孙江华，赵莉蔺（中国科学院动物研究所/河北大学）
1.主要研究方向及内容
主要以化学生态和分子生物学技术为手段研究“寄主植物-害虫-伴生真菌-细菌”间多营养级互作和入侵害虫的入侵机制。通过多年的努力，研究组在松材线虫和红脂大小蠹两个研究对象上已经初步建立起了研究信息化合物介导多物种互作的研究体系。在入侵生物学基础理论方面，首次提出并验证了“共生入侵”和“返入侵”假说，建立了“共生入侵”理论学说，将虫菌种间互作纳入入侵机制研究；揭示了信息化合物介导的虫菌共生维持机制，构建了昆植关系中的跨四界化学信息互作模型；基于植物-害虫-共生微生物之间的化学通信机制，研发并集成了以信息素推拉控制技术为核心的监测、检疫、防控综合技术体系，成功控制了红脂大小蠹，实现了利用化学通信和种间互作机制防控入侵害虫的目的，为生物入侵基础和应用研究提供了模式和范例。
2.代表性成果
提出并验证了伴生真菌介导的“共生入侵”和“返入侵”假说
该团队利用入侵寄主松树的两个入侵体系各自优势，揭示了Ophiostomatoid属伴生蓝变菌在入侵过程中，群落组成的改变促进了入侵种的繁殖和种群定殖，为认识入侵种定殖与建群机制开辟了新的视角。
松树的树脂道中大量化合物的气味成为入侵种识别和利用寄主的指纹识别物。3-蒈烯（3-carene）作为油松的萜烯类指纹化合物吸引红脂大小蠹成虫聚集。进一步研究发现北美长梗细帚霉L.procerum在中国形成的独特单倍型，不仅使红脂大小蠹在中国寄主油松上具有较强致病性，而且随着红脂大小蠹入侵，进一步诱导寄主释放更多的聚集信息物质，协助红脂大小蠹在寄主中聚集和定殖，而高浓度3-carene对其他伴生菌（包括美国L.procerum菌株）生长均有抑制作用，唯独对携带入侵中国的长梗细帚霉无影响，这种入侵种快速适应进化形成的“虫菌共生入侵”（RTB-L.procerum invasive complex），解释了为什么红脂大小蠹在美国不成灾，入侵到中国后大面积致死健康油松这一现象。
在“虫菌共生入侵”假说（图11）的基础上，项目组创新性地提出“返入侵”假说。该假说强调原产地次生性害虫/伴生菌，在入侵地由于新的寄主和环境选择压力发生了变异，即北美长梗细帚霉在中国形成的独特单倍型协助害虫入侵，这也为虫-菌返回到原产地北美洲造成为害提供可能，如果返回原产地，为害能力增强，有可能上升为主要害虫严重为害当地健康寄主，使本地种变为入侵种。“返入侵”假说的首次提出为入侵有害生物的研究提供了反向思维方向，为检疫和科研人员对入侵有害生物的检验检疫提供了理论基础。
3.代表性论文
Zhao MP,Wickham JD,Zhao LL,Sun JH.2020.Major ascaroside pheromone component asc-C5 influences reproductive plasticity among isolates of the invasive species pinewood nematode.Integrative Zoology,doi.org/10.1111/1749-4877.12512.(https://www.daowen.com)
Zhang B,Zhao LL,Ning J,Wickham JD,Tian HK,Zhang XM,Yang ML,Wang XM,Sun JH.2020.miR-31-5p regulates cold acclimation of the wood-boring beetle Monochamus alternatus via ascaroside signaling.BMC Biology,18:184.
Liu FH,Wickham JD,Cao QJ,Lu M,Sun JH.2020.An invasive beetle-fungus complex maintained by fungal nutritional-compensation mediated by bacterial volatiles.The ISME Journal,14:2 829-2 842.
Zhang C,Wickham JD,Zhao LL,Sun JH.2020.A new bacteria-free strategy induced by MaGal2 facilitates pinewood nematode escape immune response from its vector beetle.Insect Science,00:1-16.DOI 10.1111/1744-7917.12 823.
Zhang W,Yu HY,Lv YX,Bushley KE,Wickham JD,Gao SH,Hu SN,Zhao LL,Sun JH.2020.Gene family expansion of pinewood nematode to detoxify its host defence chemicals.Molecular Ecology,https://doi.org/10.1111/mec.15 378.
Meng J,Wickham JD,Ren WL,Zhao LL,Sun JH.2020.Species displacement facilitated by ascarosides between two sympatric sibling species - A native and invasive nematode.Journal of Pest Science,https://doi.org/10.1007/s10340-020-01206-w.
Yixia Wu,Jacob D.Wickham,Lilin Zhao and Jianghua Sun.2019.CO2 drives pine wood nematodes off its insect vector.Current Biology,29,R603-R622.
Wei Zhang,Lilin Zhao,Jiao Zhou,Haiying Yu,Chi Zhang,Yunxue Lv,Zhe Lin,Songnian Hu,Zhen Zou,Jianghua Sun 2019.Enhancent of oxidative stress contributes to increased pathogenicity of an invasive pathogen pine wood nematode.Philosophical Transactions of Royal Society B:Biological Sciences 374:20180323.
图11 “虫菌共生入侵”假说
