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基于MaxEnt和ArcGIS的黑腹尼虎天牛潜在地理分布预测

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植物保护学报 2023年第6期50卷 1508-1517页

作者：王坤石娟梁特北京林业大学林学院林木有害生物防治北京市重点实验室中法欧亚森林入侵生物联合实验室北京100083

为明确我国检疫性有害生物黑腹尼虎天牛Neoclytus acuminatus的潜在地理分布范围,基于MaxEnt模型、ArcGIS软件及全球分布数据预测当前气候和未来气候(2个情景)条件下黑腹尼虎天牛在全球和中国的潜在分布区域,并分析影响黑腹尼虎天牛分... 详细信息

为明确我国检疫性有害生物黑腹尼虎天牛Neoclytus acuminatus的潜在地理分布范围,基于MaxEnt模型、ArcGIS软件及全球分布数据预测当前气候和未来气候(2个情景)条件下黑腹尼虎天牛在全球和中国的潜在分布区域,并分析影响黑腹尼虎天牛分布的关键环境变量。结果显示,MaxEnt模型的曲线下面积(area under curve,AUC)为0.962,表明模型预测结果可靠;影响黑腹尼虎天牛潜在地理分布的5个关键环境变量分别是5月平均降雨量、11月平均最高温度、温度变化方差、7月平均降雨量和最湿季度平均气温,贡献率分别为40.5%、33.2%、23.9%、2.2%和0.1%。在当前气候条件下,黑腹尼虎天牛在全球的适生区较广泛,总面积约为3928.63×10^(4)km^(2),且在我国湖北、安徽及浙江等省存在高适生区和中适生区;在未来气候条件下,黑腹尼虎天牛在全球范围内的适生区总面积会进一步增加,并且在我国的高适生区面积也会进一步扩大。

关键词：黑腹尼虎天牛 MaxEnt生态位模型适生性分析潜在地理分布

基于MaxEnt模型预测梨火疫病菌的潜在地理分布

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植物保护学报 2023年第6期50卷 1518-1527页

作者：吴卓瑾梁特石娟北京林业大学林学院林木有害生物防治北京市重点实验室中法欧亚森林入侵生物联合实验室北京100083

为探究梨火疫病菌解淀粉欧文氏菌Erwinia amylovora在全球的潜在地理分布,基于其全球分布数据和筛选得到的环境变量,利用MaxEnt模型对其在当前气候和未来气候条件下的潜在地理分布进行预测,并利用刀切法和皮尔逊相关性分析法筛选对梨火... 详细信息

为探究梨火疫病菌解淀粉欧文氏菌Erwinia amylovora在全球的潜在地理分布,基于其全球分布数据和筛选得到的环境变量,利用MaxEnt模型对其在当前气候和未来气候条件下的潜在地理分布进行预测,并利用刀切法和皮尔逊相关性分析法筛选对梨火疫病菌分布有重要影响的环境变量。结果显示,对梨火疫病菌分布有重要影响的环境变量包括2月平均最高温度、1月平均降水量、7月平均最低温度、温度变化方差、昼夜温差月均值和7月平均降水量,表明春季和夏季的温度和降水对梨火疫病菌的分布有较大影响。在当前气候条件下,梨火疫病菌在全球的适生区分布较广,适生区总面积达到5.58×10^(7)km^(2),且高适生区主要分布在北美洲沿海地区、地中海沿岸和亚洲中部及东部的部分地区;梨火疫病菌在我国的适生区总面积为7.36×10^(6)km^(2),占全国陆地总面积的76.70%;在未来气候SSP126和SSP585情景下,梨火疫病菌在全球的适生区总面积分别为5.52×10^(7)km^(2)和5.24×10^(7)km^(2)。表明梨火疫病菌对我国大部分地区有潜在威胁,应加强监测与防控。

关键词：梨火疫病菌 MaxEnt模型潜在地理分布气候变化环境变量

樟子松墨天牛在中国的适生区预测及传入风险评估

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植物保护学报 2023年第6期50卷 1472-1479页

作者：孙冬瑞吴卓瑾丁俊石娟北京林业大学林学院林木有害生物防治北京市重点实验室中法欧亚森林入侵生物联合实验室北京100083

为明确松材线虫Bursaphelenchus xylophilus的传播媒介樟子松墨天牛Monochamus galloprovincialis传入我国的可能性及其潜在风险,通过收集该天牛的现有分布数据、寄主信息和海关截获记录等资料,立足于检疫性有害生物传入的关键节点,利用... 详细信息

为明确松材线虫Bursaphelenchus xylophilus的传播媒介樟子松墨天牛Monochamus galloprovincialis传入我国的可能性及其潜在风险,通过收集该天牛的现有分布数据、寄主信息和海关截获记录等资料,立足于检疫性有害生物传入的关键节点,利用MaxEnt模型和@RISK软件对其适生区范围和传入可能性进行分析。结果表明,樟子松墨天牛的适生区遍布全国多地,总适生区面积占全国陆地总面积的62.0%,其中以低适生区为主,中、高适生区分布在我国南方,涉及云南、重庆和贵州等省(直辖市)。在现有条件下,该天牛随针叶原木传入我国的概率均值为6.59×10-5。依据敏感性分析结果,入境针叶原木携带樟子松墨天牛的概率以及不合格原木中樟子松墨天牛的感染比例是影响樟子松墨天牛传入的关键因素。因此,为防止樟子松墨天牛传入我国,建议应加强对入境针叶原木中樟子松墨天牛的检疫力度。

关键词：樟子松墨天牛传入风险评估潜在分布区 @RISK软件 MaxEnt模型

基于氢稳定同位素技术对中国地区红脂大小蠹溯源追踪的可行性分析

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北京林业大学学报 2021年第5期43卷 93-98页

作者：覃责实石娟郝艳平崔骁芃李碧鹰北京林业大学林学院北京100083 北京林业大学中法欧亚森林入侵生物联合实验室北京100083 中国食品发酵工业研究院北京100083

红脂大小蠹是一种外来蛀干类害虫,它可以通过自然传播和人为传播途径进行远距离扩散。目前最为有效的防治手段就是及时进行监测和预警,但是由于缺乏快速追踪和溯源的手段,使得防治工作变得困难。【目的】基于氢稳定同位素溯源技术,建立... 详细信息

红脂大小蠹是一种外来蛀干类害虫,它可以通过自然传播和人为传播途径进行远距离扩散。目前最为有效的防治手段就是及时进行监测和预警,但是由于缺乏快速追踪和溯源的手段,使得防治工作变得困难。【目的】基于氢稳定同位素溯源技术,建立可用于追踪中国地区红脂大小蠹的溯源模型。【方法】从全球降水氢同位素数据库中下载中国地区的栅格数据,利用ArcGIS 10.4.1构建中国大陆地区降水氢同位素区划图(坐标系统为Beijing 1954)。在5个样地累计诱捕红脂大小蠹成虫153头,利用稳定同位素质谱仪和元素分析仪测定样品的氢稳定同位素比值(δ~2H)。利用R软件构建红脂大小蠹与降水δ~2H值的标准曲线方程。【结果】通过中国大陆地区降水氢同位素区划图得出:在东部季风区,降水δ~2H值呈现出区域性变化,并大致表现为从东南向西北递减的梯度变化。5个样地的红脂大小蠹的δ~2H值之间具有显著性差异。红脂大小蠹与降水的δ~2H值呈正相关关系,并基于试验数据建立线性回归方程式:y=3.166x+86.050,经t检验、F检验、R~2检验以及残差检验证明模型的显著性和匹配度都很高。【结论】红脂大小蠹的δ~2H值与其生境中的降水δ~2H值呈现出高度相关的线性关系,且降水δ~2H值在红脂大小蠹分布区具有可用于判别的规律。因此,基于本试验的数学模型可以实现中国地区红脂大小蠹的溯源追踪。

关键词：氢稳定同位素溯源追踪检疫

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辽宁抚顺松材线虫入侵松林内天牛种类调查

应用昆虫学报 2022年第2期59卷 446-456页

作者：袁源任利利余润李佳星石丰铭曾建华骆有庆北京林业大学林木有害生物防治北京市重点实验室中法欧亚森林入侵生物联合实验室北京100083

【目的】松材线虫Bursaphelenchus xylophilus(Steiner&Buhrer)Nickle的媒介昆虫云杉花墨天牛Monochamus saltuarius Gebler在辽宁省被发现意味着我国北方松林的生态安全正在遭受严重的威胁。明确松材线虫入侵松林内的天牛种类、数目,... 详细信息

【目的】松材线虫Bursaphelenchus xylophilus(Steiner&Buhrer)Nickle的媒介昆虫云杉花墨天牛Monochamus saltuarius Gebler在辽宁省被发现意味着我国北方松林的生态安全正在遭受严重的威胁。明确松材线虫入侵松林内的天牛种类、数目,可以为早期监测松材线虫媒介昆虫和潜在媒介昆虫的种群动态以及预测松材线虫病的发生提供参考。【方法】为了明确天牛广谱型引诱剂、APF I持久增强型松墨天牛高效诱剂、F8型松墨天牛引诱剂及其复配诱芯的诱捕效果,于2019-2020年的5-10月在辽宁省抚顺市的油松林、红松林、落叶松林开展诱捕天牛试验。【结果】将天牛广谱型引诱剂和F8型松墨天牛引诱剂放在同一诱捕器中具有较好引诱效果,每诱捕器捕获的天牛物种数量(油松林18种,红松林14种,共计19种)和天牛样本数量(油松林(18.31±8.86)头/周,红松林(23.44±10.92)头/周)最多。在试验林地共计诱捕到34种共计13307头天牛,其中云杉花墨天牛数量最多,占总诱捕量的67%,褐梗天牛Arhopalus rusticus、锯天牛Prionus insularis、小灰长角天牛Acanthocinus griseus、松皮花天牛Rhagium japonicum分别占总诱捕量的13.2%、6.6%、4.1%和2.7%。【结论】捕获到危害针叶树的天牛8种,包括云杉花墨天牛(优势种)、小灰长角天牛、灰长角天牛Acanthocinus aedilis、褐梗天牛、脊鞘幽天牛Asemum striatum和锯天牛。根据天牛的取食产卵习性推测,小灰长角天牛、灰长角天牛在补充营养的时候可能会传播松材线虫到健康松树上,而褐梗天牛、脊鞘幽天牛和锯天牛羽化成虫后不需补充营养且产卵在衰弱木的树皮缝隙或者表土处,它们有效传播松材线虫的几率较小。

关键词：松材线虫云杉花墨天牛引诱剂

全球外来入侵生物与植物有害生物数据库的比较评价

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生物安全学报 2021年第3期30卷 157-165页

作者：徐钦望任利利骆有庆北京林业大学林木有害生物防治北京市重点实验室/中法欧亚森林入侵生物联合实验室北京100083

【目的】为了明确全球生物安全与植物保护领域内数据库建设进展和我国数据库的建设成效,对全球重要的外来入侵生物与植物有害生物数据库进行分类介绍和比较评价研究。【方法】根据数据库收录物种的地理范围、类群及数据库特色功能,对数... 详细信息

【目的】为了明确全球生物安全与植物保护领域内数据库建设进展和我国数据库的建设成效,对全球重要的外来入侵生物与植物有害生物数据库进行分类介绍和比较评价研究。【方法】根据数据库收录物种的地理范围、类群及数据库特色功能,对数据库进行分类。对重要数据库的主要功能进行简要介绍,设立多指标评价体系将我国数据库与国际优质数据库进行比较,分析我国数据库亟待提升的关键功能。【结果】数据库分类研究将其划分为全球型、区域型、国家型、地区型、特定生物类群型等类别。数据库比较评价研究说明我国现有的数据库在支撑我国外来入侵生物检测监测和进出境植物检疫执法等方面起到了重要作用,但与世界一流数据库相比仍存在一定差距,其主要体现在数据质量有待提升、对现有数据挖掘不足、科普功能较弱等方面。【结论】建议各部门以更大力度支持我国相关数据库的建设、长期维护、优化整合与国际推广工作。建议完善国内现有数据库的数据和功能,提高其实用性和易用性,为相关科研工作提供有力支撑,并为科学普及、公众参与和公众科学的发展创造有利条件。

关键词：外来入侵生物植物有害生物数据库有害生物风险分析多指标评价体系

云杉花墨天牛转录组分析及其生物防治相关基因筛选

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植物保护学报 2023年第6期50卷 1610-1616页

作者：方思茗徐周策吴宗仁石娟北京林业大学林学院林木有害生物防治北京市重点实验室中法欧亚森林入侵生物联合实验室北京100083 江西省林业有害生物防治检疫中心南昌330006

为明确云杉花墨天牛Monochamus saltuarius的基因组功能信息,并筛选其生物防治相关基因,利用Illumina Novaseq 6000平台对云杉花墨天牛成虫进行转录组测序和生物信息学分析,并在NR、GO和KEGG数据库进行基因功能注释。结果显示,共获得190... 详细信息

为明确云杉花墨天牛Monochamus saltuarius的基因组功能信息,并筛选其生物防治相关基因,利用Illumina Novaseq 6000平台对云杉花墨天牛成虫进行转录组测序和生物信息学分析,并在NR、GO和KEGG数据库进行基因功能注释。结果显示,共获得190.06 Gb的云杉花墨天牛有效转录组数据,得到35728个unigene,平均长度为1270.83 bp,组装得到58142个转录本,N50长度为2135 bp。所得unigene在NR数据库中比对注释到相似基因数量占比最高的物种为光肩星天牛Anoplophora glabripennis,达到63.83%,在GO数据库中按功能注释分为生物学进程、细胞组分和分子功能3大类60个亚类,在KEGG数据库注释到44条代谢通路中。根据基因注释信息进一步挖掘出具有生物防治潜力的嗅觉相关基因43个、蜕皮相关基因149个、几丁质代谢相关基因35个、飞行相关基因6个和木质纤维素相关基因39个,可作为后期开发新的分子工具和云杉花墨天牛生物防治技术的备选靶标基因。

关键词：云杉花墨天牛转录组靶标基因生物信息学分析生物防治

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哨兵树预警潜在外来林业有害生物研究进展

世界林业研究 2023年第1期36卷 52-58页

作者：徐钦望任利利骆有庆北京林业大学林木有害生物防治北京市重点实验室/北京林业大学与法国国家农业食品与环境研究院中法欧亚森林入侵生物联合实验室北京100083

外来林业有害生物在全球范围内严重发生,难以早期预防。近年来,多国开展了哨兵树的研究以提前了解和预警潜在的林业有害生物,取得了一定进展。哨兵树是指在高风险地区被用于调查与监测有害生物的发生从而提供预警信息的一类树木。哨兵... 详细信息

外来林业有害生物在全球范围内严重发生,难以早期预防。近年来,多国开展了哨兵树的研究以提前了解和预警潜在的林业有害生物,取得了一定进展。哨兵树是指在高风险地区被用于调查与监测有害生物的发生从而提供预警信息的一类树木。哨兵树研究主要是通过植物园现有的引种树木和人为引种种植树木2种方式开展。根据研究目的与方法,哨兵树研究可分为国外种植哨兵树、哨兵树苗圃和哨兵植物园。哨兵树代表性的研究有欧洲在全球高风险地区种植欧洲树种与进口树种、新西兰监测全球海外植物园引种的新西兰树木和国际植物园保护联盟成立的国际植物哨兵网络。文中介绍哨兵树的概念,总结其研究现状,展望研究前景,以期为构建我国外来林业有害生物的早期预防与预警体系提供参考。

关键词：早期预警哨兵树外来林业有害生物生物入侵植物检疫植物园

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松树蜂毒液对寄主松树致病性机制的研究进展

植物保护学报 2023年第6期50卷 1411-1418页

作者：孟昕辛本花石娟北京林业大学林学院林木有害生物防治北京市重点实验室中法欧亚森林入侵生物联合实验室北京100083 吉林省林业实验区国有林保护中心蛟河132517

松树蜂Sirex noctilio是一种原产于欧洲各国、蒙古国、格鲁吉亚共和国和北非国家的松科林木蛀干害虫,属于国际上重大林业检疫性有害生物。其雌成虫产卵时向寄主树干注射毒液和共生真菌——网隙裂粉韧革菌Amylostereum areolatum。一般... 详细信息

松树蜂Sirex noctilio是一种原产于欧洲各国、蒙古国、格鲁吉亚共和国和北非国家的松科林木蛀干害虫,属于国际上重大林业检疫性有害生物。其雌成虫产卵时向寄主树干注射毒液和共生真菌——网隙裂粉韧革菌Amylostereum areolatum。一般认为毒液能削弱寄主林木的防御能力,是导致寄主树木针叶出现变黄、枯萎等早期病理症状的主导因素,也是为共生真菌侵染创造条件的“条件作用剂”。毒液和共生真菌均不能单独致死林木,只有两者联合作用才会对寄主林木有致死性。该文综述了松树蜂毒液成分及性质、寄主松树对毒液的生理响应和松树蜂毒液作用的分子机制,并对植物激素诱导植物防御反应的研究前景进行展望,以期有助于促进毒-菌致寄主林木受害机制的深入研究,有助于基于植物激素免疫诱抗剂等新防控途径的开发。

关键词：松树蜂毒液致病性生理响应分子机制