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【目的】 入侵生物学是一门生物安全学领域的新兴学科,了解我国乃至全球入侵生物学学科发展进程以及现状,对于全面掌握该学科的全球状况和前沿动态,以及国家在该领域的科学能力和影响力等具有重要意义。【方法】 本文利用“biological invasion”“invasion biology”“invasion ecology”“invasive alien species”“alien species”“exotic alien species”“exotic species”“non-indigenous species”“non-native species”和“invasiveness”等10个关键词检索Web of Science和中国知网等数据库以获得入侵生物学相关论文和著作等科学成果,通过文献计量法分析、归纳和总结科学产出的各项属性特征。【结果】 截止目前(1950—2024年)全球共发表了117575篇中英文论文(若通过物种名称进行检索,实际数量将远超该数),出版了389部专著,提出了45个生物入侵相关的假说,完成了1463个外来入侵物种基因组测序和组装工作;我国入侵生物学研究起步较晚,但经过二十多年的发展,在论文产出量、Top期刊刊文量、专著数量、领军人物和前沿技术研究等方面已位居世界前列,然而与领先国家相比还存在一定差距,如缺乏具有国际影响力的专业性期刊,Top期刊论文被引频次、假说数量、国际合作发表论文数量分别占全球领先国家的30.0%、16.7%、29.9%,是今后需重点发展的方向。【结论】 本研究结果客观地反映了我国入侵生物学学科发展的现状以及在国际上的地位和影响力,为明确今后科学研究发展方向提供了理论依据。

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中国是受入侵种危害最严重的国家之一,随着入侵种的不断增多,需要对其造成的危害与影响进行评估、排序、分级或分类以加强重点管理。本文对世界范围内全物种类群入侵种危害的评估排序与分类分级方法进行归类介绍,并评述各方法的优缺点。根据评估内容、评估结果的量化与呈现方式,可将入侵种危害的评估排序与分类分级方法分为4大类:专家定性分级与排序、基于文献证据的影响分级与排序、考虑影响与其他因素的分级与分类、基于层次分析的多指标综合评价。其中,外来种影响分级法、通用影响评分系统2种方法具有较高的可重复性、稳定性和科学性,在世界范围内得到了广泛应用。从应用情况、评估对象、评估内容、评估结果、稳定性等角度对各方法进行比较发现,我国现有评估入侵种危害的多指标综合评价方法与指标体系存在评估内容不全面、稳定性较低等不足。最后,提出我国多指标综合评价方法的改进建议,以期完善提升我国入侵种风险评估方法体系,支持有关研究与管理工作。

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木薯是重要的经济与粮食作物,由于其出色的耐旱、耐贫瘠、易种植等特性,在全球热带和亚热带地区广泛种植。木薯在生长过程中会受到多种病虫害的威胁,其中分布最广、危害最严重的是木薯花叶病毒(Cassava mosaic virus, CMV)。CMV主要通过带毒茎秆和媒介昆虫烟粉虱传播,可以造成木薯叶片出现斑驳花叶、卷曲甚至枯萎,植株整体长势衰弱,导致木薯产量下降,严重威胁木薯生产。我国和东南亚木薯产区此前并没有CMV发生和危害的报道。可近年来,斯里兰卡木薯花叶病毒(Sri Lanka cassava mosaic virus, SLCMV)在东南亚地区广泛传播,已经成为该地区木薯生产的主要病害,对我国的木薯生产也构成了重大威胁。本文围绕SLCMV在亚洲的发生、传播机制和防治策略展开了讨论,以期为防控SLCMV在我国的危害提供参考。

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刺果瓜是原产于美国东北部的一年生草质藤本攀援植物,最初因其观赏价值高而被广泛种植,现已扩散至欧洲、亚洲的部分国家和地区,给当地植物的生长造成严重威胁。由于入侵性极强,刺果瓜已经演变成有害的入侵杂草,严重危害我国农业生产、城市绿化及生态环境。目前,对刺果瓜的入侵策略尚无系统的认识,本文通过综述刺果瓜的分布危害、营养和繁殖生长策略、竞争策略以及防治应用等研究现状,归纳其入侵策略和防治进展,以期为刺果瓜的防治工作提供参考。结果发现:刺果瓜成功入侵的关键在于多样化的适应策略和较强的传播扩散能力;其对农业生产及生态环境造成危害的主要原因在于攀援绞杀性和占据不同生态位;刺果瓜防治主要包括人工拔除、化学和生物防治等方法;刺果瓜在土壤修复、医药价值、农业利用等方面已有所应用。未来应加强刺果瓜在自然生境中的适应机制、应用开发和防治技术等研究。

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【目的】 弄清扶桑绵粉蚧在惠州地区的发生危害和入侵来源。【方法】 对惠州地区扶桑绵粉蚧发生危害进行系统调查,并对采集的样品开展形态学鉴定、DNA提取和PCR扩增,利用生物信息学软件分析其序列同源性、遗传结构及系统进化关系。【结果】 惠州地区扶桑绵粉蚧危害的寄主植物有15科43种,危害具有重要经济价值的马铃薯和蔬菜等农作物。测出的线粒体COⅠ基因序列有4个单倍型,在GenBank数据库中比对,序列相似度达到100%,种群间遗传距离为0~0.029,其中,惠州种群与美国种群遗传距离较大,与其他种群遗传距离较小。构建的系统发育树显示,扶桑绵粉蚧惠州种群与巴基斯坦种群聚在一支。【结论】 推测惠州地区发生的扶桑绵粉蚧可能来源于巴基斯坦,该结论为惠州马铃薯和蔬菜产区监测该虫的发生和精准防治提供科学依据。

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【目的】 本研究旨在研究松材线虫在潜伏侵染阶段对马尾松内生细菌群落的影响,探寻松材线虫潜伏侵染阶段的标志性内生细菌和松材线虫病可能的发病机制,为松材线虫的潜伏侵染识别和松材线虫病防治提供基础。【方法】 采用16S高通量测序技术分析马尾松内生细菌群落,比较携带松材线虫的马尾松与健康马尾松之间的内生细菌群落差异,并分析与松材线虫含量的相关性。【结果】 松材线虫潜伏侵染的马尾松内生细菌群落与健康马尾松相比差异显著,物种丰富度显著增加,均匀度和多样性无显著变化。内生细菌群落网络分析中,最大Cluster中物种数减少,Cluster数目增加;相关关系数目减少,其中正相关比例升高。携带松材线虫的马尾松中,丰度最高的菌属为伯克霍尔德氏-卡瓦列罗-副伯克霍尔德氏菌属,其丰度也显著高于健康马尾松;最核心的菌属为交替赤杆菌属。分枝杆菌属在携带线虫松树中丰度显著增加,与线虫含量显著正相关,同时在内生细菌群落中有相对核心位置。健康松树中丰度最高的菌属为产碱杆菌科未分类属,在携带线虫松树的样品中其含量显著降低。微小杆菌属在2类样品中的差异不显著,但在健康马尾松内生细菌群落中具有最核心地位,并与松材线虫的含量显著负相关。【结论】 被松材线虫潜伏侵染的马尾松,其内生菌群因为松材线虫侵染带来的压力而被扰动,导致内生菌群落复杂性和物种丰富度的增加。在变化的内生菌群落中,伯克霍尔德氏-卡瓦列罗-副伯克霍尔德氏菌属和交替赤杆菌属可能在松树抵抗松材线虫病的过程中发挥协助作用。分枝杆菌属可能参与协助松材线虫危害松树。产碱杆菌科和微小杆菌属对于健康马尾松具有重要意义。

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【目的】 探究氮沉降对入侵植物与本地植物竞争关系的影响,阐明其如何改变物种竞争能力并影响入侵植物。【方法】 以入侵植物藿香蓟和本地植物铁苋菜为对象,开展de Wit替代竞争试验。通过浇灌不同浓度的NH₄Cl溶液模拟不同氮沉降水平对植物株高、地上生物量和分枝数的影响。相对邻株效应指数(R_NE)和取代系列图表被用来评估两者的竞争关系。【结果】 单种栽培时,中高氮处理(6和12 g·m^-2·a^-1)对藿香蓟收获时株高生长和地上生物量有显著的促进作用,而氮处理组显著提高了铁苋菜收获时株高生长和地上生物量。两种混栽时,不管哪种栽培比例下,藿香蓟收获时株高在各个氮处理组之间均无显著差异;收获时高氮组的铁苋菜株高均显著高于对照组。中高氮处理显著提高了藿香蓟在中高栽培比例(0.50和0.75)下的分枝数;高氮处理显著提高了铁苋菜在高栽培比例下的分枝数。R_NE表明藿香蓟在高栽培比例时,铁苋菜对其氮处理组的竞争作用并不显著;铁苋菜在高栽培比例时,氮处理提高了藿香蓟的竞争力,低氮处理(3 g·m^-2·a^-1)时其竞争最为明显。取代系列试验图表明,在任何混种方式下铁苋菜实际生物量均低于预期;低氮处理时,高栽培比例下的藿香蓟地上部分生物量和混种总生物量均高于预期值。【结论】 氮沉降显著影响了藿香蓟与铁苋菜的生长及其种间竞争关系。氮沉降特别是低氮沉降增加了藿香蓟的竞争优势。

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【目的】 对入侵山西省中部水域的太阳鱼进行物种鉴定。【方法】 对采集到的太阳鱼进行形态学初步鉴定,并在2个位点处随机各抽取5尾太阳鱼进行基因组DNA提取、PCR扩增COⅠ基因和Cytb基因并测序。根据Kimura 2-parameter model双参数模型计算样品序列遗传距离,将所得序列使用邻接法、最大似然法和贝叶斯法构建系统发育树,进行聚类分析。【结果】 该鱼形态与绿太阳鱼一致。COⅠ基因序列平均长度为642 bp,A+T平均含量(51.37%)略高于G+C平均含量(48.61%);Cytb基因序列平均长度为819 bp,A+T平均含量(52.54%)高于G+C平均含量(47.46%)。比较太阳鱼属2种基因序列,发现COⅠ基因的种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的11.58倍,Cytb基因的种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的9.94倍,且测得的基因序列与绿太阳鱼基因相似度最高,遗传距离最近。系统进化分析显示,2个基因均能对12种太阳鱼属鱼类进行鉴别,每种太阳鱼均能形成独立分支,样本基因序列均与绿太阳鱼聚在了一起,并与其他近缘物种显著分开。【结论】 入侵山西省中部水域的为绿太阳鱼。利用COⅠ及Cytb基因可有效鉴定形态近似的入侵物种,该结果为山西中部地区水域物种多样性保护提出预警,也为入侵鱼类的防控提供科学依据。

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【目的】 粉蚧是具有较强繁殖和扩散能力的生物类群,严重危害杧果、荔枝等果树和其他经济作物,有必要加强外来有害粉蚧入侵风险评估。本研究采用自组织映射地图(self-organization map, SOM)完全定量模型,评估了粉蚧在世界各国,特别是我国的定殖可能性,筛选出潜在入侵粉蚧物种,从而把粉蚧科物种数量降低到一个可以管理的水平,为我国粉蚧早期预警、检疫措施及综合防控提供可靠的理论依据。【方法】 本研究整理出109种粉蚧在世界176个国家的地理分布0/1矩阵,利用SOM算法进行粉蚧科具有相似集合体的国家聚类分析。【结果】 176个国家被聚成49类,具有较相似的粉蚧科物种集合体的国家聚为一类,地理位置上相邻或接近的国家聚为一类。进一步筛选出尚未在中国定殖的粉蚧科物种的SOM指数并对其进行排序,得到定殖风险排名名单。重点评估截获秀粉蚧、李比利氏灰粉蚧和葡萄绵粉蚧在包括我国在内的尚未分布国家的定殖风险。上述3种粉蚧在我国的定殖风险排名分别为第1、第2和第6名。【结论】 可造成严重经济损失的截获秀粉蚧、李比利氏灰粉蚧和葡萄绵粉蚧在我国具有很高的定殖可能性,建议加强有针对性的口岸和产地检疫及综合防控,防止这些危险性粉蚧的传入,从而促进我国水果贸易的健康发展。

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【目的】 探究不同虫态黄带犀猎蝽对小菜蛾幼虫的捕食能力,为小菜蛾的生物防治提供理论根据。【方法】 在实验室条件下开展黄带犀猎蝽3、4、5龄若虫及成虫对小菜蛾3、4龄幼虫的捕食功能反应、搜寻效应及干扰反应。【结果】 黄带犀猎蝽3、4、5龄若虫及成虫对小菜蛾3、4龄幼虫的捕食功能反应均符合HollingⅡ型圆盘方程,即其捕食量随着猎物密度增加而逐渐增加。与捕食小菜蛾3龄幼虫相比,黄带犀猎蝽雌成虫和5龄若虫对小菜蛾4龄幼虫的日最大捕食量较大,分别为93.63和58.34头;与若虫相比,黄带犀猎蝽雌成虫对小菜蛾3、4龄幼虫的捕食效能(a/T)更好,分别为60.98和103.65。黄带犀猎蝽对小菜蛾的捕食量与猎物密度呈正相关,而搜寻效应与猎物密度呈负相关,且黄带犀猎蝽雌成虫的搜寻效应最高。随着黄带犀猎蝽密度的增大,种内干扰作用增强,黄带犀猎蝽的捕食率呈下降趋势。【结论】 黄带犀猎蝽在防治小菜蛾方面有较好的潜力,可应用于小菜蛾的防控实践。

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【目的】 分析马尾松叶际细菌种群多样性,挖掘其菌株资源;获得具有杀松材线虫活性的菌株,明确其分类地位,为松材线虫病的生物防治提供菌株资源。【方法】 通过平板分离培养法从福建宁德古田、霞浦及三明尤溪的马尾松植株上分离叶际细菌,通过菌落形态特征、16S rDNA PCR-RFLP对供试菌株进行分类;采用离心管培养法测定叶际细菌的杀松材线虫活性,通过生理生化特性测定、16S rDNA基因和gyrB基因序列分析明确拮抗菌株的分类地位。【结果】 从福建宁德古田、霞浦及三明尤溪的马尾松植株上分离纯化获得141株马尾松叶际细菌,根据菌落形态特征将其分为9类,扩增获得的16S rDNA经HaeⅢ和MspⅠ酶切后分别有9和11种图谱类型,将2种酶切图谱组合后,在100%相似水平下,供试菌株共有19种图谱类型。以NB培养基或无菌水为对照,松材线虫的48 h校正死亡率为指标,经测定具有不同程度杀线虫效果的菌株有120株,占细菌总数的85.11%;以NB培养基为对照,松材线虫校正死亡率大于50%的菌株有11株,占筛选总数的7.80%,其中杀松材线虫效果最好的菌株为GT10,其48 h杀线虫率为92.56%;该菌株为革兰氏阳性菌,菌体杆状、周生鞭毛,可利用甘露醇和柠檬酸盐,硝酸还原反应和V-P试验呈阳性,系统发育树分析结果显示,菌株的16S rDNA基因和gyrB基因的序列均与蜡样芽胞杆菌模式菌株ATCC14579聚为一支,将菌株GT10鉴定为蜡样芽胞杆菌。【结论】 马尾松叶际细菌具有丰富的多样性,其中蜡样芽胞杆菌菌株GT10具有较高的杀松材线虫活性,具有防治松材线虫病的潜力。

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【目的】 探究拟后黄卷蛾幼虫头部感器的种类、分布及形态特征,分析其形态学特征和各感器功能。【方法】 利用扫描电子显微镜对拟后黄卷蛾5龄幼虫的口器及触角的超微结构进行观察。【结果】 拟后黄卷蛾幼虫口器上共有7种感器,分别为刺形感器、毛形感器、锥形感器、栓锥形感器、指形感器、板形感器、和感受锥。其中刺形感器分布最广,锥形感器数量最多。触角上共有4种感器,为刺形感器、毛形感器、锥形感器、栓锥形感器。【结论】 本研究明确了拟后黄卷蛾幼虫头部共含7种感器,其中指形感器的分布可能在幼虫的卷叶行为中发挥关键作用。