美國白蛾發(fā)生范圍及其發(fā)展趨勢與防治方法探討

吳強(qiáng)民，吳建軍，王衛(wèi)東

摘要 美國白蛾自傳入我國以來，發(fā)生危害范圍越來廣，特別是2021年的再次大爆發(fā)影響甚大。幾年來，相關(guān)部門采用了物理與化學(xué)、生物防治相結(jié)合的方法進(jìn)行防治，取得了一定的效果，但當(dāng)前飛機(jī)防治成為主流。同時(shí)在抗蟲樹種選育、利用基因組編輯和轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)美國白蛾種群遺傳實(shí)行調(diào)控方面做了一定的工作。今后一段時(shí)間內(nèi)，美國白蛾發(fā)生危害有進(jìn)一步擴(kuò)散蔓延的趨勢，相關(guān)部門需多種措施并舉，堅(jiān)持預(yù)防為主，綜合防治。

關(guān)鍵詞 美國白蛾;擴(kuò)散趨勢;飛機(jī)防治;抗蟲楊;基因組編輯;轉(zhuǎn)基因技術(shù)

中圖分類號(hào)：Q969.436.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2022）03–0024–03

美國白蛾（Hyphantria cunea）屬鱗翅目（Lepidoptera）夜蛾總科（Noctuoidea）燈蛾科（Arctiida）白蛾屬（Hyphantria），是一種世界性的檢疫害蟲[1]，是我國唯一被農(nóng)業(yè)和林業(yè)兩部門列入檢疫對(duì)象的有害生物，2003年1月被國家環(huán)?？偩至腥胧着?6種外來入侵物種之一。該害蟲原產(chǎn)于北美洲，1922年首次在加拿大發(fā)現(xiàn)，此后相繼在美國、墨西哥局部地區(qū)出現(xiàn)。1940年之后第二次世界大戰(zhàn)期間，隨著物資運(yùn)輸從美洲擴(kuò)散到匈牙利、羅馬尼亞、保加利亞、奧地利、波蘭和法國等歐洲諸多國家和俄羅斯，隨后傳入亞洲，1945年侵入日本，1957—1961年在韓國和朝鮮先后發(fā)現(xiàn)，1979年初次從朝鮮半島傳到我國遼寧省丹東市[2]，全世界生態(tài)適生分布范圍在19°N～55°N之間[3]。在我國適生范圍為 97.80°E～132.11°E、21.20°N～46.33°N和76.00°E～ 94.66°E、36.81°N～41.85°N[4]。

目前，我國13個(gè)省（市）的美國白蛾疫情嚴(yán)峻，且仍呈不斷擴(kuò)散蔓延趨勢，其適應(yīng)強(qiáng)、繁衍量大、寄主多、傳播廣泛、危害性極大。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展，人員物資交流越來越廣泛便利，擴(kuò)散速度明顯加快，新疫點(diǎn)不斷出現(xiàn)，出現(xiàn)疫情地區(qū)的農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)受到影響，危害生態(tài)安全[5]。

1 2021年美國白蛾的發(fā)生情況

美國白蛾自入侵我國遼寧省以來，迅速向西、向南朝內(nèi)陸地區(qū)擴(kuò)散蔓延。國家林業(yè)和草原局公告中美國白蛾疫區(qū)包括：遼寧?。?979年）、山東?。?982年）、陜西?。?984年）、河北?。?989年）、上海市（1994年）、天津市（1995年）、北京市（2003年）、河南?。?008年）、吉林省（2009年）、江蘇?。?010年）、安徽?。?012年）、內(nèi)蒙古自治區(qū)（2015年）、湖北?。?017年）。2016年美國白蛾跨過淮河、長江，在我國南方地區(qū)快速肆虐泛濫成災(zāi)。2021年上海市新增2個(gè)、江蘇省新增5個(gè)、河南省新增3個(gè)、安徽省新增1個(gè)縣區(qū)，全國疫區(qū)范圍涉及13個(gè)?。ㄊ校┕?07個(gè)縣（市）區(qū)[6]。2021年美國白蛾疫情累計(jì)危害面積上報(bào)統(tǒng)計(jì)數(shù)字為422萬hm2，相比2020年增加了6.15%，實(shí)際侵染發(fā)生危害范圍、面積要遠(yuǎn)大于上報(bào)統(tǒng)計(jì)數(shù)字。

2 美國白蛾在我國發(fā)生侵害面積不斷擴(kuò)大的原因和種群擴(kuò)散情況

美國白蛾是外來物種世界性檢疫害蟲，主要通過2種方式擴(kuò)散蔓延：一是依靠老熟幼蟲爬行和成蟲飛翔短距離傳播。幼蟲活動(dòng)主要與其食物有關(guān)，當(dāng)食物短缺時(shí)，老熟幼蟲下樹擴(kuò)散尋找新的食物，一般可爬行500 m，即使在水上漂流一段時(shí)間有機(jī)會(huì)上岸后仍能存活;成蟲飛行能力較弱，一次飛行間隔在100 m左右，每年可自然傳播35～50 km，大風(fēng)等特殊天氣有利于其擴(kuò)大傳播距離。幼蟲有黑頭、紅頭2種類型，在我國發(fā)現(xiàn)的均為黑頭型有3種體色變異：最常見數(shù)量多、體背有一條黑色寬縱帶為普通型;蟲體黃色無黑色寬縱帶，僅有黑色小型毛瘤的為黃色型;蟲體全為黑褐色為黑色型[7]。

二是通過人為活動(dòng)長距離傳播，主要以各種蟲態(tài)，隨著寄主植物、農(nóng)林產(chǎn)品、包裝填充物及附著在交通工具上到處傳播，這也是其主要傳播途徑。

另外，美國白蛾自身特殊習(xí)性和新侵入地的天敵種群數(shù)量少，有利于其快速擴(kuò)散蔓延：（1）抗逆性強(qiáng)，1～4齡幼蟲4～9 d、5 齡以上老熟幼蟲9～15 d不取食仍能存活，老熟幼蟲在樹木枝干上、樹皮樹洞縫隙處、磚石雜物下和縫隙中、地下土壤內(nèi)化蛹越夏或越冬。蛹期一般9～13 d不食不動(dòng)，越冬蛹期可達(dá)5個(gè)多月。經(jīng)歷40℃高溫到-30℃低溫仍可完成生活史。（2）食性雜，其在我國的寄主植物多達(dá)49科108屬，涵蓋我國境內(nèi)大多數(shù)闊葉樹、農(nóng)作物、雜草等320多種植物[8]。（3）繁育力強(qiáng)，一頭雌蟲一次可產(chǎn)卵 800～2 000粒，在現(xiàn)有疫區(qū)一年能完成2.0～3.5代，年平均繁衍后代3 000萬頭，并且根據(jù)自身和環(huán)境情況，能自己調(diào)節(jié)雌雄比例。（4）來自北美洲的美國白蛾，原產(chǎn)地有寄生性天敵昆蟲50多種，捕食性天敵生物34種和大量的病原菌微生物，達(dá)到了一種自然平衡狀態(tài)，能有效控制其不暴發(fā)成災(zāi);調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，我國境內(nèi)疫情發(fā)生地只有寄生性天敵昆蟲21種，捕食性天敵生物11種和少量的病原菌微生物，不能有效控制美國白蛾。這些是其能迅速擴(kuò)散蔓延危害成災(zāi)的主要原因。

自然環(huán)境對(duì)美國白蛾潛在分布影響較大的因子依次是：海拔高度、植被覆蓋率、濕度和平均溫度、光照。運(yùn)用有效積溫法對(duì)美國白蛾的發(fā)生代數(shù)的進(jìn)行預(yù)測計(jì)算，美國白蛾在我國發(fā)生代數(shù)數(shù)值范圍是0～6.1代。海拔高度、氣候條件適宜，有更加豐富的寄主植物的絕大部分南方地區(qū)更有利于其繁育生存，年繁殖代數(shù)可達(dá)3代以上。

3 美國白蛾防治現(xiàn)狀及轉(zhuǎn)基因抗蟲技術(shù)應(yīng)用研究

3.1 政府和社會(huì)對(duì)美國白蛾的重視程度

2008年美國白蛾在我國部分區(qū)域內(nèi)首次大爆發(fā)，國家林業(yè)局將美國白蛾、松材線蟲作為林業(yè)有害生物防控重點(diǎn)來抓。政府層面的重視程度決定了美國白蛾的防控效果，國家林業(yè)局于2008年4月10日專門召開會(huì)議，研究部署美國白蛾防控工作，首次與北京、天津2個(gè)直轄市，河北、遼寧、山東、陜西4省政府簽訂防治責(zé)任書。要求從維護(hù)國家生態(tài)安全，保綠色奧運(yùn)角度，把好政治站位，聯(lián)防聯(lián)治全面奪取防治工作的勝利。

有疫情的各省、市政府將美國白蛾的防控工作責(zé)任逐級(jí)分解落實(shí)，周邊協(xié)同。山東省人民政府對(duì)美國白蛾防控工作高度重視，與各市政府簽訂美國白蛾防控責(zé)任狀。各市與縣、縣與辦事處、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村簽訂責(zé)任狀，做到不漏地塊不漏樹。廣泛發(fā)動(dòng)群眾，“挖蟲蛹、燈誘蛾、剪網(wǎng)幕、早噴藥、綁草把、放小蜂”，物理防治與化學(xué)、生物防治相結(jié)合，多措并舉、綜合防治成效顯著;山東省德州市率先實(shí)行飛機(jī)防治取得好的效果，迅速在山東省和遼寧、河北、江蘇等地推廣應(yīng)用。

3.2 機(jī)構(gòu)變革職責(zé)調(diào)整人員變換短期內(nèi)影響了防控工作的開展

2017年10月召開的黨的十九大要求“深化機(jī)構(gòu)和行政體制改革”“統(tǒng)籌考慮各類機(jī)構(gòu)設(shè)置，科學(xué)配置黨政部門及內(nèi)設(shè)機(jī)構(gòu)權(quán)力、明確職責(zé)”。力度之大、調(diào)整部門之多、涉及人員之廣前所未有。原國家林業(yè)局，農(nóng)業(yè)、國土資源、水利、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)、海洋等部門的部分管理職責(zé)整合，組建了由自然資源部管理的國家林業(yè)和草原局。各省、市、縣自上而下有序進(jìn)行中，人們面臨身份工作變化、人際關(guān)系管理制度調(diào)整、組織環(huán)境適應(yīng)等挑戰(zhàn)，內(nèi)心存在不安全感，短期內(nèi)對(duì)各項(xiàng)工作開展造成了一定實(shí)際影響。

3.3 專業(yè)隊(duì)伍建設(shè)與工作需求嚴(yán)重不符

隨著“60齡后”專業(yè)技術(shù)人員的逐漸退出，市、縣級(jí)在職在崗人員專業(yè)化程度嚴(yán)重不足，近幾年林業(yè)部門工作人員多為通崗招聘專業(yè)知識(shí)匱乏，不能很好地勝任本職業(yè)務(wù)工作。鄉(xiāng)鎮(zhèn)林業(yè)站是林業(yè)工作的根基所在，是神經(jīng)末梢和觸角，是戰(zhàn)斗堡壘。他們離現(xiàn)場最近，能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。面臨機(jī)構(gòu)改革合并，現(xiàn)在是人心慌、基礎(chǔ)不穩(wěn)，業(yè)務(wù)不精、堡壘不堅(jiān)。

3.4 檢疫措施失位，防治方法片面

嚴(yán)格的檢疫措施，是從源頭封堵美國白蛾傳播的主要手段之一，現(xiàn)在各林業(yè)檢疫部門多數(shù)只辦證不檢疫，沒能把住疫情源頭傳播關(guān)。重藥物防治輕物理、生物防治;飛機(jī)防治一支獨(dú)大。美國白蛾成就了飛機(jī)防控，有疫情的地方政府每年都把飛防列入預(yù)算，各飛防公司飛機(jī)類型不同，飛機(jī)駕駛員不固定技術(shù)水平參差不齊，中標(biāo)后拼湊飛機(jī)和駕駛?cè)藛T，不按技術(shù)規(guī)程灑藥作業(yè)，造成防治效果難以保證。

防治中濫加對(duì)生態(tài)環(huán)境危害大的化學(xué)藥物，白蛾和天敵生物一起殺，進(jìn)一步破壞了生態(tài)平衡。室內(nèi)培養(yǎng)的周氏嚙小蜂存活率低、不健壯對(duì)室外自然環(huán)境適應(yīng)性差，人工培育釋放效果并不理想。對(duì)核型多角體病毒、蘇云金桿菌、白僵菌在美國白蛾防治中做了大量實(shí)驗(yàn)研究和推廣工作，但大面積應(yīng)用效果不佳。

3.5 不重視對(duì)美國白蛾抗性樹種的選育工作

人們對(duì)農(nóng)林蟲害的防控主要方向有：常規(guī)的抗蟲育種，由于缺少抗蟲種質(zhì)資源、周期長、很難選育出優(yōu)質(zhì)抗蟲品種;噴施農(nóng)藥防治，短期內(nèi)可以對(duì)害蟲起到控制，但害蟲容易產(chǎn)生抗藥性，農(nóng)藥的應(yīng)用易產(chǎn)生次生災(zāi)害。通過將構(gòu)建好的外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞基因中進(jìn)行人工轉(zhuǎn)化合成，加快生物的變異速度是植物定向育種的好方法，在植物抗病蟲、抗除草劑和耐鹽堿、高溫、凍害和干旱等方面取得了一定的成績。

國內(nèi)的歐黑抗蟲楊N12具有明顯的殺蟲效果，導(dǎo)入Bt基因的南林895楊對(duì)美國白蛾有顯著的抗性，轉(zhuǎn)基因741雙抗楊對(duì)美國白蛾低齡幼蟲的毒殺作用明顯，對(duì)存活的高齡幼蟲有抑制作用。雖然林業(yè)抗蟲育種工作取得了一定進(jìn)步，受近幾年來逢“轉(zhuǎn)基因”必反等因素的影響，科研和推廣工作沒有得到社會(huì)認(rèn)可。全球人工合成的第一個(gè)重組基因分子是在1972年完成的，轉(zhuǎn)基因煙草于11年后的1983年獲得成功，到現(xiàn)在已經(jīng)50年，植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展迅速，至今已成功獲得轉(zhuǎn)基因株系植物200多種，進(jìn)入田間試驗(yàn)的有40多種數(shù)千例轉(zhuǎn)基因植株。7種轉(zhuǎn)基因植物在中國得到批準(zhǔn)應(yīng)用，唯一的、數(shù)量規(guī)模最大的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物是抗蟲棉。2021年第1期《中國生物工程雜志》發(fā)表的文章研究說明，目前不同程度地允許轉(zhuǎn)基因作物種植的國家和地區(qū)有29個(gè)，共種植轉(zhuǎn)基因作物面積18 750萬hm2。其中允許種植轉(zhuǎn)基因品種最多的國家是美國，面積7 500萬hm2以上占40%;只有棉花和木瓜轉(zhuǎn)基因品種在中國境內(nèi)允許商業(yè)化種植，每年320萬hm2左右基本都是棉花，只占全球1.7%位列第7位。在轉(zhuǎn)抗蟲基因育種工作中林業(yè)人要向走在前面的農(nóng)業(yè)人學(xué)習(xí)。

對(duì)轉(zhuǎn)基因植物安全性評(píng)價(jià)：全球通過轉(zhuǎn)基因工程獲得了一系列具有優(yōu)良抗病蟲、除草劑等的轉(zhuǎn)基因作物新品種，大面積推廣種植后帶來了巨大經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，為解決世界糧食安全、化解能源和社會(huì)危機(jī)，為防饑餓、防戰(zhàn)爭作出了貢獻(xiàn)。同時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)性也存在于轉(zhuǎn)基因技術(shù)中。近年來，全世界范圍內(nèi)更加廣泛關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物的安全問題。主要集中在環(huán)境安全性、食品安全性2個(gè)方面對(duì)轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。

環(huán)境安全性涉及4個(gè)方面：轉(zhuǎn)基因植物本身優(yōu)勢明顯有演變?yōu)檗r(nóng)田雜草的可能;其他物種受到基因漂移的影響;生物的多樣性受到影響;非目標(biāo)生物受到危害。

食品安全性原則為“實(shí)質(zhì)等同性”：食品安全評(píng)價(jià)包括表型性狀、營養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)、毒理學(xué)評(píng)價(jià)、過敏性評(píng)價(jià)。

3.6 利用基因組編輯和轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)美國白蛾種群遺傳實(shí)行人工干預(yù)

當(dāng)前，美國白蛾的防治工作以農(nóng)藥防治為主，在一定時(shí)間段內(nèi)部分控制了白蛾的種群數(shù)量，但對(duì)生態(tài)環(huán)境以及養(yǎng)蠶、養(yǎng)蜂、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等有一定影響。

對(duì)昆蟲種群遺傳進(jìn)行人工干預(yù)調(diào)控是新的生物防治方法，西北農(nóng)林科技大學(xué)的李小衛(wèi)博士對(duì)此做了專門研究：建立了美國白蛾胚胎顯微注射平臺(tái)和CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因敲除技術(shù)體系;建立了Piggy Bac介導(dǎo)的美國白蛾轉(zhuǎn)基因遺傳轉(zhuǎn)化體系;獲得了可遺傳的Hcdsx基因敲除性別特異性不育突變體;確立了Hcmasc基因參與到雌雄兩性性別發(fā)育和劑量補(bǔ)償通路;建立了Piggy Bac介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因Hcser2 RNAi 雄性不育突變品系。以期今后能從更加環(huán)保科學(xué)的角度開展美國白蛾的防治工作。

4 今后美國白蛾發(fā)生趨勢及防控工作思路

美國白蛾已經(jīng)是我國林業(yè)有害生物防控的重點(diǎn)之一，發(fā)生危害面積將進(jìn)一步加大，要特別重視其在長江以南高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)的傳播蔓延。加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，從生態(tài)安全的角度抓好美國白蛾防治工作，加大政府投入，建立長效機(jī)制群防群治、聯(lián)防聯(lián)治;合理充實(shí)配備專業(yè)技術(shù)人員，建立健全測報(bào)、防治體系;加強(qiáng)檢疫工作，堵住疫源外溢源頭，及時(shí)撲滅鏟除新發(fā)生疫點(diǎn);加大轉(zhuǎn)基因抗蟲樹種的選育和安全性評(píng)估，成熟后有計(jì)劃小范圍分步驟開展推廣應(yīng)用工作;進(jìn)一步加強(qiáng)基因組編輯和轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)美國白蛾種群遺傳干預(yù)研究，爭取能盡快實(shí)際運(yùn)用;擴(kuò)大除周氏嚙小蜂之外的美國白蛾天敵昆蟲人工繁育釋放研究，補(bǔ)充自然界生物天敵數(shù)量維護(hù)生態(tài)平衡;進(jìn)一步加強(qiáng)核型多角體病毒、蘇云金桿菌、白僵菌增效篩選工作;加強(qiáng)對(duì)飛防公司的業(yè)績監(jiān)管，確保飛防效果。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Discussion on the Occur-rence Range， Development Trend and Control Methods of American White Moth

WU Qiangmin et al（Binzhou Municipal Bureau of Natural Resources and Planning， Binzhou ，Shandong 256600）

Abstract Since the introduction of the American white moth to my country， the scope of damage has become more and more extensive， especially the re-explosion in 2021 has a great impact. In the past few years， relevant departments have adopted a combination of physical， chemical and biological control methods for control， and achieved certain results， but the current aircraft control has become the mainstream. At the same time， he has done some work in the selection of insect-resistant tree species， and the regulation of population genetics of American white moth using genome editing and transgenic technology. For a period of time in the future， the harm of white moth in the United States will continue to spread and spread. Relevant departments need to take multiple measures to adhere to prevention and comprehensive control.

Key words American white moth; Prolife-ration trend; Aircraft control; Insect-resistant poplar; Genome editing; Transgenic technology