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    吳孔明介紹
    吳孔明，博士，研究員。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所所長(zhǎng)兼植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，并任中國(guó)植物保護(hù)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)和《植物保護(hù)》主編等職。長(zhǎng)期從事棉花害蟲(chóng)生物學(xué)與控制技術(shù)研究工作。先后獲得國(guó)家和省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)，主持完成的“棉鈴蟲(chóng)區(qū)域性遷飛規(guī)律與監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的研究與應(yīng)用”于2007年獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。發(fā)表研究論文200余篇，其中國(guó)際SCI源刊物論文80余篇。關(guān)于Bt棉花對(duì)棉鈴蟲(chóng)和盲椿象種群生態(tài)調(diào)控的研究論文分別于2008年和2010年發(fā)表于Science雜志。1998年獲國(guó)務(wù)院政府特殊津貼，1999年被農(nóng)業(yè)部授予有突出貢獻(xiàn)的中青年專(zhuān)家榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，2006年獲第九屆中國(guó)青年科技獎(jiǎng)和國(guó)家杰出青年基金，2007年入選人事部“新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程”。
 
    □本報(bào)實(shí)習(xí)生 王亞楠
    棉鈴蟲(chóng)是世界性重大致災(zāi)害蟲(chóng)之一，可危害棉花、玉米、小麥、大豆和蔬菜等多種農(nóng)作物。20世紀(jì)80年代末和90年代初期，棉鈴蟲(chóng)在我國(guó)黃河流域和長(zhǎng)江流域連年暴發(fā)成災(zāi)，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重威脅。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，僅1992年棉鈴蟲(chóng)在各種作物上累計(jì)發(fā)生面積達(dá)2192萬(wàn)公頃，雖經(jīng)大力防治，仍然造成直接經(jīng)濟(jì)損失60億元。
    在國(guó)家杰出青年基金等項(xiàng)目的支持下，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所所長(zhǎng)吳孔明研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)以棉鈴蟲(chóng)和轉(zhuǎn)基因棉花為主要研究對(duì)象，對(duì)棉鈴蟲(chóng)的遷飛習(xí)性和棉鈴蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警以及轉(zhuǎn)基因棉花對(duì)棉鈴蟲(chóng)持續(xù)控制技術(shù)等方面進(jìn)行研究。該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一系列具有國(guó)際影響力的論文，為我國(guó)棉鈴蟲(chóng)的防治提供了科學(xué)依據(jù)。
 
    兼性遷飛是棉鈴蟲(chóng)監(jiān)測(cè)預(yù)警核心
    棉鈴蟲(chóng)是夜蛾科昆蟲(chóng)的一種，整個(gè)發(fā)育過(guò)程包括卵、幼蟲(chóng)、蛹和成蟲(chóng)。以往的研究認(rèn)為棉鈴蟲(chóng)是一種能夠越冬的昆蟲(chóng)，冬天以滯育蛹的形式在寄主根際附近的土中冬眠。
    “我們?cè)谏鲜兰o(jì)80年代末90年代初曾發(fā)現(xiàn)某個(gè)地方?jīng)]有棉鈴蟲(chóng)，但是突然幾天就會(huì)出現(xiàn)一大批棉鈴蟲(chóng)。”吳孔明說(shuō)，“我們當(dāng)時(shí)猜測(cè)是不是棉鈴蟲(chóng)能夠遷飛，當(dāng)時(shí)對(duì)判斷這個(gè)蟲(chóng)子是當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)出來(lái)的，還是別處遷飛來(lái)的問(wèn)題都沒(méi)有人研究，也沒(méi)有任何科學(xué)的記錄數(shù)據(jù)。”
    20世紀(jì)90年代棉鈴蟲(chóng)在我國(guó)連年暴發(fā)，蟲(chóng)災(zāi)的突發(fā)性給監(jiān)測(cè)預(yù)警帶來(lái)很大的難度，為了搞清造成這種現(xiàn)象的機(jī)制，吳孔明帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)對(duì)棉鈴蟲(chóng)遷飛機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
    團(tuán)隊(duì)在山東渤海灣的一個(gè)小島設(shè)立監(jiān)測(cè)站，利用雷達(dá)遙感對(duì)經(jīng)過(guò)這里的蟲(chóng)子進(jìn)行夜間遷移監(jiān)測(cè)。這里是各種昆蟲(chóng)遷飛必經(jīng)的通道，而且沒(méi)有農(nóng)作物，因此可以確定從監(jiān)測(cè)站上方經(jīng)過(guò)的昆蟲(chóng)全部處于遷飛過(guò)程中。他們把飛行中的昆蟲(chóng)引誘下來(lái)，對(duì)飛行中的昆蟲(chóng)種類(lèi)、生理代謝及飛行需要的溫度、風(fēng)速等進(jìn)行研究。
    研究發(fā)現(xiàn)，棉鈴蟲(chóng)不但具有越冬能力，而且也具有兼性遷飛的特性。像大多數(shù)靠跨越空間越冬的昆蟲(chóng)一樣，棉鈴蟲(chóng)在進(jìn)化過(guò)程中準(zhǔn)確地掌握了整個(gè)東亞的氣候變化和季風(fēng)循環(huán)的關(guān)系，每當(dāng)棲息地的環(huán)境溫度不適宜或食物不過(guò)充足時(shí)，它們就會(huì)起飛，隨著這些季風(fēng)跨越渤海灣進(jìn)行遷飛。
    棉鈴蟲(chóng)一般在黃昏前后開(kāi)始大量起飛，晨昏時(shí)刻降落，整個(gè)夜晚可持續(xù)飛行7～10個(gè)小時(shí)（依黑夜時(shí)長(zhǎng)而變）。它們非常聰明，會(huì)準(zhǔn)確利用風(fēng)向、濕度和溫度等實(shí)現(xiàn)定向最有利的飛行。它們像是“乘坐”著季風(fēng)，飛到一個(gè)適合生存的新環(huán)境時(shí)就會(huì)停下。
    “如果搞清了棉鈴蟲(chóng)什么時(shí)候起飛，什么時(shí)候降落，跟風(fēng)有什么關(guān)系等問(wèn)題，就可以模擬昆蟲(chóng)在空中的軌跡運(yùn)動(dòng)，知道它從哪到哪，對(duì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)很有幫助。同時(shí)對(duì)于棉鈴蟲(chóng)的防治、轉(zhuǎn)基因棉花的商業(yè)化及其他轉(zhuǎn)基因作物的布局等都起到科技上的支撐。”吳孔明說(shuō)。
    據(jù)介紹，通過(guò)十幾年的數(shù)據(jù)收集和研究，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與其主要合作單位——全國(guó)農(nóng)工業(yè)技術(shù)推廣中心結(jié)合棉鈴蟲(chóng)發(fā)生數(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建成了以多種預(yù)報(bào)方法和預(yù)報(bào)模型為內(nèi)核，以長(zhǎng)期預(yù)報(bào)、中期預(yù)報(bào)和短期預(yù)報(bào)相結(jié)合的棉鈴蟲(chóng)檢測(cè)預(yù)警技術(shù)體系。
 
    病蟲(chóng)防治需要綠色方法
    “我們對(duì)棉鈴蟲(chóng)的關(guān)注，不僅研究棉鈴蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的建立，而且還關(guān)注棉鈴蟲(chóng)的防治，其指導(dǎo)思想是綜合多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)持續(xù)控制。”吳孔明說(shuō)。
    根據(jù)資料，在上世紀(jì)80年代初的時(shí)候，我國(guó)治理農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)主要通過(guò)噴灑農(nóng)藥。農(nóng)藥會(huì)使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性，于是農(nóng)藥的濃度和噴灑的頻率越來(lái)越高，害蟲(chóng)的抗藥性越來(lái)越大，最后導(dǎo)致使用1605等劇毒農(nóng)藥對(duì)付害蟲(chóng)。造成農(nóng)藥成本不斷提高，帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染和人類(lèi)食品安全的隱患。
    隨著社會(huì)的發(fā)展，百姓對(duì)食品安全和環(huán)境安全的要求越來(lái)越高，噴灑化學(xué)農(nóng)藥為主的防治措施已經(jīng)不能滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。利用轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)作物控制害蟲(chóng)危害這一高新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，現(xiàn)已在許多個(gè)國(guó)家推廣和應(yīng)用，在中國(guó)也有10年的歷史。
    吳孔明帶領(lǐng)的課題組對(duì)我國(guó)華北地區(qū)廣泛種植轉(zhuǎn)Bt-Cry1Ac基因抗蟲(chóng)棉花（簡(jiǎn)稱(chēng)Bt棉花）對(duì)棉鈴蟲(chóng)種群區(qū)域性的生態(tài)調(diào)控作用進(jìn)行了系統(tǒng)研究，表明Bt棉花實(shí)現(xiàn)了對(duì)棉鈴蟲(chóng)的有效控制，使棉鈴蟲(chóng)種群數(shù)量急劇下降。研究成果在美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表，產(chǎn)生了廣泛的影響。
    據(jù)吳孔明介紹，Bt其實(shí)是一種細(xì)菌，對(duì)棉鈴蟲(chóng)有比較明顯的防治效果。以前都是通過(guò)發(fā)酵，用于制作農(nóng)藥?，F(xiàn)在利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，把這種細(xì)菌的殺蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)入到棉花里面，給棉鈴蟲(chóng)制造一個(gè)“死亡陷阱”。
    棉鈴蟲(chóng)是雜食性昆蟲(chóng)，玉米、大豆、花生、棉花、蔬菜等都是其寄主，但主要吃植物的花、果、蕾等繁殖器官。6月份正是棉花現(xiàn)蕾期，為棉鈴蟲(chóng)提供了良好的食物來(lái)源。轉(zhuǎn)基因棉花防治棉鈴蟲(chóng)就是通過(guò)切斷棉鈴蟲(chóng)的食物鏈，使得棉鈴蟲(chóng)到第二代的時(shí)候因?yàn)?ldquo;食物中毒”而導(dǎo)致種群的“青黃不接”。 
    “因?yàn)檗D(zhuǎn)基因棉花只對(duì)棉鈴蟲(chóng)等幾種鱗翅目害蟲(chóng)起作用，相對(duì)于化學(xué)農(nóng)藥的廣譜性殺傷作用而具有顯著的綠色防控特征。”吳孔明指出。
 
    延緩棉鈴蟲(chóng)的抗性進(jìn)化
    雖然Bt棉花對(duì)棉鈴蟲(chóng)的控制非常成功，但吳孔明想得更長(zhǎng)遠(yuǎn)。
    “現(xiàn)在我們覺(jué)得轉(zhuǎn)基因棉花對(duì)棉鈴蟲(chóng)防治是非常有效的，但是也不能保證棉鈴蟲(chóng)對(duì)轉(zhuǎn)基因棉花不產(chǎn)生抗藥性。我看到過(guò)因?yàn)楹οx(chóng)產(chǎn)生抗藥性而導(dǎo)致大暴發(fā)的事件，所以不希望類(lèi)似事件再次發(fā)生。”吳孔明說(shuō)。
     吳孔明團(tuán)隊(duì)對(duì)棉鈴蟲(chóng)Bt棉花抗性機(jī)理與防治的技術(shù)進(jìn)行了長(zhǎng)期研究，在國(guó)際上創(chuàng)造性地提出了利用小農(nóng)模式下玉米、小麥、大豆和花生等棉鈴蟲(chóng)寄主作物所提供的天然庇護(hù)所延緩棉鈴蟲(chóng)對(duì)Bt棉花抗性的策略。
    吳孔明介紹，國(guó)際上為了解決棉鈴蟲(chóng)對(duì)轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)生的抗性，一般會(huì)要求農(nóng)戶(hù)種轉(zhuǎn)基因棉花的同時(shí)必須種普通棉花，這樣普通棉花中的棉鈴蟲(chóng)屬于敏感棉鈴蟲(chóng)，通過(guò)與產(chǎn)生抗性的棉鈴蟲(chóng)雜交，降低棉鈴蟲(chóng)的抗性，從而為轉(zhuǎn)基因棉花提供庇護(hù)所。
    但是我國(guó)農(nóng)村大多是農(nóng)戶(hù)分散種植，不能實(shí)現(xiàn)某種作物規(guī)?；N植。針對(duì)我國(guó)國(guó)情，和對(duì)棉鈴蟲(chóng)遷飛規(guī)律的認(rèn)識(shí)，吳孔明提出利用我國(guó)農(nóng)戶(hù)小規(guī)模多作物種植模式提供的天然庇護(hù)所延緩棉鈴蟲(chóng)的抗性進(jìn)化速度的新觀念。
    “對(duì)棉鈴蟲(chóng)的監(jiān)測(cè)預(yù)警和控制是世世代代的問(wèn)題，我雖然研究棉鈴蟲(chóng)有20多年的歷史，但是也不敢說(shuō)對(duì)棉鈴蟲(chóng)就全面了解。我們有很多工作去做，棉鈴蟲(chóng)自身防控不能放松，針對(duì)棉鈴蟲(chóng)的研究對(duì)于其他害蟲(chóng)有效治理的經(jīng)驗(yàn)都有非常好的指導(dǎo)和借鑒意義。”吳孔明說(shuō)。
    據(jù)了解，吳孔明對(duì)棉鈴蟲(chóng)對(duì)轉(zhuǎn)基因棉花抗性的研究規(guī)模較大。其實(shí)驗(yàn)選取中國(guó)最具代表性的6個(gè)省份設(shè)100個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)棉鈴蟲(chóng)進(jìn)行連續(xù)性、長(zhǎng)期性觀測(cè)，在棉鈴蟲(chóng)與環(huán)境的關(guān)系、與轉(zhuǎn)基因棉花的關(guān)系、產(chǎn)生抗性的機(jī)理以及種群變化過(guò)程的內(nèi)因和外因等有全面而系統(tǒng)的研究。
    “生物的研究是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，不能一蹴而就，接下去我們還有很多工作要做。”吳孔明說(shuō)，“關(guān)于棉鈴蟲(chóng)我們還有很多未知的東西，比如對(duì)于昆蟲(chóng)遷飛的昆蟲(chóng)自身原因、生理生化遺傳學(xué)上的調(diào)控等微觀方面還需要去研究，對(duì)于減緩棉鈴蟲(chóng)抗性進(jìn)化的原理和方法等也是今后努力的方面。”