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丁建清教授课题组在外来入侵生物适应性及气候变化响应领域取得系列新进展
发布时间:2021年09月06日 09:22    作者:

阐明外来入侵生物对新环境和气候的适应性是揭示其入侵机制的关键,对于防控生物入侵、保障粮食和生态安全具有重要意义。最近,在国家重点研发计划和国家自然科学基金等资助下,丁建清教授课题组在上述领域取得一系列新进展。

以国内外危害水稻的重要入侵害虫稻水象甲为例,研究该害虫在新寄主水稻和其进化历史寄主稗草之间的选择性及其机制,探究不同寄主化学成分对稻水象甲产卵选择影响。发现寄主植物挥发物、化学营养和防御物质如草酸和类黄酮等共同决定成虫选择偏好与幼虫表现之间的权衡。研究结果对于揭示化学物质介导的入侵昆虫与寄主植物互作关系、指导入侵害虫稻水象甲的绿色防控有重要意义。该结果发表在国际著名昆虫学期刊Journal of Pest Science(一区TOPIF 5.918),博士生王麒云为论文第一作者,博士后殷万东与丁建清为共同通讯作者。

比较了增温对入侵植物空心莲子草和本土植物莲子草初生、次生化学物质和挥发物的影响,以及由此对广食性昆虫和专食性昆虫寄主选择偏好的影响。结果显示,增温同时改变两种植物叶化学物质组成,但对莲子草防御物质的影响高于空心莲子草;增温抑制植食性昆虫在莲子草上的生长发育,而对其在空心莲子草上的发育无影响。增温显著增加了入侵植物和土著植物挥发物的释放。与入侵植物相比,增温显著增加了广食性昆虫对本土植物的产卵偏好。因此,气候变暖会增加广食性昆虫在本土植物上的发生危害程度,而减少对入侵植物的危害,间接促进入侵植物生长。这些结果对于指导气候变化下的入侵植物治理和生物多样性保护具重要理论意义和实践价值。上述成果分别发表在Journal of Plant Ecology(中科院二区,IF 1.774)和Entomologia Generalis(二区,IF 5.625)。已毕业硕士生刘珍为两篇文章第一作者,博士后于宏伟为第一篇文章共同第一作者,丁建清和孙晓副教授分别为上述二篇文章的通讯作者。

研究了重要入侵植物豚草种子生理生态学特性的地理变异和气候响应。采集了国内26个豚草种群种子,分析测定20多个种子性状。发现随纬度和经度的增加,豚草种子萌发所需时间显著增加,但萌发率则相反;从低纬度到高纬度,种子大小、脱落酸和脂肪酸含量增加能够影响种子萌发性状;发现温度是驱动这些性状变化的主要因子。这些结果揭示了入侵过程中种子的适应策略及其生理生化机制。相关结果发表在Frontiers in Plant Science (二区,IF 5.753)。博士研究生周丽峰和博士后于宏伟博士为共同第一作者,丁建清为通讯作者。

此外,丁建清和兰州大学杨强副教授等合作,研究了地上不同类型的昆虫和具有不同种植历史的土壤对入侵植物生长及防御的影响,探索了植物叶中的类黄酮和根部的菌根真菌以及土壤微生物在介导植物应对昆虫危害中的复杂的交互作用,强调了土壤生物在研究不同区域和地理尺度上植物防御和生长变异时的重要性。研究结果发表在国际土壤学著名期刊Geoderma (一区TOPIF 6.114)上 。杨强和丁建清分别为第一和通讯作者。


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