為農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展保駕護(hù)航
——植物病蟲害生物學(xué)國家重點實驗室

植物病蟲害生物學(xué)國家重點實驗室，1988年12月由原國家計劃委員會批準(zhǔn)建設(shè)，1992年1月通過國家驗收并投入正式運行，對國內(nèi)外全面開放。其依托單位為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所。1996年、2001年、2006年和2011年分別通過了由原國家計劃委員會和科技部等委托國家自然科學(xué)基金委員會組織的4次評估，成績良好。

潛心鉆研迎挑戰(zhàn)

植物病蟲害是影響農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)安全、生物安全和生態(tài)安全的嚴(yán)重生物災(zāi)害，是國際社會面臨的共同挑戰(zhàn)。植物病蟲害生物學(xué)國家重點實驗室針對國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重大需求，重點圍繞植物病蟲害基礎(chǔ)生物學(xué)、暴發(fā)成災(zāi)機(jī)理，以及防控基礎(chǔ)問題，開展前沿性、創(chuàng)造性和前瞻性研究，培養(yǎng)造就植物保護(hù)高層次人才，開展國際國內(nèi)學(xué)術(shù)交流，努力建成我國植物保護(hù)科學(xué)的自主創(chuàng)新中心、國際交流中心、優(yōu)秀科學(xué)家聚集地和高級人才培養(yǎng)基地，為我國農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展、糧食安全、生態(tài)環(huán)境安全和經(jīng)濟(jì)安全服務(wù)，并在國際相關(guān)科學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域占居重要地位。

遭遇病蟲害的植物

實驗室主要從事原生性植物重大病蟲害、危險性外來入侵生物和重要農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物環(huán)境安全性研究，重點研究和解決農(nóng)業(yè)有害生物的災(zāi)害形成機(jī)理，包括群體動力學(xué)、生態(tài)抵御機(jī)制及分子遺傳基礎(chǔ)等，發(fā)展農(nóng)業(yè)生物災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與綜合治理的新理論、新技術(shù)和新方法，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)有害生物的可持續(xù)控制。主要包括如下四個研究方向：植物病害成災(zāi)機(jī)理與綜合治理、植物蟲害成災(zāi)機(jī)理與綜合治理、生物入侵機(jī)制與防控與植保生物功能組學(xué)。

植物病害成災(zāi)機(jī)理與綜合治理主要研究植物病原物的生物學(xué)特性和致病機(jī)制、植物與病原物互作機(jī)制及植物抗病機(jī)制、植物病害暴發(fā)流行的生態(tài)學(xué)機(jī)理，以及主要農(nóng)作物重大病害的監(jiān)測預(yù)警和綜合治理的理論與關(guān)鍵技術(shù)。

植物蟲害成災(zāi)機(jī)理與綜合治理主要研究農(nóng)作物重大害蟲與天敵昆蟲的遷飛行為、生殖行為等生物學(xué)特性，害蟲種群生態(tài)學(xué)及作物－害蟲－天敵之間的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，農(nóng)作物重大害蟲監(jiān)測預(yù)警和綜合治理的理論與關(guān)鍵技術(shù)。

生物入侵機(jī)制與防控主要研究農(nóng)業(yè)外來有害生物入侵的災(zāi)變過程、成災(zāi)機(jī)理、應(yīng)急控制與持續(xù)治理的基礎(chǔ)理論，入侵生物的預(yù)防預(yù)警、檢測監(jiān)測、根除撲滅和區(qū)域控制的技術(shù)與方法。

植保生物功能組學(xué)主要研究病蟲與植物在進(jìn)攻－防御－反防御過程中的相互作用的分子機(jī)制，抗病蟲新基因的發(fā)掘，廣譜、高抗病蟲害的優(yōu)良新種質(zhì)創(chuàng)制與評價，轉(zhuǎn)基因作物環(huán)境安全性評價與控制的新理論和新技術(shù)。

實驗室在河北廊坊、河南新鄉(xiāng)、內(nèi)蒙古錫林浩特、廣西桂林、甘肅天水、吉林公主嶺、新疆庫爾勒、山東長島等我國不同作物生態(tài)區(qū)建立了野外科學(xué)觀測實驗站并配置了相應(yīng)的科研條件，其中試驗用地3000多畝，實驗室和溫室面積15000平方米。目前實驗室投入使用的大型儀器設(shè)備總計26臺件。大型儀器涵蓋了用于昆蟲行為學(xué)研究的厘米波垂直昆蟲雷達(dá)、毫米波掃描昆蟲雷達(dá)、高空氣象探測系統(tǒng)、超速分析儀、氣質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)和高效液相色譜儀等；用于基因組學(xué)研究的實時熒光定量PCR儀、高分辨率熔點分析系統(tǒng)、毛細(xì)管電泳儀、核酸蛋白掃描檢測系統(tǒng)和多功能掃描儀等，以及超速離心機(jī)、激光共聚焦顯微鏡、冷凍干燥機(jī)、倒置熒光顯微鏡等通用大型儀器設(shè)備?；诖耍闲纬闪?個科研平臺：農(nóng)業(yè)昆蟲學(xué)研究公共平臺、植物病害研究公共平臺、重大遷飛性害蟲的監(jiān)測預(yù)警研究公共平臺、轉(zhuǎn)基因生物安全研究公共平臺、生物入侵機(jī)制與防控研究公共平臺和功能基因組學(xué)研究公共平臺。

科研創(chuàng)新帶發(fā)展

2011年以來，實驗室主持承擔(dān)了省部級以上及國際合作項目（課題）540項。主要包括作為項目首席科學(xué)家主持國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目2項，主持國家原“973”計劃課題8項；主持國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃課題2項；主持轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項22項（其中重大課題5項，重點課題17項）；主持國家科技支撐計劃（科技攻關(guān)）課題3項；主持國家自然科學(xué)基金150項，其中包括國家自然科學(xué)基金重大項目1項、創(chuàng)新群體項目1項、國家杰出青年基金1項、國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金3項、重點項目3項；主持國家重點研發(fā)計劃項目9項；主持國際合作項目41項；主持公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項經(jīng)費項目16項等；實驗室有8人擔(dān)任現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位專家。

近期，實驗室植物與病毒互作研究團(tuán)隊與加拿大農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)食品部倫敦研究與發(fā)展中心合作在國際知名期刊《植物病理學(xué)年評》在線發(fā)表了題為“Research Advances in Potyviruses：From the Laboratory Bench to the Field”的綜述論文，全面總結(jié)了馬鈴薯Y病毒屬病毒的最新研究進(jìn)展。

馬鈴薯Y病毒屬是種類最多的植物RNA病毒，在全球的馬鈴薯、大豆和番木瓜等糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物和果樹上造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，引起了植物病毒學(xué)家們的廣泛關(guān)注。盡管該屬病毒的正單鏈RNA基因組只包含一個開放閱讀框，病毒卻能夠非常巧妙地利用多聚蛋白切割和RNA聚合酶滑動策略，來產(chǎn)生十余個多功能的病毒蛋白，并通過病毒蛋白之間，以及病毒蛋白與寄主植物復(fù)雜的相互作用完成復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、移動和病毒粒子組裝等生命過程。與此同時，寄主植物在感知病毒的侵染時，會啟動自身多層防線來抵抗病毒的侵染，而病毒又能不斷突破寄主植物的抗性而實現(xiàn)成功侵染，其與寄主植物之間的相互作用就像是一場永無止境的“軍備競賽”。在過去的十年中，得益于反向遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、宏基因組學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，以及模式植物與病毒互作研究體系的建立，國內(nèi)外多個實驗室從分子層面揭秘了馬鈴薯Y病毒屬病毒的致病機(jī)制，豐富了人們對馬鈴薯Y病毒屬病毒的認(rèn)識，為病毒病的防控提供了扎實的理論基礎(chǔ)和寶貴的實踐經(jīng)驗。

在論文中，實驗室在與多位植物病毒學(xué)家廣泛討論的基礎(chǔ)上列舉并介紹了十大最重要的馬鈴薯Y病毒屬病毒，總結(jié)了該屬病毒如何利用不同的策略產(chǎn)生多功能的病毒蛋白從而完成病毒的侵染循環(huán)，闡述了病毒克服植物RNA沉默、RNA衰變、蛋白質(zhì)翻譯后修飾和細(xì)胞自噬等多層次的抗病毒防御反應(yīng)而致病的機(jī)制，并重點介紹了如何在現(xiàn)有基礎(chǔ)研究上利用Tilling和CRISPR等技術(shù)獲得隱性抗病毒植物的策略。

立足人才展未來

實驗室遵循“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的運行機(jī)制，積極創(chuàng)造條件，著力營造濃厚的學(xué)術(shù)氛圍和寬松的工作環(huán)境，為實驗室科研人員進(jìn)行創(chuàng)新性研究，吸引、造就和培養(yǎng)優(yōu)秀中青年，以及提高實驗室開放人員的層次和開放課題的水平提供了充分條件，已經(jīng)成為依托單位對外學(xué)術(shù)交流的窗口。實驗室注重發(fā)揮老一輩科學(xué)家言傳身教的作用，引導(dǎo)青年業(yè)務(wù)骨干潛心科學(xué)研究，扎根國內(nèi)，放眼世界，建立了一支團(tuán)結(jié)、創(chuàng)新、富有活力、學(xué)術(shù)思想活躍的中青年學(xué)術(shù)隊伍，已形成了植物保護(hù)學(xué)科國家隊的中堅力量。實驗室已經(jīng)成為基礎(chǔ)研究與高水平人才培養(yǎng)的重要結(jié)合點，在國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面具有重要的學(xué)術(shù)地位，并在國際學(xué)術(shù)界享有一定聲譽。

今后，實驗室將逐步擴(kuò)大與國際先進(jìn)實驗室交流與合作的強(qiáng)度與深度，逐步提高實驗室在國際上的知名度，在機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存的同時，充分發(fā)揮國家重點實驗室應(yīng)有的作用。