华东理工大学万年峰组提出基因多样性控害新假说

植物分布于农业、草原、森林等各个生态系统，与人类的衣食住行息息相关。然而，实际情况是，植物往往遭受植物病虫草鼠等有害生物侵害。利用生物多样性防控植物有害生物，被认为是安全可行的生态环保技术，实施该技术控害的理论支撑主要来自物种多样性控害，例如，天敌假说、资源集中假说、保险假说、聚集假说(Wan* et al., J. Appl. Ecol., 2022)、营养级联动理论(Wan et al., Nature Plants, 2020)等。然而，基因多样性(或称“遗传多样性”)控害的理论相对较少。

近日，华东理工大学万年峰课题组在Nature Communications上发表了题为Plant genetic diversity affects multiple trophic levels and trophic interactions的研究成果。该研究提出了利用植物基因多样性调控有害生物的下行控害假说。在农业、森林、草原、湿地、海洋等生态系统，植物基因多样性可提高捕食性和寄生性天敌丰度和捕食/寄生率，降低植食性昆虫、杂草以及植物病害、线虫的侵害，提升作物产量与品质以及植物生产力；并发现植物多基因与单/纯基因对增加天敌及其增强控害效果并无显著影响。因此，在该类系统实施植物保护技术时，只需在主栽植物田块通过间套作同种其他1个品种，便可实现对植物病虫草的控制。

进一步利用结构方程模型量化各营养级功能群之间关系，结果显示：1)在无天敌的作用下，植物基因多样性能够抵抗植物有害生物(病虫草害)，使其危害降低，而植物有害生物下降促进了植物的生长发育与繁殖并增强了品质；2)在植物、植食性昆虫、天敌共存的三营养级功能群中，多样化的植物基因有利于天敌，增强了天敌对害虫的控制效果，植物多样性通过提升天敌对害虫的控制能力来增强植物性状。

华东理工大学万年峰研究员为该文通讯作者兼第一作者，首都医科大学付利宛博士为共同第一作者；复旦大学胡跃清教授、意大利维罗纳大学Matteo Dainese博士、丹麦根本哈根大学Lars Pødenphant Kiær博士、美国明尼苏达大学Forest Isbell博士、德国科尼格博物馆Christoph Scherber教授为共同作者。该研究得到了国家高层次青年人才项目、上海市科技创新行动计划国内合作项目和国家自然科学基金的资助。

论文衔接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35087-7

转自：“iPlants”微信公众号

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