农田有害生物控制学科组
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  农田有害生物控制学科组简介

  一、学科组简介 

  学科组定位 

  总体研究目标是在分子和遗传的基础上探索植物寄生线虫与寄主互作的复杂生物学关系,形成以理论为基础的综合防治策略;研究土壤线虫多样性和线虫-微生物食物网关系,将土壤线虫的生态功能与土壤生态过程联系到一起,深入地揭示外界扰动或环境条件变化对土壤生物多样性、食物网结构和生态系统功能的影响;利用昆虫病原线虫及其共生菌防治土壤害虫及植物寄生线虫,以保护农业生态环境和保障粮食安全生产为目标,达到生态友好、食物安全。 

  研究方向 

  植物寄生线虫与植物的互作机制 

  植物寄生线虫是世界农业重要的病原之一,每年由此引起的经济损失超过1500亿美元,其中80%的经济损失是由根结线虫和孢囊线虫导致的。在寄主根存在时,根结线虫和孢囊线虫能够被吸引到植物的根尖,穿透植物,建立取食位点,完成线虫的发育。目前研究工作致力于:(1)线虫对寄主早期反应的行为变化及其分子机制,着重鉴定参与早期互作反应的线虫关键寄生基因,通过比较孢囊线虫和根结线虫对寄主识别反应的差异建立线虫和植物早期互作模型;(2)大豆孢囊线虫生理小种的遗传多样性研究以及相关的线虫致病基因和植物抗病基因的鉴定;(3)植物对线虫的防御反应及其遗传抗病机制,包括植物激素参与抗病的调控、从遗传和基因组方面进行QTL定位抗病基因,植物的超亲抗性研究等。总体研究目标是在分子和遗传的基础上探索植物寄生线虫和寄主互作复杂的生物学关系,为植物病原线虫的综合防治提供理论基础。 

  土壤线虫多样性及其与微生物互作的生态功能 

  土壤线虫种类繁多,分布广泛,是地下生态系统重要的组成部分,土壤线虫的多样性特征可反映土壤生物多样性和环境受干扰程度。同时,土壤线虫在土壤食物网中占有重要的位置,对土壤中的物质循环和能量流动起关键的作用,与土壤微生物构成的食物网更关系着土壤生态过程和生态功能的稳定。通过研究不同施肥、土地利用、秸秆还田、耕作及黑土母质成土过程等条件下农田土壤线虫群落结构和多样性特征,将土壤线虫的功能与生态系统的状态联系到一起,并结合分析线虫-微生物的食物网特征,深入地揭示外界扰动或环境条件变化对土壤生物多样性、食物网结构和生态系统功能的影响。 

  昆虫病原线虫生物学特性和对土壤害虫的防治及其作用机理 

  昆虫病原线虫(EPN)不同于植物寄生线虫,它被作为一种生防制剂防治地下害虫,是对环境和人类有益的线虫,作用原理是利用线虫的共生细菌杀死其寄主昆虫。土壤环境、EPN种类及其不同的共生细菌,农业害虫和农作物之间复杂的相互作用会影响到生物防治的有效性,因此本学科组的主要研究内容是研究线虫及其共生细菌、作物、土壤环境、和昆虫之间复杂的关系,建立以理论为基础的生物防治策略。同时正在研究利用昆虫病原线虫共生菌防治植物寄生线虫,以保护农业生态环境和保障粮食安全生产为目标,达到生态友好、食物安全。 

  二、队伍组成 

  组长:王从丽 

  副组长:李春杰 

  成员:潘凤娟、胡岩峰 

  三、已完成和在研项目 

  1. 国家自然科学基金:大豆抗孢囊线虫的超亲遗传机制及抗性分子标记研究, 主持人:王从丽,2018 – 2021

  2. 国家自然科学基金:大豆孢囊线虫对预寄生阶段寄主的信号识别机制,主持人:王从丽,2015 – 2018

  3. 中国科学院人才项目:大豆孢囊线虫与植物互作的分子基础,主持人:王从丽,2014 – 2018 

  4. 中国科学院东北地理与农业生态研究所“一三五”项目子课题:黑土农田中线虫病害发生机制和有益线虫资源利用,主持人:王从丽,2016-2020

  5. 国家自然科学基金青年基金:寒区昆虫病原线虫生物学特性对低温胁迫的响应,主持人:李春杰,2017 – 2019

  6. 国家自然科学基金青年基金:大豆孢囊线虫G蛋白偶联受体基因克隆及在识别寄主过程中的功能研究,主持人:胡岩峰,2017 – 2019

  7. 黑龙江省自然科学重点基金:大豆对大豆孢囊线虫的超亲抗性遗传机制,主持人:王从丽,2017-2020

  8. 研究所“一三五” 项目:黑土农田地力提升关键技术研究与示范,负责人之一:王从丽,2016-2020

  9. 黑龙江省自然科学基金:昆虫病原线虫对番茄北方根结线虫抑制作用及土壤生态效应,主持人:李春杰,2017-2019

  10. 黑龙江省青年科学基金:植物防御激素茉莉酸和水杨酸对大豆孢囊线虫的诱导抗性研究,主持人:胡岩峰,2015-2017

  11. 中国科学院东北地理与农业生态研究所所优青项目:大豆孢囊线虫类FMRF酰胺肽基因flp的克隆与功能分析,主持人:胡岩峰,2017-2021

  12. 中国科学院科技服务网络计划项目“新型生物农药与生物农肥研制及应用”中的子课题“新一代昆虫病原线虫制剂的研发和应用”,主持人:王从丽、李春杰,2016 – 2017

  13. 国家重点研发计划:“东北北部春玉米、粳稻水热优化配置丰产增效关键技术研究与模式构建”课题“机械化栽培春玉米、粳稻丰产增效栽培技术”任务“黑龙江省三江平原机械化栽培春玉米丰产增效栽培关键技术研究”专题“三江平原玉米抗倒伏技术研究”,负责人:李春杰,2017-2020

  14. 中国科学院黑土区农业生态重点实验室开放基金:昆虫病原线虫对韭菜根蛆生防作用机制及非生物因素影响,主持人:李春杰,2016-2019

  15. 国家糖料产业技术体系海伦综合试验站,主持人:李春杰,2016-2020,主要参加

  16. 先正达公司(北京):YCM玉米线虫矮化病线虫检测,主持人:潘凤娟,2017 - 2018

  17. 所“一二四”重点培育2黑土青年专项:食细菌线虫对土壤碳矿化的作用,主持人:潘凤娟,2013 – 2015

  18. 所“一二四”重点培育2黑土青年专项:秸秆快速腐熟还田菌剂的筛选,主持人:李春杰,2013 - 2015

  19. 国家自然科学基金青年基金:水肥耦合条件下土壤线虫群落结构和多样性特征,主持人:潘凤娟,2011 - 2013

  20. 哈尔滨市科技人才创新项目:土地利用和施肥方式对土壤线虫种群结构和多样性的影响,主持人:潘凤娟,2011 - 2012

  21. 中国科学院黑土区农业生态重点实验室:大豆根围食细菌线虫对土壤N矿化的影响,主持人:潘凤娟,2011 - 2013

  22. 黑龙江省青年科学基金:寒区昆虫病原线虫低温储存潜力和生物学特性研究,主持人:李春杰,2011-2012

  四、科研成果 

  自2010年以来共发表论文54篇,参编专著2部,获得奖励7 项,授权专利3项。 

  发表论文 

  2018 

  C Wang, EP Masler and ST Rogers. 2018. Response of Heterodera glycines and Meloidogyne incognita infective juveniles to root tissues, root exudates, and root extracts from three plant species. Plant Disease, https://doi.org/10.1094/PDIS-09-17-1445-RE.

  J You, Y Hu, C Wang*. 2018. Application of seed germination pouch for culture and resistance screening of soybean cyst nematodes Heterodera glycines. Nematology NEM-D-17-00129. In Press.

  C Li, J Wang, J You, X Wang, B Liu, J Abe, F Kong, C Wang*. 2018. Quantitative trait loci mapping for Meloidogyne incognita and M. hapla resistance in one recombinant inbred line population of soybean. Nematolgoy DOI: 10.1163/15685411-00003157.

  C Hua, C Li, Y Hu, Y Mao, J You, M Wang, J Chen, Z Tian, and C Wang*. 2018. Identification of HG Types of soybean cyst nematode Heterodera glycines and resistance screening on soybean genotypes in northeast China. Journal of Nematology 50: 1-10. DOI: 10.21307/jofnem-2018-007.

  C Wang, M Ulloa, TT Duong and PA Roberts. 2018. Quantitative trait loci mapping of multiple independent loci for resistance to Fusarium wilt races 1 and 4 in an interspecific cotton population. Phytopathology doi: 10.1094/PHYTO-06-17-0208-R.

  F Pan, X Han, N Li, J Yan, Y Xu. 2018. Effect of organic amendment amount on soil nematode community structure and metabolic footprints in soyben phase of soybean-maize rotation in mollisols. Pedosphere DOI: 10.1016/S1002-0160(17)60432-6.

  2017 

  C Wang, M Ulloa, TT Duong and PA Roberts 2017. QTL analysis of transgressive nematode resistance in tetraploid cotton reveals complex interactions in Chromosome 11 regions. Frontiers in Plant Science 8:1979. doi: 10.3389/fpls.2017.01979.

  Y Hu, J You, C Li, C Hua, C Wang* 2017. Jasmonate signaling induces defense against Meloidogyne hapla in soybean. Nematology, 19:293-304.

  Y Hu, J You, C Li, VM Williamson and C Wang*. 2017. Ethylene response pathway modulates attractiveness of plant roots to soybean cyst nematode Heterodera glycines. Scientific Reports 7, 41282; doi:10.1038/srep41282.

  王鑫鹏,王从丽,李春杰*. 2017. 昆虫病原线虫共生细菌对南方根结线虫卵孵化的影响. 土壤与作物 6(4): 256-262.

  毛彦芝, 李春杰, 胡岩峰, 华萃, 尤佳, 王鑫鹏, 刘喜才, 杨耿斌, 王从丽*. 2017. 评价黑龙江省主栽马铃薯品种及重要育种材料对北方根结线虫的抗性. 作物学报 43(12): 1864-1869.

  潘凤娟,韩晓增,邹文秀. 2017. 春大豆长期连作对土壤线虫群落结构和食物网的影响. 大豆科学 36(4):606-613.

  潘凤娟,韩晓增,邹文秀. 2017. 土壤生态系统中食细菌线虫与细菌相互作用关系研究. 土壤与作物 6(4):304-311.

  2016 

  C Li, C Hua, Y Hu, J You, Y Mao, J Li, Z Tian, C Wang* 2016. Response of soybean genotypes to Meloidogyne incognita and M. hapla in Heilongjiang Province in China. Russian Journal of Nematology 24: 89-98.

  M Ulloa, C Wang, S Saha, RB Hutmacher, DM Stelly, JN Jenkins, J Burke, PA Roberts 2016. Analysis of root-knot nematode and fusarium wilt disease resistance in cotton (Gossypium spp.) using chromosome substitution lines from two alien species. Genetica 144: 167-179.

  F Pan, N Li, W Zou, X Han, Neil B. Mclaughlin. 2016. Soil nematode community structure and metabolic footprint in the early pedogenesis of a mollisol. European Journal of Soil Biology 77: 17-25.

  N Li, F Pan, X Han, B Zhang. 2016. Development of soil food web of microbes and nematodes under different agricultural practices during the early stage of pedogenesis of a mollisol. Soil Biology & Biochemistry 98: 208-216 (共同一作). 

  李春杰,胡岩峰,王从丽*. 2016,黑龙江省大庆市大棚蔬菜根结线虫种类和小种的鉴定. 土壤与作物 5(2): 105-109.

  王从丽*,李春杰,胡岩峰. 2016. 利用Pluronic三维胶系统研究植物寄生线虫的趋化性. 土壤与作物 5(1): 1-13.

  2015 

  C Wang, M Ulloa, X Shi, X Yuan, C Saski, JZ Yu and PA Roberts. 2015. Sequence composition of BAC clones and SSR markers mapped to Upland cotton chromosomes 11 and 21 targeting resistance to soil-borne pathogens. Frontiers in Plant Science 6: 00791. Doi: 10.3389/fpls.2015.00791.

  C Li, Y Wang, Y Hu, C Hua and C Wang*. 2015. Three dimensional study of wounded plant roots recruiting entomopathogenic nematodes with Pluronic gel as a medium. Biological Control 89: 68-74.

  C Li, Z Si, Y Xu, F Pan, X Pan. 2015. Effect of soil leachates of soybean genotypes and rotation systems on egg hatch of Heterodera glycines in northeast China. Soybean Science 35(2):5-11; 

  F Pan, X Han, Neil B. McLaughlin, X Han, C Li, D Zhao, L Zhan, Y Xu. 2015. Effect of long-term fertilization on free-living nematode community structure in mollisols. Journal of Soil Science & Plant Nutrition 15(1): 129-141.  

  Hu Y., You J., Liang X. 2015. Nitrate reductase-mediated nitric oxide production is involved in copper tolerance in shoots of hulless barley. Plant Cell Reports 34:367-379. 

  Jia H., Hu Y., Fan T., et al. 2015. Hydrogen sulfide modulates actin-dependent auxin transport via regulating ABPs results in changing of root development in Arabidopsis. Science Reports doi: 10.1038/srep08251. 

  Liang X, Wang H, Hu Y, Mao L, Sun L, Dong T, Nan W, Bi Y. 2015. Silicon does not mitigate cell death in cultured tobacco BY-2 cells subjected to salinity without ethylene emission. Plant Cell Reports 34:331-343. 

  陈双, 潘凤娟, 周长军, 李春杰, 华萃, 毛彦芝, 胡岩峰, 田中艳, 焦晓光, 王从丽*. 2015. 黑龙江省安达地区大豆孢囊线虫生理小种遗传分化现象. 土壤与作物 4: 42-47. 

  李春杰,王丽芳,潘凤娟,许艳丽. 2015. 预处理方式对昆虫病原线虫冷冻存活的影响.西北农林科技大学学报(自然科学版)43(2): 198-202; 

  李春杰,孙涛,张兴义. 2015. 秸秆腐熟剂对寒地玉米秸秆降解率和土壤理化性状影响.华北农学报30(增刊): 507-510;

  2014 

  Hu Y, Li J, Yang L, Yang L, Nan W, Cao X, Bi Y. 2014. Inhibition of root growth by narciclasine is caused by DNA damage-Induced cell cycle arrest in Lettuce seedlings. Protoplasma 251:1113-1124 

  李春杰,谭国忠,王义.许艳丽. 2014.寒区昆虫病原线虫冷冻储存条件优化.植物保护 40(5):49-54.

  2013 

  SL Fudli, C Wang and VM Williamson. 2013. Ethylene signaling pathway modulates attractiveness of host roots to the root-knot nematode Meloidogyne hapla. Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI) 26:75-86.  

  F Pan, Allen G Xue, Neil B McLaughlin, S Li, Y Xu, D Zhao, H Qu. 2013. Colonization of Clonostachys rosea on soybean root under artificial inoculation with Fusarium graminearum. Acta Agriculturae Scandinavica Section B-Soil & Plant Science 63 (06): 564-569. 

  F Pan, Y Xu, Neil B. McLaughlin, D Zhao. 2013. Influence of different fertilization regimes on plant feeder nematodes in the black soil region in Northeast China. Phytoparasitica 41 (04): 355-363. 

  Hu Y, Na X, Yang L, Nan W, Liu X, Zhang Y, Li J, Bi Y. 2013. Cadmium interferes with maintenance of auxin homeostasis in Arabidopsis seedlings. Journal of Plant Physiology 170: 965-975.  

  Liu J, Wang X, Hu Y, Hu W, Bi Y (2013) Glucose-6-phosphate dehydrogenase plays a pivotal role in tolerance to drought stress in soybean roots. Plant Cell Reports 32: 415-429. 

  李春杰,赵丹,司兆胜,潘凤娟,许艳丽.2013. 不同轮作系统中作物根渗出物对大豆种子萌发的化感作用.大豆科学32(2): 206-210. 

  李春杰,王义,许艳丽,张志明,孟洁,姚钦,宋洁.2013. 寒区昆虫病原线虫对韭菜迟眼蕈蚊的防治研究.应用昆虫学报50(1): 235-241.

  李春杰,韩成贵,朱向明,韩秉进.5种杀菌剂对甜菜褐斑病的防治研究.2013. 中国糖料3: 62-63, 65.

  2012 

  C Wang, M Ulloa, TR Mullens and PA Roberts. 2012. QTL analysis for transgressive resistance to root-knot nematode in interspecific cotton (Gossypium spp.) progeny derived from interspecific susceptible parents. Plos One, 7:e34874. 

  F Pan, Y Xu, NB. McLaughlin, AG. Xue, Q Yu, X Han, W Liu, L Zhan, D Zhao. 2012. Response of soil nematode community structure and diversity to long-term land use in the black soil region in China. Ecological Research 27: 701-714. 

  Liang X, Wang H, Mao L, Hu Y, Dong T, Zhang Y, Wang X, Bi Y. 2012. Involvement of COP1 in ethylene- and light-regulated hypocotyl elongation. Planta 236:1791-1802 

  Gong H, Chen G, Li F, Wang X, Hu Y, Bi Y. 2012. Involvement of G6PDH in regulation of heat stress tolerance in the calli from Przewalskia tangutica and tobacco. Biologia Plant 56:422-430.  

  2011 

  M Ulloa, C Wang, RB Hutmacher, SD Wright, MR Davis, CA Saski and PA Roberts. 2011. Mapping Fusarium wilt (FOV) race 1 resistance genes by inheritance, QTL, and sequencing composition in cotton. Molecular Genetics and Genomics, 286:21-36. 

  Na X, Hu Y, Yue K, Lu H, Jia P, Wang H, Wang X, Bi Y. 2011. Narciclasine modulates polar auxin transport in Arabidopsis roots. Journal of Plant Physiology 168:1149-1156. 

  Na X, Hu Y, Yue K, Lu H, Jia P, Wang H, Wang X, Bi Y. 2011. Concentration-dependent effects of narciclasine on cell cycle progression in Arabidopsis root tips. BMC Plant Biology 11: 184 (co-first author). 

  李春杰,谭国忠,王义,许艳丽.2011. 黑龙江省昆虫病原线虫资源和越冬情况调查初报.植物保护37(2):120-123.

  李春杰,刘海龙,许艳丽.2011. 大豆根腐病拮抗细菌的生物学特性研究.大豆科学30(5): 809-812.

  2010 

  C Wang, S Lower and VM Williamson. 2010. Root-knot nematodes exhibit strain-specific clumping behavior that is inherited as a simple genetic trait. PloS One 5(12):e15148.  

  M Ulloa, C Wang and PA Roberts. 2010. Gene action analysis by inheritance and quantitative trait loci mapping of resistance to root-knot nematodes in cotton.  Plant Breeding 129:541-550. 

  F Pan, NB. McLaughlin, Q Yu, AG. Xue, Y Xu, X Han, C Li. 2010. Responses of soil nematode community structure to different long-term fertilizer strategies in the soybean phase of a soybean-wheat-corn rotation. European Journal of Soil Biology 46: 105-111.

  李春杰,李兆林,宋春雨,张兴义.2010. 黑土区坡耕地重茬大豆阻控技术研究.大豆科学 29(3): 474-478; 

  李春杰,张红骥,许艳丽,刘伟,战丽莉,韩新华. 2010. 根腐病生防颗粒剂对重茬大豆的田间效果.农业系统科学与综合研究 26(3): 330-334

  专著章节 

  C Wang* and C Li. 2017. Status of entomopathogenic nematodes in integrated pest management strategies in China. In: MMM Abd-Elgawad, TH Askary and J Couplang (Eds) Biocontrol Agents: Entomopathogenic and Slug Parasitic Nematodes. CABI Press, United Kingdom, 457-472. (专著章节)

  王从丽*, Philip A. Roberts. 2014. 棉花根结线虫的超亲遗传抗性. 廖金铃等主编<中国线虫学研究>(第五卷), 中国农业科学技术出版社, pp273-280.

  奖励 

  潘凤娟,韩新华,刘伟,战丽莉,赵丹,刘新晶,宋洁,土地利用和施肥方式对土壤线虫种群结构和多样性的影响,哈尔滨市科技局,科技进步奖,三等奖,2016; 

  许艳丽、李春杰、潘凤娟、张思佳、钱秀娟、肖亮、王丽芳、战丽莉、宋洁、陈夏春、李雪光、鲁建聪.“连作大豆胞囊线虫病抑制性土壤特性与发生机制”,获哈尔滨市科技进步二等奖,2016年11月; 

  刘长仲,钱秀娟,李春杰,魏敏,张廷伟,杨海玲,刘小平.“甘肃省昆虫病原线虫产业化生产技术研究及应用示范”,获甘肃省科技进步奖三等奖,2016年1月; 

  许艳丽、潘凤娟、李春杰、张思佳、钱秀娟、肖亮、王丽芳、战丽莉、宋洁、陈夏春、李雪光、鲁建聪. 环保型生物杀虫剂及对韭菜迟眼蕈蚊防治技术示范, 获哈尔滨市科技进步二等奖,2014年10月; 

  李春杰、许艳丽、谭国忠、司兆胜、韩新华、白秀丽、王丽芳、战丽莉、潘凤娟、张红骥、赵丹.昆虫病原线虫低温储存研究,获哈尔滨市科技进步三等奖,2013年11月; 

  许艳丽、胡新、刁琢、李春杰、战丽莉、韩新华。品种混播控制大豆胞囊线虫病及增产效果研究,获哈尔滨市科技进步三等奖,2012年11月; 

  刘长仲,钱秀娟,张廷伟,李春杰,谷黎娜,邢玉芳,杨海玲,张芸,葛俊杰,孙艳芳,刘乾,姬国红。项目:“甘肃省昆虫病原线虫资源的开发和应用研究”2012年8月获甘肃省高校科技进步二等奖。 

  专利 

  尤佳,王从丽,胡岩峰,李春杰. 一种能够同时繁殖大豆孢囊线虫并进行大豆孢囊线虫抗性筛选方法,受理号:201710245445.X, 受理日期:2017.4.14; 

  李春杰、王从丽. 一种线虫培养装置及供试昆虫病原线虫的简易繁殖方法,受理号:201610369836.8, 受理日期:2016.5.31; 

  毛彦芝,王从丽,李春杰,宋继玲,杨耿斌.一种高效筛选马铃薯对根结线虫的抗性方法,受理号:201611054838.4, 受理日期:2016.11.25; 

  李春杰、王从丽、潘凤娟. 一种实现快速检测昆虫病原线虫对害虫寄主植物根识别现象的方法,受理号:2013120900666740 ,受理日期:2013.12.09; 

  李春杰,许艳丽.一种用于寒区嗜菌异小杆昆虫病原线虫冷冻储存方法,受理日期:2009.4.9,授权号:ZL200910071751.1,授权日期:2013.1.16; 

  李春杰.提高昆虫病原线虫耐寒能力的方法,申请受理号:201210168059.2 申请日期: 2012.05.28; 

  李春杰,司兆胜.昆虫病原线虫的活体繁殖方法,受理日期:2012.8.22,申请受理号:201210108069.7,授权号:ZL201210108069.7,2014.4.2授权; 

  许艳丽,李春杰.一种控制大豆胞囊线虫病的混播方法,受理日期:2009.9.2,授权号:ZL200910071742.2,授权日期:2011.10.12。

 
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