农业景观多样性对小菜蛾的调控效应及机理

Safety-oriented production of cruciferous vegetables is currently faced with critical problems of pest-causing damage and pesticide contamination, and needs to be improved by developing a better strategy for pest management. Landscape diversity has been proved an important regulator to provide valuable ecosystem services of facilitating natural enemies for pest control. This project aims to enhance the functional diversity of natural enemies to regulate and suppress the population density of diamondback moth (DBM), Plutella xylostella (L.), an important insect pest worldwide, in a context of cruciferous vegetable-based landscape. To do so, the team will work together to examine the population dynamics and migration processes of DBM and its natural enemies between crop and non-crop habitats, to investigate the trophic interaction of host plants, target pest and natural enemies, to analyze the fitness and variation of DBM-incurred infestation subject to diversified and variable ecosystems, and ultimately to elaborate the effect and mechanism of agricultural landscape diversity in regulating and suppressing the DBM population dynamics as well as the DBM-infested damage to cruciferous vegetables. This project is a continuation and extension of our previous researches and accomplishments over the past 20 years, and hopefully, will provide an environmentally-benign, cost-effective, and sustainable strategy for pest management in the vegetable fields.

针对我国南方十字花科蔬菜安全生产中重大害虫小菜蛾猖獗为害和农药污染的突出问题，为了充分揭示和利用菜田及其周围农业景观"保益控害"的生态系统服务功能，本项目以岛屿、沿海平原、内陆山地等典型农业景观区域为背景，综合运用空间信息学、系统生态学、景观遗传学和分子生物学等原理和方法，研究小菜蛾及其天敌在斑块、廊道和基质间的时空动态、迁移规律和溢出（spill-out）效应，"蔬菜-小菜蛾-天敌"之间的化学信息联系及"上行-下行"效应，小菜蛾的生境适应性、寄主致害性及变异。在此基础上，系统地阐明农业景观多样性对小菜蛾的调控效应及机理，为优化景观格局和过程管理，实现小菜蛾的持续控制提供重要的科学依据。本项目是课题组近20年开展菜田生物群落多样性与蔬菜害虫生态控制研究的延续和提升，对拓展害虫持续控制的途径和方法，提高蔬菜规模化安全生产的研究和应用水平等具有重要意义。

针对我国南方十字花科蔬菜安全生产中重大害虫小菜蛾猖獗为害和农药污染的突出问题，利用菜田及其周围农业景观“保益控害”的生态系统服务功能，开展了如下研究：. 一、农业景观多样性对小菜蛾及其天敌时空格局与迁移扩散的调控. 在不同区域的农业景观中，研究了小菜蛾等重要害虫及其天敌的时空动态；探讨了景观多样性对小菜蛾及其天敌空间分布和时间动态的影响，明确了有利于保护和利用天敌的农业景观格局，阐明了农业景观多样性对小菜蛾及其天敌迁移扩散过程的调控效应及机理；总结了利用生境管理控制害虫的最新进展，阐明生态系统服务功能和生物多样性对遏制害虫种群数量的重要作用。. 二、农业景观多样性对“蔬菜-小菜蛾-天敌”之间化学信息联系的调控. 研究了不同农业景观中植被气味场的主要特征和活性成分，探讨了农业景观对气味场主要特征的影响效应及机理；分析了气味场在调节小菜蛾和天敌行为中的作用，阐明了信息化合物调控“蔬菜-小菜蛾-天敌”三级营养关系的机理；揭示了菜蛾盘绒茧蜂能够通过调控小菜蛾的取食行为，减少被寄生小菜蛾受到捕食者捕食的危险。. 三、农业景观多样性对小菜蛾适应性与致害性变异的调控. 在破译小菜蛾基因组的基础上，运用景观遗传学的原理和方法，研究了小菜蛾及其天敌在不同景观的遗传结构特征、格局分布和遗传多样性；采用分子遗传标记和景观格局分析的方法，识别景观单元和要素对小菜蛾种群基因交流和遗传格局的影响，探讨了农业景观多样性对小菜蛾微进化过程的调控效应及机理。比较了近交和杂交种群小菜蛾的生长发育、体重与食量、生存繁衍、种群趋势指数、取食量等参数（生命表）的差异，分析了小菜蛾适应性和致害性之间的定量关系及其变异。. 本项目的研究结果对拓展害虫持续控制的途径和方法，提高蔬菜规模化安全生产的研究和应用水平等具有重要意义。