中国西南地区切梢小蠹伴生菌多样性、侵染力及在切梢小蠹蛀害中的作用

Pine shoot beetles (Tomicus spp.) are some of the most important conifer borers in southwestern China. Its diverse species, huge outbreak areas and long lasting epidemic duration are peculiar all over the world. Only in Yunnan, more than 20,000 ha of Yunnan pine (Pinus yunnanensis) forests were severely damaged by pine shoot beetles in 2011. The damage of pine shoot beetles has resulted in serious economic and ecological losses. Fungi associated with bark beetles is regarded as one of the key factors causing the beetle epidemics, and so become the bottleneck in interpreting reasons of the beetle damages. In the proposed multidisciplinary project, we will roundly investigate the species; abundance and phytopathogenicity of fungi associated with pine shoot beetles in Yunnan province by entomology, phytopathology and molecular biology approaches. The aims of the project are to identify the fungal species, to know the pathogenicity of these fungi to its host trees, to analyze the correlation between fungi species/abundance and bark beetle damage, and finally to understand the potential roles of fungi on the aggressiveness of pine shoot beetles in the study area. The results of the proposed project will greatly improve our understanding on the invasion mechanisms of pine shoot beetles, and provide scientific basis for future pest management. Through the study, we will publish 4-6 papers in SCI journals and promote the academic competence of 2-3 postgraduates and young teachers.

切梢小蠹是我国西南地区位居首位的蛀食性森林害虫，其发生面积之大、持续时间之长、涉及虫种之多，在世界上绝无仅有，仅云南切梢小蠹于2011年对云南松的危害就高达30余万亩，对给当地生态环境和林业经济造成严重损失。小蠹虫伴生菌是导致蠹害的关键因素之一，也是揭示该区域切梢小蠹大发生的研究瓶颈。本研究综合昆虫学、植物病害和分子生物学等学科的方法，首次对我国西南地区的切梢小蠹伴生菌开展全方位大范围的系统研究。研究目的旨在确定切梢小蠹伴生菌种类；揭示各切梢小蠹伴生菌及其不同组合下对寄主树木的侵染力；明确切梢小蠹各虫种虫态携带伴生菌种类及带菌率；分析切梢小蠹危害程度与切梢小蠹带菌率的内在关联；评估切梢小蠹伴生菌在切梢小蠹蛀害过程中的作用。本研究将为系统揭示切梢小蠹成灾机制提供科学依据，为探索切梢小蠹有效防控提供新途径、新思路。部分预期成果为发表SCI论文4-6篇，培养研究生和青年教师2-3名。

切梢小蠹是我国西南地区重要的钻蛀性害虫，导致该地区云南松遭受大面积破坏。项目首次对中国西南地区切梢小蠹伴生真菌进行了全面调查，研究了伴生真菌的侵染力，辨析了伴生真菌在切梢小蠹蛀害中的作用，进行了重要伴生真菌群体遗传学研究，并对其潜在适生区进行了探讨分析，主要结论如下。.1. 对伴生真菌多样性研究，共获得伴生真菌11种，其中新种3个、中国新纪录1个。11种伴生真菌分布于云南松、华山松、思茅松和马尾松林区，与当地4种切梢小蠹存在生态学关联。研究揭示该区域为世界上切梢小蠹伴生真菌最丰富的地区之一，为阐释伴生真菌与切梢小蠹协同进化提供了重要线索。.2. 对11种伴生真菌侵染力研究，发现其对云南松存在程度不同的危害；结合云南松抗性诱导反应研究揭示，部分伴生真菌等对云南松具有较强危害和侵染力；云南松可通过诱导性代谢反应积极抗御伴生真菌入侵，代谢产物抗氧化酶活性和单萜物质等可以作为分析伴生真菌毒力特征的关键参数。.3. 群体遗传学研究发现，该地区有的伴生真菌为外来物种。例如，对9个地区187株O. canum真菌遗传分析揭示，该菌在各分布区内没有发生明显的遗传分化，遗传距离与地理距离相关性不显著，综合认为其可能是当地新近入侵种；结合适生区分析发现，不同伴生真菌具有不同适生区域，例如O. canum适生区限于云南东西部地区，O. ips可能在云南大部分地区分布。.4. 伴生真菌对切梢小蠹蛀害作用研究表明，切梢小蠹主要通过体表携带伴生真菌，幼虫的带菌率最高；实验确证，携带L. pini-densiflorae等切梢小蠧比不带菌入侵成功率和繁殖率高；野外调查发现，在有伴生真菌存在情况下，如带O. canum的坑道内，切梢小蠹亲代繁殖率大、后代存活率高。综合分析认为，伴生真菌对云南切梢小蠹蛀害入侵和繁殖有正向促进作用。. 上述研究为综合评估伴生真菌在该地区的危害，深入揭示切梢小蠹成灾机制提供新的科学数据。