的表型變化和生理適應(yīng)；深入開展入侵植物紫莖澤蘭等與本地植物的資源競爭效應(yīng)、化感抑制排斥效應(yīng)和入侵植物與土壤微生物互作的競爭反饋效應(yīng)的研究；深入開展B/Q型煙粉虱、稻水象甲等對本地物種或生態(tài)位近似種的競爭排斥效應(yīng)；5.深入開展松材線蟲、B/Q型煙粉虱、紅脂大小蠹等與土著生態(tài)位近似種、與攜帶菌或本地共生菌、與本地傳播媒介之間的協(xié)同入侵效應(yīng)。三、生態(tài)系統(tǒng)水平深入系統(tǒng)研究紫莖澤蘭、松材線蟲研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)等入侵不同空間尺度和生態(tài)系統(tǒng)后，入侵生境的物種多樣性和生物資源喪失的直接和間接影響及其群落演替；深入比較研究入侵魚類河鱸與本地魚類雜交的雜交后代的生物學(xué)和入侵競爭力變化和遺傳漂變；深入開展紫莖澤蘭等入侵對入侵地生境的土壤營養(yǎng)物質(zhì)C/N/P循環(huán)的影響。四、預(yù)警與控制技術(shù)基礎(chǔ)深入開展Q型煙粉虱、TCK等的局部或潛在入侵物種的預(yù)警策略的快速檢測的分子技術(shù)基礎(chǔ)研究；基本建立入侵雜草和紅火蟻等的圖像識別的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)平臺基礎(chǔ)；深入開展松材線蟲、煙粉虱等逆境適應(yīng)或與媒介互作相關(guān)基因等的克?。幌到y(tǒng)深入開展紫莖澤蘭等的植物競爭替代的生態(tài)修復(fù)效應(yīng)的研究；深入開展紅脂大小蠹、煙粉虱等入侵昆蟲的化學(xué)信息與食物結(jié)構(gòu)調(diào)控效養(yǎng)循環(huán)的影響父攵應(yīng)；基本建立靶標(biāo)入侵物種的快速檢測技術(shù)流程和參數(shù)；基本建立靶標(biāo)入侵物種的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測的快速圖像識別的技術(shù)參數(shù)和流程；初步克隆到用于RNAi的入侵物種相關(guān)逆境基因；基本明確植物競爭替代入侵植物的室內(nèi)競爭替代效應(yīng)和部分生理機(jī)制；基本明確入侵物種的優(yōu)勢生防作用物的控制效能、生態(tài)適應(yīng)性及其關(guān)鍵生態(tài)影響因子；發(fā)表核心刊物論文70篇以上，SCI論文20篇以上；出版專著1-2部；獲科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)；獲國內(nèi)外發(fā)明專利與制訂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)2個(gè)以上；培養(yǎng)研究生35名，博士后6

研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)應(yīng)的研究；6.系統(tǒng)開展煙粉虱、豚草等優(yōu)勢生防作用物控制效能評價(jià)、生態(tài)適應(yīng)性及生態(tài)影響因子的研究。名；20.進(jìn)行項(xiàng)目中期評估總結(jié)。第年根據(jù)中期評估意見，適當(dāng)調(diào)整研究內(nèi)容和重點(diǎn)：一、個(gè)體-種群水平深入重點(diǎn)比較研究靶標(biāo)入侵物種的原產(chǎn)地種群和入侵地種群的生物地理發(fā)育格局和適應(yīng)性進(jìn)化/快速進(jìn)化的遺傳差異；重點(diǎn)研究靶標(biāo)入侵物種的分布擴(kuò)散格局及其與環(huán)境和空間異質(zhì)性的關(guān)系；明確入侵物種與入侵有關(guān)的的生活史特征及其初始種群建立和維持的關(guān)系；基本明確入侵物種的生物地理發(fā)育格局和進(jìn)化遺傳機(jī)制；明確入侵物種在入侵地的分布擴(kuò)散行為，初步明確物種擴(kuò)散格局與生境異質(zhì)性關(guān)系；明確入侵物種溫度逆境脅迫下的“前適應(yīng)性”的表型可塑性，初步明確逆境脅迫的蛋白調(diào)控機(jī)制，并克隆相關(guān)基因；下的“前適應(yīng)性”的表型可塑性，初步明確逆境脅迫的蛋白調(diào)控機(jī)制，并克隆相關(guān)基因；明確入侵物種與寄主互作后進(jìn)化的表觀生物學(xué)特征和生理適應(yīng)特征，初步明確與寄主適應(yīng)進(jìn)化的分子基礎(chǔ)和遺傳基礎(chǔ)；明確入侵植物競爭排斥當(dāng)?shù)刂参锏馁Y源競爭效應(yīng)、化感效應(yīng)和土壤微生物改變的反饋交攵應(yīng)，初步明確資源競爭效應(yīng)的生理適應(yīng)機(jī)制、化感作用機(jī)制和土壤微生物的反饋機(jī)制；初步明確靶標(biāo)入侵昆蟲對入侵地物種的入侵競爭排斥效應(yīng)的生態(tài)位資源競爭機(jī)制、行為干擾和化學(xué)信息調(diào)控機(jī)制；明確靶標(biāo)入侵物種的協(xié)同入侵方式和協(xié)同入侵效應(yīng)，初步明確協(xié)同入侵的生理機(jī)制、行3.深入開展靶標(biāo)入侵物種的逆境（如溫度）脅迫下表型可塑性和〃前適應(yīng)性”的分子調(diào)控機(jī)制研究。二、種間關(guān)系角度重點(diǎn)深入研究入侵病原菌毒性相關(guān)效應(yīng)分子的進(jìn)化趨勢和不同效應(yīng)分子抑制寄