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生物安全措施可降低植物病原体跨境传播
日期:2018-06-14 作者:编译:龚晶 来源:农科智库 点击:
     《公共科学图书馆·生物学》(PLOS Biology)5月31日发表的一篇文章回顾了真菌病原体一个多世纪的历史,发现有针对性的生物安全措施可以在当前国际贸易增长的情况下减少有害的真菌跨境传播。
    “尽管真菌病原体跨境传播的数量与贸易间存在密切关系,但是如果采取有针对性的生物安全措施,我们就能打破这一关联。”第一作者本杰明·赛克斯(Benjamin Sikes)说。他是堪萨斯大学(University of Kansas)生态学与进化生物学副教授,同时担任堪萨斯大学生物调查中心(Kansas Biological Survey)的助理研究员。“大部分数据显示,随着全球化的发展以及进出口的增长,来自世界各地的新入侵物种也在全球传播。现在我们面临的问题是:怎样才能延缓这一过程?这篇文章指出,实施具有针对性的生物安全措施可以延缓这一关联。”
    作为一名微生物生态学家,赛克斯的主要研究方向是土壤真菌。在堪萨斯大学、新西兰生物保护研究中心(Bio-Protection Research Centre)和Manaaki Whenua土地保护研究所(Manaaki Whenua-Landcare Research)的合作项目中,他分析了新西兰一个可以追溯至19世纪的植物病原体及疾病数据库。
    赛克斯表示:“人们可以通过很多方式将植物病原体带入新西兰或者美国这样的国家。许多植物病原体通过农产品进口带入。种子或种植材料只要成功被带入境,其中的病原体就有可能感染土壤以及木材。如果不进行充分筛查,这些病原体就会开始定殖并传播至当地的农作物及植物。”
    据赛克斯所言,在本研究所回顾的年份里,“生物安全”就像是一把不断进化的“超大雨伞”。该研究主要关注边界监控、植物检疫检查以及外来植物病害检疫等方式的结果。
    “每个入境口岸都有类似美国农业部(USDA)的入境检查机构。比方说,如果来自哥斯达黎加的一船香蕉正在入境美国,会有相关人员对其进行检查,查看是否有来源国常见疾病的症状并进行抽样检查。此外还可能需要一定时间的检疫期,进口货物要被扣留一定时间,以确保没有害虫。”
    赛克斯表示,入侵病原体在世界各地造成了“严重的”后果,不仅会造成经济损失,还会带来生态影响。
    “就我们所研究的真菌病原体而言,它们每年都造成严重的农作物经济损失,可能高达数十亿美元甚至是全部农作物产量的20%。对于堪萨斯这样的农业州来说,我估计大多数年份的损失达数亿美元。并不是所有病原体都是外来物种,有些是本地物种。但是外来病原体还会给当地的生态造成问题。栗疫病就是一个很好的例子。这种真菌引起的枯萎病来自亚洲,给美国东部的栗树带来了毁灭性的灾害。疫情改变了森林的模样。来自20世纪初美国东部的人如果见到现在森林的样子肯定认不出来,因为这里曾经每三棵树中就有一棵栗树。”
    新西兰每年都拿出国内生产总值的0.3%用于落实生物安全措施,赛克斯和同事利用新西兰的数据来评估该国的生物安全项目是否有效减缓了真菌病原体的入侵及传播。赛克斯认为新西兰是一个独特的案例,因为该国许多农作物都并非本地物种。
    “因为新西兰的这些农作物都不是本地物种,所以引起农作物病害也不是本地物种,而可能是外来物种。在新西兰,外来病原体的危害最为严重。而在美国或者亚洲这样的大陆中,本地病原体的危害可能要比外来病原体严重很多。”
    在该研究所用数据库当中,新西兰所有已知的植物与病原体的联系有的可追溯至1880年。根据该数据库,研究人员分析了过去133年当中,外来新真菌病原体入境并在131种具有经济价值的植物上定殖的频率。
    赛克斯表示:“我们之所以将新西兰作为研究对象,一是由于新西兰有数据库记录,二是因为这是一个相对年轻的国家。他们在生物安全方面走在世界前列。他们也需要知道自己所采取的生物安全措施是否有效并且值得投资。”
    研究者发现,随着包括新西兰在内的世界各国间贸易越来越全球化,进入该国家的外来病原体种类也成正比上升。然而,在新西兰针对这些病原体的进入途径采取具体的生物安全措施后,农业等领域植物的病原体数量渐渐趋平。
    “外来病原体的数量在一定时期内呈现指数上升。但临近19世纪80年代,如果从所有植物来看,上升速度开始减缓。外来物种数量开始减少。深入研究会发现,外来病原体数量上升速度的减缓是因为不同产业的两种相抵消趋势。一些农作物和牧草,如我们在堪萨斯常见的玉米和小麦,其病原体数量增长较六七十年代变缓。在此10年前,新西兰开始采取重要的生物安全措施,如对种子进行检查以确保不含病原体及病虫害,并成立了类似USDA的部门对农作物进行实地考察。正是这个时候,外来新病原体速度开始放缓。”
    相反,在其他没有采取针对性生物安全措施的主要产业中,外来新病原体入境速度上升。
    赛克斯表示:“林果业每年仍遭受大量外来新病原体危害,而且这一趋势仍在加速。该趋势就与贸易增速相吻合。”
    在研究过程当中,赛克斯与同事为外来新病原体入境以及该国的检出率均建立了模型。根据这些模型,该团队可以预测像新西兰这样的国家仍有多少已经存在的外来病原体仍未检测出来。
    赛克斯说:“我们首次可以定量分析这些外来病原体进入某个国家的速度,而这实际上非常难。鉴于美国或者说德国在生物安全上的投入,我们现在可以说:‘你们已经检查出了这么多外来病原体,而且是经过多次检查得出的;如果你们能把所有病原体都检查出来的话,那么据我们所知实际数量也大概是那么多。’”
    (来源:美国勘萨斯大学   北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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