中国植物保护学会
我国是一个农业生物灾害频发、农业生态环境脆弱的农业大国。植物保护是保护国家农业生产安全、保障农产品质量安全、减少环境污染、维护人民群众健康、促进农业可持续发展的重要科学支撑。当前，毁灭性农作物病虫害频繁暴发，危险性外来生物不断入侵，导致农业经济损失与生态环境破坏，加重和突出了农业生物灾害问题；随着生物技术与产业化的快速发展，转基因生物的环境与食用安全问题正引起公众的忧虑和国际贸易争端。面对上述严峻形势和国家重大需求，植物保护学科在国家经济社会发展中的地位和作用不断得到提高，国家对植物保护学科越来越加重视，推动了植物保护学科的发展，形成了以科学发展观为指导，以基础研究和高新技术研发为基础，以突破关键防御技术为核心的植保科技创新体系，取得了一批重大研究成果和突破性研究进展，大大提高了我国防御生物灾害的能力，为保障农作物安全，促进农业增效和农民增收，实现全面建设小康社会的宏伟目标做出了切实的贡献。
一、植物保护学科发展综合特点
(一)强化国计民生重大问题研究
转基因技术是21世纪引领未来的前瞻技术之一，转基因抗病、抗虫和抗除草剂农作物培育对有害生物的有效防控具有重要作用，但也存在潜在的安全性风险。如转基因生物可能对人、畜健康产生不利影响，长时间大面积种植转基因作物可能导致某些生物多样性减少等生态（环境）风险，外源基因的插入还可能引发其他非预期的效应等。我国对转基因生物安全风险评价与控制研究起步较晚，科普宣传不到位，造成社会公众对转基因产品的安全性存在疑虑、难以接受，政府部门对转基因生物的应用顾虑较大、难以决策。因此，转基因生物安全性已成为当前一项重大研究课题。由中国农业科学院植物保护研究所彭于发研究员主持完成的国家重点基础研究发展计划（973计划）－农业重要转基因生物安全性研究，针对基因操作的安全性、转基因生物对农业资源与生态系统影响的机理、转基因生物对人体健康影响的预测与控制等重要科学问题，开展了标记基因安全性研究、转基因植物中外源基因插入引发非预期效应的分子基础、转基因作物中基因向相关物种漂移的研究、转基因作物农田生态系统生物群落结构的研究、转基因微生物的生态安全研究、转基因鱼的生态安全研究和转基因产品对人体健康影响的研究。目前上述研究已取得重大进展，阐明了转基因水稻基因漂移的基本规律，建立了以水稻为代表的转基因作物基因漂移安全控制方法。以抗虫转基因水稻、棉花和玉米为代表，阐明了转基因作物农田生态系统生物群落结构的变化规律及有害生物优势种类的演化机理。初步建立了评价基因操作引发非预期效应的表型分析、基因组学、蛋白质组学方法，建立了一套快速、高通量分析外源基因插入和筛选稳定遗传的转基因植物的DNA检测技术。建立了转基因生物及其产品对人体健康影响的评价技术体系和动物模型，并以潮霉素抗性（hpt）标记基因为代表研究建立了外源蛋白的食用安全性试验技术平台。开展了转基因假单孢菌和转基因鲤鱼的生态安全性研究，转基因鱼生态安全研究人工模拟湖泊的设计和构建受到国内外好评。该项研究发展了转基因生物安全的新兴学科，建立了我国农业转基因生物安全的研究队伍，积累了大量的数据和资料，制定了相应的技术标准，推动了我国转基因生物的安全评价和审批进程，促进了产业化发展，提升了我国在转基因生物研究和安全性评价方面的国际地位。
(二)强化经济社会发展重大问题研究
随着全球经济一体化进程与国际贸易的飞速发展，我国外来生物入侵问题愈加突出，形势十分严峻，直接影响到经济社会的发展。由中国农业科学院植物保护研究所万方浩研究员主持的国家973计划－农林危险生物入侵机理与控制基础研究，对重大入侵物种研究取得了一批突破性进展和成果。在入侵机制理论研究方面，阐明了B型烟粉虱的非对称型交配互作理论，揭示了烟粉虱共存系统中的生殖干涉行为和互利共生机制。揭示了紫茎泽兰的化感作用，明确了紫茎泽兰改变土壤微生物群落结构，使其产生偏利作用的入侵机制。解析了松材线虫遗传漂变与遗传多样性的关系，明确了传播扩散路线，揭示了群落与景观特征抵御生物入侵的作用与效应。阐明了大豆疫霉的起源，建立了大豆疫霉近等基因系，验证了大豆疫霉的5个重要基因参与了寄主识别和致病过程。阐明了稻水象甲长距离扩散过程以及局域种群季节性栖境转移途经，解析了稻水象甲种群扩张的生殖特性。在风险评估与早期预警技术研究中，发展完善了外来物种的“物种系统发育的限制性、生物气候匹配的相似性、后代生存能力的合适性”等风险分析理论；改进了入侵物种适生性风险评估的技术与方法，利用GIS与其它技术相结合，对70余种重要入侵物种的适生区进行了定量风险预测，制定了控制预案，建立了近20种危险性入侵物种与潜在入侵物种快速检测的分子基础、技术与方法，开发了多种快速检测与野外监测的试剂盒。在外来入侵物种的防治技术上，组建了我国外来入侵物种的四大技术体系，构建了早期预警与狙击体系、应急控制技术体系、阻断与扑灭技术体系、可持续综合防御与控制体系。同时建立了烟粉虱的SSH文库和EST文库、紫茎泽兰的cDNA文库与BAC文库等；克隆了烟粉虱、松材线虫和紫茎泽兰的热激蛋白基因、紫茎泽兰次生代谢/化感物质的相关基因、松材线虫致病基因、传播媒介松墨天牛的气味结合蛋白和化学感受蛋白基因、大豆疫霉致病相关基因；组建了紫茎泽兰遗传转化系统；建立了紫茎泽兰生态修复、B型/Q型烟粉虱与非B型烟粉虱种群更替、松材线虫区域控制的野外实验与观测基地。上述研究结果为防控外来有害生物入侵，更好地服务于国家生物安全、生态安全、食品安全和防卫安全奠定了基础。
(三) 通过国家重大科研项目实施，促进原始创新能力提高
针对植物保护学科发展面临生物灾害频繁暴发、基础研究薄弱、研究设施条件落后、分支学科发展不平衡、防灾减灾关键技术创新与贮备不足、监测预警体系不够完善、植物保护学科研究水平整体推进速度较慢等主要问题，植物保护领域的科研院所、高等院校和技术推广部门在国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技攻关（支撑）计划和国家自然科学基金等农业生物灾害研究项目的支持下，通过“十五”和“十一五”前两年的努力，我国植物保护学科基础理论、应用基础和高新技术研究取得了可喜的进展，涌现出一批科技创新能力强的人才队伍，取得了一批具有国际影响的科学理论成果和技术研究成果。
1.基础理论研究
浙江大学昆虫研究所、中国农科院植保所等单位研究发现,被世界自然保护联盟列入全球最危险入侵物种的B型烟粉虱可利用非对称交配互作促进害虫入侵及取代土著生物的入侵机制，进而促进B型烟粉虱迅速入侵和扩张。这一发现揭示了动物入侵的一个极具威力的行为机制，这种机制是入侵者的一种重要内在潜能，当入侵者到达新地域与土著近缘生物共存产生互作，激发这一潜能迅速发挥作用，驱动其入侵和对土著生物的取代过程。研究者破解了B型烟粉虱入侵的一个关键机制，为解释该害虫的广泛入侵并取代土著烟粉虱以及对其进一步入侵和地域扩散的预警提供了重要的理论基础。研究论文于2007年11月8日发表于Science杂志“科学特快”栏目。论文评审专家对该论文给与了高度评价，认为这一研究综合应用生态学、行为学、分子生物学等领域的方法，将广泛、系统的野外调查、巧妙的种群试验和独特且详细的行为观察有机地结合在一起，在中国和澳大利亚的两个不同地理区获得了相似的结果，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。该研究是入侵生物学领域的开拓性工作，将对这一学科的发展起到显著的推动作用，同时昆虫学、农学、动物行为学、进化生物学等学科领域也将从中得到启迪。
北京生命科学研究所的科学家2007年在Nature上报道了番茄抗病蛋白（Pto）与丁香假单胞菌无毒蛋白（AvrPto）互作模式研究的新发现。通过对AvrPto-Pto复合物晶体结构的研究，提出了与已报道的AvrPto激活Pto激酶活性假说相反的结论，证明在体外AvrPto是Pto激酶的抑制子，AvrPto-Pto的互作是由Pto内的P+1环和第二环的磷酸化作用所介导。当番茄体内不存在AvrPto时，两个环负调控Prf介导的防卫反应。认为AvrPto通过与Pto的两个抑制防卫环作用来抑制寄主的防卫反应。该研究为抗病蛋白与无毒蛋白互作提供了结构学与生物化学的证据，也是我国植物与病原菌互作研究领域第一篇发表在Nature杂志上的文章。
2.高新技术研究
在我国，造成主要农作物大面积严重危害的重大害虫绝大多数为迁飞、扩散性害虫（如蝗虫、棉铃虫、草地螟、甜菜夜蛾、稻飞虱、稻纵卷叶螟和麦蚜等）。扫描昆虫雷达是研究迁飞性昆虫的迁飞习性及迁飞规律的重要研究手段，也是监测该类害虫发生危害动态的强有力武器。昆虫雷达自20世纪60年代诞生以来，得到了许多发达国家的高度重视。但在此之前，回波数据一直采用照相机和摄像机等直接拍摄雷达屏幕，采用人工方法进行数据分析。因此，存在“扫描昆虫雷达数据分析处理费时费力，无法用于实时监测”的国际难题。中国农业科学院植物保护研究所在国际上首次自行设计、制作了扫描昆虫雷达数据实时采集、分析系统。该项研究采用计算机数据采集、图像处理和识别等技术，对昆虫在空中迁飞所形成的雷达回波图像数据进行实时采集和识别分析，能及时得到空中昆虫迁飞的密度、高度以及迁飞方向和速度等大量信息，在国际上首次实现了扫描昆虫雷达信息的自动化处理，为迁飞扩散性害虫的及时准确预警奠定了科学基础，达到国际领先水平。
(四)通过协作攻关推动植保科技发展
长期以来，我国农业害虫监测预警技术存在工具简陋、效率低、精度差、对人和环境安全性差、灯光诱控技术落后等问题，河南佳多科工贸有限责任公司以佳多上海研究所为研发基地，与大专院校、科研院所、技术推广部门等联合攻关，近几年研发出佳多农业害虫监测系统及频振式杀虫灯，建立了由自动虫情测报灯、小气候信息采集系统和生物远程实时监测系统组成的害虫监测系统及灯光诱控规范化应用技术体系。该系统可实现连续8天完成诱虫、杀虫、收集、按天存放自动化，解决了测报工作者劳动强度大、工作效率低等问题；同时采用远红外和可控硅技术处理害虫，解决了有毒物质对测报人员及环境的危害和识别率低的问题；采用微电子、存储技术，研发传感器和存储器，解决了虫情预报缺乏田间小气候气象参数的问题；利用视频、数字、网络技术，解决了病虫信息传递、远程实时监控的问题，实现了全国病虫测报站信息共享。 2006年该项成果获国家科学技术进步二等奖。
二、学科进展与趋势
(一)植物保护学科的重大研究进展
1. 外来生物物种的生态适应性机制研究
通过对入侵地环境的适应，不同地理种群的紫茎泽兰在自然形态结构上已出现一些表型可塑性的适应性性状，耐旱、耐高温和/或耐低温能力也具有一定差异。紫茎泽兰热激蛋白在调节其逆境胁迫应答和表型变化方面起重要作用，从而拓宽了紫茎泽兰对不同温度幅度生境的适应能力。化感作用是紫茎泽兰种群竞争扩张的一个重要策略，已分离鉴定出3种紫茎泽兰主效化感物质，这些主效化感物质对旱稻幼苗等植物可产生直接的杀伤和致死作用；化感作用对不同种受体植物表现不同的化感剂量效应，并且环境胁迫（如植食者取食）有助于增强紫茎泽兰的化感作用。研究还发现，紫茎泽兰入侵可通过改变土壤微生物群落结构，创造对自身生长有利的土壤环境, 从而形成其自我促进（self-reinforcing）式的入侵机制。生态系统的异质性是影响外来入侵物种成功入侵及扩张的重要因素。多样化和复杂性的生境对紫茎泽兰的抵御能力强，干扰生境有利于紫茎泽兰的入侵。可见，恢复和保护本地植物的多样性将是抵御紫茎泽兰入侵扩张的有效途径之一。
2.转基因生物安全性研究
我国“973”项目“农业重要转基因生物安全性研究”，在水稻转基因漂移基本规律研究中，阐明了水稻重要基因的基本规律，在国际上首次建立了不育系水稻基因漂移的预测模型，绘制出的等值线图，可为南方稻区15个省市预测不育系的基因漂移安全隔离距离提供参考。首次获得了24个受体材料最大基因漂移频率和最大漂移距离的数据，特别是过去国际上尚无向杂交稻和不育系基因漂移的数据。解析了水稻基因漂移与风向的关系。这些数据的获得对转基因水稻的安全性评估、对水稻起源中心普通野生稻的保护、对杂交稻的安全生产都有很好的参考价值。
3.甘蓝黑腐病菌全基因组测序
甘蓝黑腐菌Xanthomonas campestirs pv. campestris（Xcc）是研究植物与病原物互作的模式细菌，2005年由中国科学院微生物所、中国人类基因组上海中心、复旦大学、广西大学等8家单位合作完成了甘蓝黑腐菌8004菌株的全基因组（5,148,708 bp）测序。Xcc 8004菌株与国际上已报道的Xcc ATCC 33913菌株具有高度的同源性。比较基因组学研究发现，Xcc基因组存在大量染色体片段重排现象。通过筛选高密度的转座子突变体库（16,512个克隆），在蛋白编码序列和基因内部鉴定到75个非冗余单拷贝插入点，发现5个毒性因子参与细菌的代谢和调控系统，例如脂肪酸降解、Ⅳ 型分泌系统、细胞信号、氨基酸和核苷酸代谢；发现了3个未知功能的致病力相关基因。
4.家蚕基因组研究
西南大学2002年启动家蚕大规模EST计划，构建了包括家蚕丝腺、中肠等11个组织器官的cDNA文库，现获得了20万条EST序列，成为国际上最大的家蚕EST数据库。他们还联合中国科学院北京基因组研究所，采用全基因组霰弹法进行全基因组测序，最终以5.9倍的覆盖深度覆盖了家蚕全基因组，发现和鉴定了家蚕丝腺特异基因、性别决定相关基因等一批重要的功能基因。家蚕基因组框架图是继我国完成人类基因组1%计划和水稻基因组框架图之后，我国独立完成的最大基因组，研究论文于2004年发表在Science杂志。2006年，西南大学采用与日本合作的方式，对目前国际组织的所有序列和图谱信息进行了统一拼接、组装和注释，构建了一张高质量的9×家蚕全基因组精细图谱。随后又完成了精细图和分子连锁图谱的整合，并将基因总数的82.2%定位到染色体上，建立了家蚕基因组与家蚕经典遗传学的连接。此外，他们针对蚕丝产业的基础理论和产业发展关键问题，研究重要经济性状形成的分子机理；建立家蚕转基因和分子改良技术体系；探索建立以家蚕丝腺为载体的生物工厂模式，探索发展新型生物制药和昆虫产业的可能性。本项研究获得了“2006年国内十大科技新闻”、日本蚕丝学会奖、香港桑麻纺织科技奖、重庆市自然科学一等奖等奖励。
5.棉铃虫种群的地理型分化和区域性迁飞规律研究
中国农业科学院植物保护研究所等单位系统研究了我国各气候带棉铃虫的滞育特征、遗传分化程度、抗寒能力与越冬区域、生境适应特性及兼性迁飞行为和区域间的迁飞规律等。通过对棉铃虫地理种群的遗传变异、滞育性状和抗寒性分化等的系统研究，将我国棉铃虫划分为热带型、亚热带型、温带型和新疆型，其分别对华南地区、长江流域、黄河流域和新疆地区的气候环境具有高度专化适应性。采用昆虫雷达技术、生理生化分析、昆虫标记技术和飞行磨测试等手段，研究明确了棉铃虫在我国的兼性迁飞规律和迁飞扩散机制。受东亚季风影响，5～7月份温带型一代和二代棉铃虫成虫随偏南风向北迁移，可迁入山西北部、河北北部、内蒙、辽宁和吉林等非越冬区的中温带地区；温带型三代和四代棉铃虫于8月中旬以后，随偏北风向南回迁。成虫种群密度过大和所处的不良环境是引起棉铃虫迁飞的主要原因。采用昆虫雷达等技术手段研究棉铃虫迁飞规律结果表明，棉铃虫迁飞的地面高度一般为300～500m，具顺风定向特征。在春季、春末夏初、夏季和秋季夜晚一次迁飞时间分别为9.5 h、7 h、8.5 h和10 h左右，迁移距离150～300 km，并据此建立了棉铃虫迁飞轨迹和迁飞路径预测的模拟模型。该项成果获得了2007年国家科技进步奖二等奖。
6.灰飞虱传毒特性与水稻条纹叶枯病毒互作关系研究
江苏省农科院创制了灰飞虱带毒免疫检测试剂盒，不仅在水稻条纹叶枯病预测预报及防治中发挥了重要作用，而且在对介体与病毒互作关系研究中也发挥了重要作用。首次对灰飞虱－水稻条纹病毒（RSV）的互作关系进行了明确分类，对RSV流行的“暴发性、间歇性、迁移性”特点做出了部分解释。通过透射电镜和免疫金标记技术对RSV在昆虫介体灰飞虱的消化道中肠细胞、卵细胞及卵巢内进行定位，在卵壳和卵内观察到的胶体金标记为灰飞虱的经卵传播提供了直接的组织化学证据。利用ELISA和Western blotting方法证实病毒粒子（CP）与病害特异性蛋白（SP）、非结构蛋白（NSVC4）之间存在互作关系。结果与灰飞虱作为RSV的昆虫寄主并且可以在其体内增殖的结论是一致的；也暗示了RSV编码的这几个蛋白在昆虫介体体内可能存在相互调控关系。以上研究结果先后获得国家、省科技进步二等奖，其应用技术的推广获得农业部农牧渔业丰收奖二等奖。获得多项国家专利，编制了国家行业标准和省级地方标准。
7.美国白蛾生物防治技术
首次研究成功了适合我国美国白蛾发生特点的、利用周氏啮小蜂和HcNPV病毒防治美国白蛾的新技术。攻克了利用天敌防治害虫的瓶颈——人工大量繁殖白蛾周氏啮小蜂的技术难关，筛选出了理想的繁蜂替代寄主柞蚕蛹，使繁蜂量提高了84倍，并做到了常年繁蜂和规模化繁蜂,保证了生物防治的需要。筛选出了防治美国白蛾幼虫的HcNPV病毒优良菌株，研究出了利用人工饲料大量饲养美国白蛾幼虫而后扩增病毒的新技术，大大提高了病毒的生产量，为规模化利用病毒防治美国白蛾提供了技术保证。通过在美国白蛾幼虫期使用病毒、蛹期释放周氏啮小蜂进行生物防治，有效控制了危害，解决了我国城市园林绿化树木美国白蛾的无公害、无污染防治问题。防治推广面积占全国美国白蛾总发生面积的1/3以上。美国白蛾在防治后第2年至第5年有虫株率均保持在0.1%以下的低水平，天敌的寄生率仍高达92%，持续控制作用十分显著。解决了国际国内多年没有解决的无污染有效控制美国白蛾的难题，为我国及世界其他美国白蛾发生国提供了一条无污染、持续而有效的防治美国白蛾的新技术,产生了巨大的生态、社会效益。
(二)植物保护学科的发展趋势与建议
我国植物保护科学研究、农作物有害生物防控技术总体水平与国外先进水平相比还存在较大差距，主要是基础研究仍较薄弱，研究设施条件较差，防灾减灾关键技术创新和贮备不足，监测预警体系不够完善。今后需要深入贯彻落实科学发展观，以提高自主创新能力为核心，加快植物保护科学技术进步，全面提高我国植物保护科学技术水平和生物灾害预防与控制能力，缩小与先进国家的差距，实现我国农业生物灾害的可持续控制，为国家经济、社会发展服务。
1.加强病菌致病机理、抗病信号传导和DNA疫苗研究与开发
目前植物病原菌基因组测序加速了新的致病力相关基因的发现和分离，同时为比较基因组学研究提供了可能。今后病原物基因突变体库的构建、基因芯片等技术的发展，将有助于解析植物病原物的致病机理。
通过研究植物与病原物间的分子识别、互作关系及无毒基因所触发的植物防御反应，将基因组学、蛋白质组学结合在一起，利用蛋白质的微点阵及质谱（mass spectroscopy）分析技术，研究植物防御系统的信号传递过程，鉴定和克隆在植物抗性表达中起关键作用的基因，为植物抗病基因工程提供更多可供利用的基因资源。
通过研究病原物致病机理及植物防御反应机理，可为疫苗作用靶标的确定及DNA疫苗的开发提供理论基础。DNA疫苗的开发和利用将成为植物病害防治的一个新兴领域。
2.加强我国转基因农业昆虫研究
我国在农业昆虫分子生物学研究方面起步较晚，目前主要偏重于用分子标记等方法检测、鉴别昆虫近缘种、地理种群或种内不同生物型等工作，而极少涉及转基因昆虫的研究。据报道，美国等国科学家已研制出转基因抗药性天敌，并尝试用转座子诱导基因重组的方法培育出分子不育昆虫和用改变昆虫体内共生菌功能的方法削弱介体昆虫传播病毒的能力。释放抗药性天敌可以解决生物防治和化学防治的矛盾，天敌配合化学防治，既提高控制效果，又可在防治后较长期保持害虫低种群密度，是一种可持续控制害虫的良法。释放用分子生物学方法削弱传病能力的介体昆虫来替代正常传病介体昆虫，有可能在防治虫传病害方面取得突破。因此，建议加强我国转基因农业昆虫的研究，如培育转基因抗药性天敌、用转座子诱导基因重组的方法培育分子不育昆虫和用改变昆虫体内共生菌功能的方法削弱介体昆虫传播病毒的能力等。
3.加强入侵生物学基础理论和应用技术研究
我国入侵生物学学科正处于初步形成阶段，其基础理论及技术体系正在形成中，许多科学问题需深入探索。在明确入侵生物学关键科学问题的基础上，加强前沿性科学研究，点面结合，深入进行入侵机理、风险评估、持续治理理论基础和应用技术的研究，不仅可丰富和发展入侵生物学的科学理论与技术体系，还可促进其他相关学科的发展。特别是要从生物入侵过程的关键环节入手，针对外来物种入侵的不确定性和入侵后的暴发性，选择有代表性的已入侵和潜在入侵物种为对象，以外来物种入侵过程中的遗传分化、扩张过程中的生态适应和潜在危险生物入侵早期预警三大关键问题为核心，深入研究外来物种的入侵机理，可为外来入侵物种的预防、狙击、控制与管理提供重要的科学理论、方法和技术。此外，急需在生物入侵灾害严重的区域与主要生态系统，全面系统地开展外来入侵物种的种类、分布、危害的调查、考察、收集与整合相关信息，获取我国入侵物种实际情况的第一手资料，为建立入侵物种早期预警、灾害应急控制、阻断与扑灭、生态环境修复与生物多样性保护利用、可持续治理的综合防御与控制体系提供详实的科学基础数据。
4.进一步提高我国农作物病虫害监测预警技术水平
目前国际上在农作物病虫害的监测预警方面的发展趋势是：利用昆虫雷达、卫星遥感等开展农作物病虫害的遥感监测；结合灯诱、性诱和田间调查，获得田间农作物病虫害发生危害的动态数据；在准确及时监测的基础上，通过地理信息系统分析，结合人工智能、模型和专家系统，开展病虫害发生危害的预警和防治决策；通过计算机网络信息系统和电视预报系统等进行信息发布，以指导农业生物灾害的防治。虽然国内的一些科研、教学和推广单位已应用3S技术、图像识别和分析技术、网络技术、分子生物学技术等在植物病虫害监测和预警方面做了一些研究，但与国际先进水平相比，还有较大差距，今后应继续加强这方面的研究工作，使这些新技术尽快在生产上得到应用，从而提高我国农作物病虫害的监测预警水平。建议今后应继续加强重大迁飞性害虫的昆虫雷达监测技术研究、重大病虫害种群动态的遥感监测和分子监测技术研究、重大病虫害区域性暴发成灾的早期预警技术研究、重大病虫害远程诊断和信息发布平台建立技术研究、影响病虫害区域性灾变的关键因子研究、实用化的监测预警仪器和软件研发以及重大迁飞性害虫雷达监测网和气传性病害监测网建设。
Plant Protection
Plant protection is an important all-around subject assembled with pluralistic science domains for protecting safety in agricultural production and its quality, minimizing environmental pollution, safeguarding public health and promoting sustainable development of agriculture. As the requirements of controlling biological disasters in agriculture and the unceasing enhance of human demand for high quality environment and food in recent years, the plant protection discipline has been developed more rapidly, and have got gratifying progresses. A large number of theoretical and technical research achievements have been obtained, such as the prevalent regularities of major crop pests and its mechanisms of causing disaster, genetic variations of pest populations, resistance mechanisms of crops to pests, resistance mechanisms of pests to pesticides, interaction of pests and hosts, safety of transgenic organisms, countermeasures for invasive species, creation of biological pesticides, and advances in IPM strategies, etc. The main examples are given as follows:
A great achievement on the unsymmetrical copulation behavior of tobacco whitefly Bemisia tabaci (Gennadius) has been obtained for the first time in the world under supported by national basic research and development program (973 Program) in the research project themed “Invasive Mechanisms and Control basic Research of Invasive Alien Species in Agriculture and Forestry”. This behavior is one of the important evidences to explain why the invasive B-strain tobacco whitefly, which is considered as the most dangerous invasive species by World Nature Protection Alliance, possesses strong competitive ability to substitute the native strains (A-strain, etc.).
The complete genome (5,148,708 bp) for Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) 8004, the causal agent of cabbage black rot, has been sequenced in 2005.
A new discovery was acquired from the research on interaction between disease resistant protein Pto and avirulence protein AvrPto. The crystal structure of an AvrPto-Pto complex was obtained, it is indicated that AvrPto is an inhibitor of Pto kinase in vitro. A different conclusion from the reported hypothesis that AvrPto activated Pto kinase activity has been proposed.
The real time data collective and analytic system used on the scanning insect radar was designed and made for the first time in the world. The automatic information process by the scanning insect radar was realized. This innovation has laid an important foundation for opportunely, accurately, and early warning of migratory/dispersive insect pests.
In silkworm (Bombyx mori Linnaeus) genome research area, the biggest silkworm EST databank in the world was constructed, and the framework map and fine map of silkworm genome were fulfilled. A series of functional genes closely relative to its economic properties was identified and cloned, and molecular mechanism of the formation of economic properties was illustrated. The technical system of molecular improvement for transgenic silkworm was constructed. By applying transgenic techniques, the possibilities were explored for establishing biological factory with silk gland of silkworm as carrier, and developing biological pharmacy as well as entomological industry.
The geographical types of cotton bollworm Helicoverpa armigera (Hübner) populations, its facultative migration regulation and mechanisms of migration as well as dispersion were clarified, and the simulative models for its migratory locus and forecasting of migratory route were made up.
The basic regularity of gene drift for transgenic rice was clarified, and its first forecasting model was constructed.
A series of new control techniques for keeping American white moth Hyphantria cunea (Drury) under control has been developed, which included the release of Chouioia cunea Yang, the most effective parasitoid of H. cunea larva and pupa, spraying HcNPV virus and Bt (Bacillus thuringiensis Berliner), etc. The damage of this important quarantine insect has been basically eliminated by using those bio-control methods for three years in Shanxi province and other provinces of China.
From now on, the plant protection discipline should be substantiated and consummated on the theoretical basic research and applied basic research of agro-biological disaster, especially on the mechanisms of causing disaster, so as to enhance IPM technical level, bring forth new ideas on disaster mitigation, and realize sustainable control of agro-biological disaster in China.
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