作者:VC Doan · 2021 · 被引用 11 次 — 摘要。气候变化将深刻改变植物、食草昆虫及其天敌的生理和生态,导致强烈...
3 UMR IGEPP,INRAE-Agrocampus Ouest-Université de Rennes 1,F-35600 Le Rheu,法国 摘要 由媒介害虫传播的植物病毒是全球粮食生产和安全面临的最重要威胁之一。增强天敌(寄生蜂和捕食者)的生物防治策略主要侧重于降低害虫密度的能力。相比之下,很少有研究研究天敌如何影响病毒在作物中的传播和发病率,尽管这些结果可以用作更可持续地管理病毒性疾病的杠杆。媒介传播的植物病毒可根据其传播方式分为三类:非持续传播病毒、半持续传播病毒和持续传播病毒,而媒介密度、适应性和运动被确定为病毒在作物中传播的主要驱动因素,它们对病毒流行病学的相对贡献也可能取决于传播方式和天敌的存在。综述的第一部分重点介绍了与媒介活动和密度有关的病毒传播动态。由于我们识别出每种植物病毒的不同模式,导致媒介特征变化的控制策略应根据目标病毒进行调整。然而,昆虫媒介的生物防治很少适应目标病毒的传播方式。因此,本综述的最后一部分探讨了天敌(寄生蜂和捕食者)预防每种植物病毒疫情爆发所需的条件。简而言之,如果与其他做法相结合,生物防治媒介以将病毒发病率保持在经济阈值以下是一种很有前途的方法,适用于持续传播的病毒,但对于非持续传播的病毒和半持续传播的病毒可能更难实现。关键词非持续传播病毒;持续传播病毒;病毒爆发;保护性生物防治;捕食者;寄生蜂关键信息
在一次协调一致的全球行动中,人们使用 DDT 和其他有机氯强力抑制疟蚊媒介。当时,许多人希望传播疟疾的蚊子数量会减少到如此低的水平,从而从全球大部分地区根除这种致命疾病。后来,针对这些媒介的计划失去了效力,疟疾再次大规模复发。同样,在非洲,采采蝇和牲畜及人类锥虫病的防治工作也失败了。热带果蝇毁坏水果和蔬菜,是发展中国家向一些工业化国家市场出口的严重障碍。一些主要的果蝇害虫已经蔓延到其他大陆,随着国际旅行的不断增加,它们甚至可能蔓延得更广。蝗虫和其他蝗虫不时地破坏非洲、中东和亚洲的农作物。令人生畏的棉铃象鼻虫已经蔓延到巴西的棉花种植区,造成了广泛的经济损失。六百多种昆虫已经对杀虫剂产生了抗药性,而杀虫剂仍然是防治它们的主要武器。随着旧杀虫剂被合成除虫菊酯取代,某些昆虫害虫(如粉虱)的危害性有所增加,合成除虫菊酯会消灭一些天敌,而这些天敌迄今为止一直能有效地控制这些害虫。
摘要:了解害虫的生物学知识对于制定可持续的管理计划至关重要。蝽科昆虫具有半变态生命周期,包括卵、若虫和成虫生命阶段,这些生命阶段在形态、生态和行为特征上有所不同。其中一些特征,如交配行为、信息素(警报和聚集信息素)和肠道共生体的获得,可以作为害虫管理策略的目标。在这里,我们回顾了有关蝽科昆虫这些生活史特征的现有文献,这些特征可能在管理计划中使用。信息素介导的聚集和共生体获得的中断是蝽科昆虫控制的两个重要目标。其他特征,如使用警报信息素来增强天敌和使用基质振动来干扰交配,值得进一步考虑。尽管色觉和飞行能力对臭虫管理具有潜在重要性,但对其的研究仍然很少。
气候变化、受侵染物质的国际交换增加以及害虫防治问题导致农民面临不可预测的害虫爆发。为了克服这些问题,需要一种可持续的害虫控制策略,即综合害虫管理 (IPM),以有效利用自然资源。IPM 是一种基于生态的控制管理策略,它考虑了所有因素(即天敌、经济阈值、植物易感性和繁殖因素、害虫生物学和气候条件)。在 IPM 中,专家人员是必不可少的要素。专家在系统设计、监测生态因素和决策机制中发挥作用。对于可持续的害虫管理,可以通过人工智能执行常规过程,例如监测生物和环境成分以及选择适当的时间和方法。在本章中,将解释人工智能在 IPM 中的应用以及有关人工智能中使用的算法、工具、方法的信息。
气候变化对粮食系统的影响是多方面的,可以采取不同的形式。科学证据表明,气候变化 1 为沙漠蝗虫和其他害虫创造了有利的繁殖条件。气候变化将继续存在,这对粮食安全产生了严重影响。Skendzic 等人(2021 年)2 的一篇文章对这一挑战进行了如下描述:气候变化可以通过多种方式影响昆虫害虫。它们可能导致其地理分布扩大、越冬存活率提高、世代数增加、植物与害虫之间的同步性改变、种间相互作用改变、迁徙性害虫入侵风险增加、昆虫传播植物疾病发病率增加、生物防治效果降低,尤其是天敌防治。因此,农作物面临严重的经济损失风险,并对人类粮食安全构成挑战。
非本土植物(也称为入侵植物或外来植物)是被引入到它们未进化的生态系统中的植物。其中一些植物是故意引入的,就像我们的许多外来景观植物一样。其他则是意外引入的,通过野生动物传播种子或无意中将它们包含在从世界一个地区发送到另一个地区的种子混合物中。其中一些引进的非本土植物物种在新环境中生长不良或不易繁殖,因此它们很容易控制,不会对本土生态系统构成威胁。其他引进物种非常喜欢它们的新家,即使在自然的、管理最少的景观中也能大量繁殖。这些侵略性或入侵性植物通常没有天敌或控制措施来限制它们的传播。入侵的非本土植物物种可能对本土植物和群落构成严重威胁,它们在争夺可用阳光、水和养分方面胜过当地物种,并且
摘要 影响全球柑橘产业的最具破坏性的疾病是黄龙病 (HLB),其病原体是 Candidatus Liberibacter asiaticus。HLB 主要通过昆虫媒介柑橘木虱 (Diaphorina citri) 传播。为了阻止柑橘木虱引起的 HLB 的快速传播,人们采用了传统的媒介控制策略,例如喷洒杀虫剂、释放天敌和大量引入天然寄生蜂。然而,仅靠这些方法无法遏制疾病的传播。为了通过对柑橘木虱基因组进行特定改造来进一步扩展可用于控制柑橘木虱的工具,我们开发了基于 CRISPR-Cas9 的基因改造协议。到目前为止,由于柑橘木虱卵通常很脆弱且体积很大,因此对柑橘木虱进行基因组编辑一直是一项挑战。本文介绍了收集和准备卵子以将 Cas9 核糖核蛋白 (RNP) 引入早期胚胎的优化方法,以及将 RNP 注射到成年雌性血腔中进行卵巢转导的替代方法。利用这些方法,我们产生了可见的体细胞突变,表明它们适合在 D. citri 中进行基因编辑。这些方法代表了推进 D. citri 研究的第一步,为未来基于基因的控制 HLB 的系统做准备。
简介 入侵物种被认为是加拿大对本土生物多样性生存的最大威胁之一。非本土物种通过几种不同的途径从世界其他地方无意中进入,或通过园艺或宠物贸易故意引入。当它们在非本土范围内建立、传播并造成负面的生态、社会或经济影响时,它们就被视为入侵物种。这些物种通常是意外进入的,并且在没有天敌的情况下建立。由于安大略省城市化程度高,人口流动量大,是国际贸易中心,因此其入侵植物种类比加拿大其他任何省份都多,新物种引入的风险最高(MNRF,2012 年)。这些植物通常会胜过本土植物,为本土动物创造质量较差的栖息地,损害人类的娱乐活动和审美价值,并且管理成本高昂且劳动密集。入侵植物对农业和森林生态系统构成威胁,因为它们能够迅速传播、胜过农作物和森林植物,并破坏土壤质量。一些入侵植物甚至会带来健康风险和安全隐患,例如大豕草,接触后会导致皮肤严重化学灼伤,而芦苇(以下称为入侵芦苇)则会阻碍驾驶员的视线。在加拿大,市政当局处于入侵物种管理的最前线。据估计,市政当局每年在入侵物种上的支出为 2.479 亿美元,2021 年全国市政支出调查的大多数受访者表示,他们预计未来五年管理成本会增加(Vyn,2021 年)。在安大略省最常报告的五种优先考虑的入侵物种中,其中三种(入侵芦苇、大豕草和野生防风草)是植物(Vyn,2021 年)。在安大略省,市政当局和保护当局为预防、检测、控制和管理入侵植物投入了巨额资金。 2019 年的一项调查发现,市政当局和保护机构仅在入侵芦苇上就花费了 130 多万美元,占入侵物种总支出的 6.3%(Vyn,2019 年)。在本次调查报告的 25 种入侵物种中,有 11 种是入侵植物,其中 4 种是成本最高的 10 种入侵物种之一。为了减少入侵物种的长期影响,各级政府都需要在预防方面加大投资。投资预防带来的经济回报比物种到达并传播后的管理成本高出 100 倍(图 1)。随着时间的推移,管理成本增加,根除的可能性降低。在某个时候,生态系统中的某些物种将无法根除,要么由市政当局承担管理费用,或者任由它们蔓延到整个景观中,对经济、社会和环境造成越来越大的影响和损失。尽管预防是减轻入侵物种影响最具成本效益的方法,但安大略省各市政府在预防计划上花费的资金不到 20.4%,而市政府可用预算中估计有 79.6% 用于控制和管理(Vyn, Richard. 2019)。这表明,扩大对预防的投资可以减少社区的长期