2022-12-02 10:21
金秋十月,棉花吐絮。棉花采收工作,正有條不紊地進行著。
棉農喜豐收的畫卷背后,離不開勞動者辛勤勞作的汗水。在這豐收之際,小編來跟大家聊一聊,這來之不易的“花朵”。
棉花不是花
棉花雖然名字里有個“花”,但它卻不屬于花。
棉花,是錦葵科,棉屬植物的種籽纖維,原產于亞熱帶,棉花植株呈灌木狀,花朵呈乳白色,開花后不久轉成深紅色然后凋謝,留下綠色小型的蒴果,稱為棉鈴。



棉鈴內有棉籽,棉籽上的茸毛從棉籽表皮長出,塞滿棉鈴內部,棉鈴成熟時裂開,露出柔軟的纖維。
來自中國農業科學院的專家介紹說“棉花全身都是寶,能產出纖維、油料、高蛋白,是紡織、化工原料和重要戰略物資?!?/span>
我國是棉花生產大國,在這產量背后蘊藏著的是一段又一段辛酸棉花科研史。
我國棉花產業先后經歷了產量低、品質參差不齊、糧棉爭地、鹽堿旱地逆境、黃萎病和棉鈴蟲危害等不同時期棉花生產所面臨的問題。
特別是上世紀90年代,棉鈴蟲大面積暴發,全國棉花平均減產40%以上,紡織業一度受到嚴重影響。棉鈴蟲不僅破壞力驚人,還有超強的抗藥性能,每年農戶因噴施農藥而中毒的事件屢屢發生,這深深地刺痛著科研人員們的心,如何才能科學地去除棉鈴蟲?
想要征服棉鈴蟲,就要里里外外將它研究透徹,找到痛點,再將它擊敗。在經過一系列研究后,專家們還真找到了一些有趣的現象。
自然界中,所有的生物都有其自身的天敵。棉花也不例外,危害棉花的昆蟲主要有兩種,棉鈴蟲和棉蚜。
棉鈴蟲
棉鈴蟲是世界性重大致災害蟲之一,是棉花蕾鈴期重要鉆蛀性害蟲,主要蛀食蕾、花、鈴,也取食嫩葉。20世紀80年代末和90年代初期,棉鈴蟲在我國黃河流域和長江流域連年暴發成災,給農業生產帶來嚴重威脅。
棉鈴蟲寄主植物有30多科200余種,危害棉花、玉米、小麥、大豆和蔬菜等多種農作物。
棉 蚜
棉蚜俗稱膩蟲,為世界性棉花害蟲。中國各棉區都有發生,是棉花苗期的重要害蟲之一。寄主植物有石榴、花椒、木槿、鼠李屬、棉、瓜類等。
這種昆蟲通過直接啃食和傳播病毒影響植物生長。它的寄主范圍很廣,全世界至少有700個寄主植物。
這兩種小蟲子,一個瘋狂啃食棉花,一個邊吃邊傳播病毒,那么問題來了,要是一株棉花同時遭遇了棉鈴蟲和棉蚜的啃食,那豈不是太慘了?
還真不是!中國農業科學院棉花研究所的專家們,通過分析棉花介導的棉鈴蟲與棉蚜互作關系,發現了一些有趣的現象。
“蟲蟲之戰”誰是真正贏家?
棉鈴蟲觸發棉花抗性防御反應后,可影響同寄主棉蚜的取食行為,導致棉蚜種群數量下降。
據專家介紹,昆蟲間的相互作用往往伴隨著種間競爭,尤其是具有同一植物宿主和生態位共存或重疊的昆蟲之間。棉鈴蟲和棉蚜作為棉花上兩種重要的農業害蟲,生態位存在部分重疊現象。目前,昆蟲與植物互作關系的研究已廣泛開展,但植物介導的昆蟲間互作關系的研究卻非常有限。

該研究基于“棉花-棉蚜-棉鈴蟲”的生態關系,利用生物學、生態學和組學技術,從不同層面解析棉花介導的棉鈴蟲和棉蚜的種間關系。通過棉鈴蟲為害棉花后對棉蚜取食行為和種群影響的分析,發現棉鈴蟲為害棉花后對棉蚜種群具有顯著抑制作用,這表明棉鈴蟲為害棉花后,可能通過激發植物抗性防御對低耐受力的棉蚜產生影響。通過轉錄組學和代謝組學分析及代謝物的篩選,證實棉鈴蟲通過調控植物次級代謝物變化,抑制棉蚜的生長發育并導致棉蚜逃避。
進一步研究成果顯示,棉蚜為害棉花后對棉鈴蟲成蟲產卵同樣具有驅避作用,但對棉鈴蟲幼蟲生長發育具有促進作用。
通過轉錄組學和代謝組學分析及代謝物篩選發現,棉蚜為害棉花后棉花防御基因表達下調,顯著抑制棉花的防御反應,導致棉花中的氨基酸、糖類和脂類物質含量顯著升高,進一步證實棉蚜在抑制棉花抗性的同時促進了棉鈴蟲的生長發育。

該研究結果闡明了棉蚜與棉鈴蟲之間復雜的相互關系,豐富了對昆蟲種間關系的認知,為深入理解植物介導的昆蟲間協同進化機制提供新見解。
難以想象,同為危害棉花的害蟲,棉蚜與棉鈴蟲相互影響又相互制約著。這大概就是大自然的奇妙之處,有害蟲,便有能克制它的天敵。能否利用棉蚜與棉鈴蟲之間微妙的關系,使它們成為生物防治的“天敵昆蟲”呢?。這場“蟲蟲之戰”中,棉花能否成為最后的贏家?畢竟“天敵昆蟲”在保護農作物的同時,又能維持生態平衡,大大降低化學農藥對環境、空氣、土壤、水體的污染。期待專家們的好消息!
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