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    吳孔明介紹
    吳孔明，博士，研究員。中國農業科學院植物保護研究所所長兼植物病蟲害生物學國家重點實驗室主任，并任中國植物保護學會理事長和《植物保護》主編等職。長期從事棉花害蟲生物學與控制技術研究工作。先后獲得國家和省部級科技獎勵8項，主持完成的“棉鈴蟲區域性遷飛規律與監測預警技術的研究與應用”于2007年獲國家科技進步獎二等獎。發表研究論文200余篇，其中國際SCI源刊物論文80余篇。關于Bt棉花對棉鈴蟲和盲椿象種群生態調控的研究論文分別于2008年和2010年發表于Science雜志。1998年獲國務院政府特殊津貼，1999年被農業部授予有突出貢獻的中青年專家榮譽稱號，2006年獲第九屆中國青年科技獎和國家杰出青年基金，2007年入選人事部“新世紀百千萬人才工程”。
 
    □本報實習生 王亞楠
    棉鈴蟲是世界性重大致災害蟲之一，可危害棉花、玉米、小麥、大豆和蔬菜等多種農作物。20世紀80年代末和90年代初期，棉鈴蟲在我國黃河流域和長江流域連年暴發成災，給農業生產帶來嚴重威脅。據農業部統計，僅1992年棉鈴蟲在各種作物上累計發生面積達2192萬公頃，雖經大力防治，仍然造成直接經濟損失60億元。
    在國家杰出青年基金等項目的支持下，中國農業科學院植物保護研究所所長吳孔明研究員帶領的研究團隊以棉鈴蟲和轉基因棉花為主要研究對象，對棉鈴蟲的遷飛習性和棉鈴蟲的監測預警以及轉基因棉花對棉鈴蟲持續控制技術等方面進行研究。該研究團隊發表了一系列具有國際影響力的論文，為我國棉鈴蟲的防治提供了科學依據。
 
    兼性遷飛是棉鈴蟲監測預警核心
    棉鈴蟲是夜蛾科昆蟲的一種，整個發育過程包括卵、幼蟲、蛹和成蟲。以往的研究認為棉鈴蟲是一種能夠越冬的昆蟲，冬天以滯育蛹的形式在寄主根際附近的土中冬眠。
    “我們在上世紀80年代末90年代初曾發現某個地方沒有棉鈴蟲，但是突然幾天就會出現一大批棉鈴蟲。”吳孔明說，“我們當時猜測是不是棉鈴蟲能夠遷飛，當時對判斷這個蟲子是當地長出來的，還是別處遷飛來的問題都沒有人研究，也沒有任何科學的記錄數據。”
    20世紀90年代棉鈴蟲在我國連年暴發，蟲災的突發性給監測預警帶來很大的難度，為了搞清造成這種現象的機制，吳孔明帶領他的團隊對棉鈴蟲遷飛機制進行了系統研究。
    團隊在山東渤海灣的一個小島設立監測站，利用雷達遙感對經過這里的蟲子進行夜間遷移監測。這里是各種昆蟲遷飛必經的通道，而且沒有農作物，因此可以確定從監測站上方經過的昆蟲全部處于遷飛過程中。他們把飛行中的昆蟲引誘下來，對飛行中的昆蟲種類、生理代謝及飛行需要的溫度、風速等進行研究。
    研究發現，棉鈴蟲不但具有越冬能力，而且也具有兼性遷飛的特性。像大多數靠跨越空間越冬的昆蟲一樣，棉鈴蟲在進化過程中準確地掌握了整個東亞的氣候變化和季風循環的關系，每當棲息地的環境溫度不適宜或食物不過充足時，它們就會起飛，隨著這些季風跨越渤海灣進行遷飛。
    棉鈴蟲一般在黃昏前后開始大量起飛，晨昏時刻降落，整個夜晚可持續飛行7～10個小時（依黑夜時長而變）。它們非常聰明，會準確利用風向、濕度和溫度等實現定向最有利的飛行。它們像是“乘坐”著季風，飛到一個適合生存的新環境時就會停下。
    “如果搞清了棉鈴蟲什么時候起飛，什么時候降落，跟風有什么關系等問題，就可以模擬昆蟲在空中的軌跡運動，知道它從哪到哪，對預測預報很有幫助。同時對于棉鈴蟲的防治、轉基因棉花的商業化及其他轉基因作物的布局等都起到科技上的支撐。”吳孔明說。
    據介紹，通過十幾年的數據收集和研究，中國農業科學院植物保護研究所與其主要合作單位——全國農工業技術推廣中心結合棉鈴蟲發生數據庫和監測網絡建設，建成了以多種預報方法和預報模型為內核，以長期預報、中期預報和短期預報相結合的棉鈴蟲檢測預警技術體系。
 
    病蟲防治需要綠色方法
    “我們對棉鈴蟲的關注，不僅研究棉鈴蟲的監測預警系統的建立，而且還關注棉鈴蟲的防治，其指導思想是綜合多種技術實現持續控制。”吳孔明說。
    根據資料，在上世紀80年代初的時候，我國治理農業害蟲主要通過噴灑農藥。農藥會使害蟲產生抗藥性，于是農藥的濃度和噴灑的頻率越來越高，害蟲的抗藥性越來越大，最后導致使用1605等劇毒農藥對付害蟲。造成農藥成本不斷提高，帶來了嚴重的環境污染和人類食品安全的隱患。
    隨著社會的發展，百姓對食品安全和環境安全的要求越來越高，噴灑化學農藥為主的防治措施已經不能滿足農業生產需求。利用轉基因抗蟲作物控制害蟲危害這一高新技術應運而生，現已在許多個國家推廣和應用，在中國也有10年的歷史。
    吳孔明帶領的課題組對我國華北地區廣泛種植轉Bt-Cry1Ac基因抗蟲棉花（簡稱Bt棉花）對棉鈴蟲種群區域性的生態調控作用進行了系統研究，表明Bt棉花實現了對棉鈴蟲的有效控制，使棉鈴蟲種群數量急劇下降。研究成果在美國《科學》雜志發表，產生了廣泛的影響。
    據吳孔明介紹，Bt其實是一種細菌，對棉鈴蟲有比較明顯的防治效果。以前都是通過發酵，用于制作農藥?，F在利用轉基因技術，把這種細菌的殺蟲基因轉入到棉花里面，給棉鈴蟲制造一個“死亡陷阱”。
    棉鈴蟲是雜食性昆蟲，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月份正是棉花現蕾期，為棉鈴蟲提供了良好的食物來源。轉基因棉花防治棉鈴蟲就是通過切斷棉鈴蟲的食物鏈，使得棉鈴蟲到第二代的時候因為“食物中毒”而導致種群的“青黃不接”。 
    “因為轉基因棉花只對棉鈴蟲等幾種鱗翅目害蟲起作用，相對于化學農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。
 
    延緩棉鈴蟲的抗性進化
    雖然Bt棉花對棉鈴蟲的控制非常成功，但吳孔明想得更長遠。
    “現在我們覺得轉基因棉花對棉鈴蟲防治是非常有效的，但是也不能保證棉鈴蟲對轉基因棉花不產生抗藥性。我看到過因為害蟲產生抗藥性而導致大暴發的事件，所以不希望類似事件再次發生。”吳孔明說。
     吳孔明團隊對棉鈴蟲Bt棉花抗性機理與防治的技術進行了長期研究，在國際上創造性地提出了利用小農模式下玉米、小麥、大豆和花生等棉鈴蟲寄主作物所提供的天然庇護所延緩棉鈴蟲對Bt棉花抗性的策略。
    吳孔明介紹，國際上為了解決棉鈴蟲對轉基因作物產生的抗性，一般會要求農戶種轉基因棉花的同時必須種普通棉花，這樣普通棉花中的棉鈴蟲屬于敏感棉鈴蟲，通過與產生抗性的棉鈴蟲雜交，降低棉鈴蟲的抗性，從而為轉基因棉花提供庇護所。
    但是我國農村大多是農戶分散種植，不能實現某種作物規模化種植。針對我國國情，和對棉鈴蟲遷飛規律的認識，吳孔明提出利用我國農戶小規模多作物種植模式提供的天然庇護所延緩棉鈴蟲的抗性進化速度的新觀念。
    “對棉鈴蟲的監測預警和控制是世世代代的問題，我雖然研究棉鈴蟲有20多年的歷史，但是也不敢說對棉鈴蟲就全面了解。我們有很多工作去做，棉鈴蟲自身防控不能放松，針對棉鈴蟲的研究對于其他害蟲有效治理的經驗都有非常好的指導和借鑒意義。”吳孔明說。
    據了解，吳孔明對棉鈴蟲對轉基因棉花抗性的研究規模較大。其實驗選取中國最具代表性的6個省份設100個觀測點，對棉鈴蟲進行連續性、長期性觀測，在棉鈴蟲與環境的關系、與轉基因棉花的關系、產生抗性的機理以及種群變化過程的內因和外因等有全面而系統的研究。
    “生物的研究是一個長期的過程，不能一蹴而就，接下去我們還有很多工作要做。”吳孔明說，“關于棉鈴蟲我們還有很多未知的東西，比如對于昆蟲遷飛的昆蟲自身原因、生理生化遺傳學上的調控等微觀方面還需要去研究，對于減緩棉鈴蟲抗性進化的原理和方法等也是今后努力的方面。”