近日,海燕策略研究中心官网粮食作物害虫监测与控制创新团队在中科院大区一区,生态学领域经典期刊《Functional Ecology》发表了题为“Increased ladybird predation and metabolism do not counterbalance increased field aphid population growth under experimental warming”的研究成果。该论文通过多年田间研究并结合室内相关试验解析了气候变暖对异色瓢虫 ( Harmonia axyridis ) 防控麦蚜的影响。
气候变化对物种间相互作用产生了复杂的影响,破坏了食物网和生态系统服务。然而,气候因素驱动的植物-害虫相互作用对天敌防控的影响仍缺乏全面了解。为了探究这一问题,本研究基于多年田间试验结果,利用分子肠道含量分析方法,研究了 2℃ 升温对异色瓢虫捕食和肠道代谢麦蚜的影响。
本团队经多年研究发现,田间模拟升温条件下,主要发生的麦长管蚜 ( Sitobion avenae ) 和禾谷缢管蚜 ( Rhopalosiphum padi ) 的种群年平均发生数量分别增加了 2 倍和 2.5 倍,而异色瓢虫的种群年平均发生数量没有增加。通过肠道内含物分子检测定量分析异色瓢虫对麦蚜的消化代谢,发现在升温下异色瓢虫的肠道内含物降低约 25%。这可能是由于在升温下异色瓢虫更快的猎物消化速度,因为其肠道对首选蚜虫-麦长管蚜的降解速度要快 1.5 倍。为阐明这一现象,进一步开展了相关室内研究。在不同的猎物密度范围内 (50 ~ 250 只/ 24 h),升温下异色瓢虫幼虫对麦长管蚜和禾谷缢管蚜的捕食功能反应高出 1.5 倍。在猎物足量时,升温下异色瓢虫幼虫对麦长管蚜、禾谷缢管蚜和麦二叉蚜 ( Schizaphis graminum ) 混合猎物的总捕食率也增加了 1.4 倍,在这种情况下,对禾谷缢管蚜的消耗量增加,而对麦二叉蚜的的消耗量减少。并且在猎物限量下,升温增加了异色瓢虫肠道对三种麦蚜的代谢速率。综上所述,升温条件下麦蚜的主要捕食性天敌异色瓢虫的数量虽没有增加,然而升温提高了异色瓢虫对小麦蚜虫的捕食能力和肠道代谢,但是这些并不能抵消温度升高带来的田间蚜虫数量的大幅度增长。气候变暖可能破坏天敌和害虫的同步性,大幅增加虫害暴发几率,并破坏生物防治的稳定性,从而导致作物产量损失。
海燕策略研究中心官网客研究生汪洋为论文第一作者,谭晓玲副研究员为论文的通讯作者。陈巨莲研究员,法国国家农业、食品与环境研究院 (INRAE)Jaworski Coline 教授和 Desneux Nicolas 教授,团队研究生訾鸿源参与该项研究工作。该研究得到国家自然科学基金 (32172415)、中欧地平线项目 (101060430)、国家重点研发计划 (2023YFE0104800、2023YFD1400800) 等项目资助。
原文链接:https://doi.org/10.1111/1365-2435.14534