蚜蟲隸屬于昆蟲綱半翅目, 是農林作物中最重要的經濟害蟲類群之一 ,在全世界已知 5000 多種蚜蟲中,約 1/5 的種類給主要農作物、森林樹木和生物能源作物造成重大經濟損失。
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蚜蟲造成的卷葉(A)、蟲癭(B)、失綠(B 左側葉片)和蟲癭中的蚜蟲(C)(張毅 拍攝)
蚜蟲中既包括可以為害多個科數百種寄主植物的雜食類,也包括只寄生于少數近緣種植物的種類。蚜蟲具有專門的刺吸式口器,用來探測不同的植物細胞類型,并從植物維管系統中吸食植物汁液。蚜蟲在穿刺進入植物表皮后會分泌唾液,唾液中的蛋白質抑制植物的物理和 / 或化學防御,而植物通過激活防御基因來應對蚜蟲的攻擊,從而產生物理屏障和 / 或化學有毒化合物(直接抗性),因此它們和大多數取食植物的昆蟲一樣,需要與寄主植物建立密切聯系才能獲得營養。
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豌豆蚜口器的掃描電子顯微鏡照片(田宏剛 拍攝)。圖 A 示包含口器結構的蚜蟲頭部;圖 A′ 示圖 A 虛線矩形中被放大的口器結構,其中 * 示上唇、白色箭頭示口針、白 色 三角形示下唇;圖 C 示下唇末段結構;圖 B 、 D 、 E 示蚜蟲口器中的口針
由于在全世界對農林作物及生態環境的重要性,蚜蟲一直是昆蟲學家研究的重點。近幾年來,有關蚜蟲的論著很多,其中值得關注的是蚜蟲與植物互作的幾本專著: R. L. Blackman 和 V. F. Eastop 主編的
Aphids on the World’s Crops( 2nd ed. , 2000 , Wiley ), A. Vilcinskas 主編的
Biology and Ecology of Aphids( 2016 , CRC Press ), H. F. van Emden 和 R. Harrington 主編的
Aphids as Crop Pests( 2nd ed. , 2017 , CAB International )等。這些專著涵蓋了蚜蟲的系統分類、寄主選擇、取食遷徙與傳播、殺蟲劑抗性、蚜蟲防控方法,以及一些特定作物蚜蟲的綜合管理等。
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國內已出版的部分有關蚜蟲的論著
早在 1957 年,著名昆蟲學家朱弘復教授就編寫了《蚜蟲概論》,匯集了當時國內外蚜蟲生物學相關研究成果。此后,中國科學院院士張廣學研究員與鐘鐵森研究員開啟了蚜蟲分類與生物學相關研究,并撰寫了相關專著。中國科學院動物研究所張潤志研究員和喬格俠研究員編撰了圖文并茂、照片質量極高的《常見蚜蟲生態圖鑒》。在過去幾十年,我國在蚜蟲與植物互作方面也取得了重要進展和豐碩成果。但是,到目前為止,還沒有蚜蟲與作物互作的相關專著出版。編著 這 本《蚜蟲與植物互作關系》就是為了總結我國在蚜蟲與寄主植物關系方面的研究成果,同時本書也是方榮祥院士主編的“植物與生物相互作用研究叢書”分冊之一。
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蚜蟲與植物互作關系
(美)劉同先等編著
北京: 科學出版社,2025. 9
(植物與生物相互作用研究叢書/方榮祥主編)
劉同先教授多年來持續研究寄主植物?蚜蟲?天敵的互作關系,發表了上百篇相關論文。他組織國內66位研究蚜蟲的專家學者,編著了《蚜蟲與植物互作關系》,階段性地總結了我國在作物有害蚜蟲及其與寄主植物關系方面的研究成果。
該專著的出版,將為植物保護學、昆蟲學、作物學等相關專業的教師、研究生及高年級本科生和農林領域科研人員、農林技術推廣工作者等提供重要參考,并為促進和推動我國學者在蚜蟲 ? 植物互作方面的深入研究及有害蚜蟲的綠色防控發揮積極作用。
康 樂
中國科學院院士
2025年2月
本書共 6 章 31 節,所有內容都是直接闡述蚜蟲與植物的互作關系。
第一章介紹了蚜蟲對植物的危害、癥狀及其重要性。
第二章共 9 節,介紹了蚜蟲與植物相互適應的策略;闡述了蚜蟲口器的構造、唾液分泌、取食行為、傳播病毒及其取食與植物防御的關系,蚜蟲翅可塑性、翅的多型現象及進化、翅型變化的調節機制與控制蚜蟲遷飛擴散、防控蚜蟲的重要性;闡明了蚜蟲在植物上的分布規律和小范圍擴散策略與行為,蚜蟲在幾種主要作物上的為害特點、寄主植物的耐害與抗性機制與利用,以及植物在環境脅迫(如缺水、低溫)時與蚜蟲種群發生的互作等。
第三章共 6 節,涵蓋了蚜蟲 ? 植物 ? 天敵的化學通信及機制、蚜蟲取食與寄主植物間營養關系、蚜蟲與寄主植物間取食與防御的互作免疫機制、蚜蟲唾液蛋白在調控植物抗蚜與免疫中的分子功能等。
第四章共 5 節,介紹了蚜蟲表皮碳氫化合物、生物學功能、合成及轉運的功能基因及其利用,蚜蟲成癭與寄主植物的演化關系,蚜蟲共生菌多樣性與寄主植物的互作關系,共生菌與蚜蟲的進化關系,共生菌介導蚜蟲生態適應的重要性及研究方法。
第五章共 5 節,闡述了蚜蟲種群發生和作物栽培管理與綠色防控的策略、不同作物間作與相關信息化合物在蚜蟲防控及其對天敵自然控制方面的功能;介紹了蚜蟲防控的最新技術,如跨物種基因沉默、植物介導的 RNAi 抗蚜研究進展、 RNAi 在蚜蟲防控方面的研究及利用、利用病毒免疫機制防控蚜蟲的新技術等。
第六章共 6 節,闡述了五倍子蚜與寄主植物的互作關系及其開發利用。
本書在編寫過程中,得到了我國蚜蟲研究領域知名專家及團隊的支持。中國科學院動物研究所喬格俠研究員、孫玉誠研究員,山東農業科學院植物保護研究所戈峰研究員,中國農業大學植物保護學院劉小俠教授,西南大學植物保護學院王進軍教授、牛金志教授,中國農業科學院植物保護研究所陳巨蓮研究員,西北農林科技大學植物保護學院呂志強教授、靖湘峰教授、劉德廣教授、樊永亮研究員,貴州大學昆蟲研究所與植物醫學研究院劉同先教授、葉茂教授、陳文龍教授,山東農業大學植物保護學院劉勇教授,贛南師范大學生命科學學院喻修道教授及其團隊共 66 位學者參與了本書的編著。
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本書成稿期間,多位專家學者審閱了本書不同章節,他們分別是:中國農業科學院植物保護研究所張禮生研究員、李玉艷副研究員,西北農林科技大學張世澤教授、趙惠燕教授、劉德廣教授、胡祖慶教授、胡想順副研究員、羅晨副教授、張戰鳳博士,山東師范大學張振國教授,山西農業大學馬力副教授,贛南師范大學盧占軍教授、余海中博士等,他們的寶貴意見與建議彌補了本書許多不足。在此,一并致以衷心的謝意!
本文摘編自《蚜蟲與植物互作關系》[(美)劉同先等編著. 北京: 科學出版社,2025. 9]一書“前言”“序”,有刪減修改,標題為編者所加。
(植物與生物相互作用研究叢書/方榮祥主編)
責任編輯:陳 新 郝晨揚
本書可供植物保護學、昆蟲學、作物學等相關專業的教師、研究生及高年級本科生閱讀,也可供農林領域科研人員、農林技術推廣工作者等參考。
(本文編輯:劉四旦)
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