三、中國(guó)傳粉昆蟲研究歷程和現(xiàn)狀
我國(guó)傳粉昆蟲研究員起步較晚,主要包括:1)萌芽期(2000年前);2)發(fā)展期(2001-2009年);3)快速發(fā)展期(2010年以后)。我國(guó)傳粉生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展歷程如圖5所示,國(guó)內(nèi)外的發(fā)展歷程比較如圖6所示。
圖5中國(guó)傳粉昆蟲研究歷程概述
圖6傳粉生物學(xué)領(lǐng)域國(guó)際國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程比較
我國(guó)傳粉昆蟲研究目前處于快速發(fā)展期,也受到了諸如國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等項(xiàng)目的支持,數(shù)據(jù)表示2013年-2017年間,NSFC資助了近110項(xiàng)傳粉生物學(xué)的面上項(xiàng)目,這些項(xiàng)目的研究領(lǐng)域包括蜜蜂生理生化研究、傳粉昆蟲分類、傳粉機(jī)制,以及傳粉網(wǎng)絡(luò)。此外,農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)資助了少量傳粉生物學(xué)研究項(xiàng)目?傮w來看,相較于國(guó)外的資助項(xiàng)目,我國(guó)對(duì)傳粉生物學(xué)研究領(lǐng)域的經(jīng)費(fèi)投入較少、方向較窄。
除中國(guó)科學(xué)院外,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)等院校也在傳粉領(lǐng)域開展一定研究,涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的傳粉生物學(xué)領(lǐng)域前沿人才。除論文量最多的研究機(jī)構(gòu)以外,中山大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的論文影響力也較高。專利申請(qǐng)方面,中國(guó)傳粉生物學(xué)相關(guān)專利申請(qǐng)人以研究院校為主,這和國(guó)際專利申請(qǐng)人以公司為主不同。
近年來,我國(guó)傳粉昆蟲學(xué)領(lǐng)域取得了一些重要的進(jìn)展,主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
1)傳粉昆蟲多樣性研究:中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所的牛澤清博士與其合作者長(zhǎng)年致力于蜜蜂分類的研究,近五年對(duì)Colletes、Homalictus、Anthidiellum等多個(gè)屬種進(jìn)行整理,發(fā)表了大量新屬種,并提供了目前中國(guó)已知物種1342種。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所的安建東研究員等對(duì)華北的熊蜂進(jìn)行了研究,共發(fā)現(xiàn)熊蜂76種。此外,隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,DNA分子分類學(xué)、宏基因組等方法推動(dòng)了傳粉昆蟲多樣性的研究。
2)傳粉昆蟲與植物的相互作用:我國(guó)研究人員參與矮牽牛的基因組研究,現(xiàn)包含從蜜蜂轉(zhuǎn)為蛾類授粉的轉(zhuǎn)錄因子屬于基因組獨(dú)特的動(dòng)力區(qū)域,這可能是花顏色模式多樣性和傳粉系統(tǒng)多樣性的關(guān)鍵。黃雙全教授等經(jīng)歷了兩年對(duì)自然狀態(tài)下混合生長(zhǎng)的6種馬先蒿的觀察和分析,發(fā)現(xiàn)了典型“馬先蒿式”機(jī)械隔離機(jī)制,顯示了傳粉者與植物具有很高的恒定性,以及植物減少異種花粉傳遞的策略。此外,還率先在國(guó)際上構(gòu)建了生物多樣性群落內(nèi)的異種特異的花粉傳遞有向網(wǎng)絡(luò)。
3)環(huán)境對(duì)傳粉昆蟲的影響研究:中國(guó)學(xué)者分別通過轉(zhuǎn)基因作物、殺蟲劑、病蟲害等方面對(duì)傳粉昆蟲的影響展開了相關(guān)研究,如研究證實(shí)轉(zhuǎn)基因棉花花粉會(huì)影響意大利蜜蜂的基因漂移速率;殺蟲劑的使用會(huì)降低蜜蜂的覓食能力和躲避捕食者的能力,并會(huì)影響幼蟲的學(xué)習(xí)能力,通過與蜜蜂氣味結(jié)合蛋白之間的相互作用,可能造成嗅覺功能紊亂;實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)蜂螨更喜歡寄生哺育蜂及其機(jī)制。
4)傳粉昆蟲的保護(hù)與利用:我國(guó)研究人員與國(guó)際機(jī)構(gòu)開展了少量的合作研究,如定量研究了加強(qiáng)傳粉者的密度和豐富度到何種程度能改善依賴傳粉者傳粉的作物系統(tǒng)的產(chǎn)量。
利用Vos Viewer軟件分析2013-2017年中國(guó)傳粉生物學(xué)領(lǐng)域的SCI論文,獲得中國(guó)傳粉生物學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)是:1)植物花粉管生長(zhǎng)、發(fā)育等分子、細(xì)胞層面基礎(chǔ)機(jī)制研究;2)傳粉昆蟲的分類學(xué)研究,及其遺傳多樣性、保護(hù)、種群擴(kuò)散等方面的研究;3)昆蟲傳粉在植物遺傳育種、進(jìn)化中發(fā)揮重要作用;4)與傳粉相關(guān)的植物轉(zhuǎn)錄因子、microRNA、殺蟲劑耐藥性等方面的研究;5)傳粉昆蟲的種群優(yōu)化、傳粉昆蟲互作等方面的研究。
圖7 2013-2017年中國(guó)傳粉生物學(xué)研究熱點(diǎn)
中國(guó)昆蟲學(xué)會(huì)傳粉昆蟲學(xué)術(shù)專業(yè)委員會(huì)
目前,我國(guó)已經(jīng)于2015年成立傳粉昆蟲學(xué)術(shù)專業(yè)委員會(huì),隸屬于中國(guó)昆蟲學(xué)會(huì)。傳粉昆蟲學(xué)術(shù)專業(yè)委員會(huì)致力于努力提高我國(guó)傳粉昆蟲學(xué)術(shù)研究,并于2016年成功舉辦了第一屆中國(guó)昆蟲學(xué)會(huì)傳粉昆蟲學(xué)術(shù)研討會(huì),目前已經(jīng)成功舉辦了四屆,同時(shí)專業(yè)委員會(huì)還致力于與國(guó)際接軌,邀請(qǐng)國(guó)際知名傳粉昆蟲研究領(lǐng)域?qū)<襾砣A參加會(huì)議,為我國(guó)從事傳粉昆蟲研究的科研人員提供了一個(gè)非常好的國(guó)際/國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)交流和合作平臺(tái)。
圖8 第一屆中國(guó)昆蟲學(xué)會(huì)傳粉昆蟲學(xué)術(shù)研討會(huì)合影
中國(guó)東部傳粉昆蟲資源調(diào)查與評(píng)估項(xiàng)目
目前,由中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所牽頭組織的“科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)”-“中國(guó)東部傳粉昆蟲資源調(diào)查與評(píng)估”已經(jīng)獲批立項(xiàng),該項(xiàng)目選擇中國(guó)東部農(nóng)林交錯(cuò)帶中代表性地區(qū),建立長(zhǎng)期觀測(cè)樣點(diǎn),進(jìn)行全面的傳粉昆蟲調(diào)查與標(biāo)本采集,同時(shí)對(duì)傳粉昆蟲訪花(傳粉)、蜜源植物與生境圖像等資料進(jìn)行收集、整理,基本摸清研究區(qū)域傳粉昆蟲資源。同時(shí)對(duì)傳粉昆蟲多樣性分布格局以及傳粉昆蟲時(shí)空動(dòng)態(tài)進(jìn)行綜合分析,對(duì)農(nóng)林交錯(cuò)帶傳粉昆蟲資源進(jìn)行評(píng)估,并針對(duì)現(xiàn)在傳粉昆蟲生境狀態(tài)提出具有可行性的多樣性保護(hù)策略,為農(nóng)林交錯(cuò)帶生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用提供數(shù)據(jù)與理論支撐。
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生命科學(xué)領(lǐng)域前沿跟蹤研究(九)傳粉生物學(xué). 2017.
作者單位:中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所
責(zé)編:微科普