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项目简介

一、在研项目介绍：

973项目：稻飞虱灾变机理及可持续治理的基础研究（2010CB126200）：以褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱为研究对象，采用以分子生物学、3S技术、昆虫雷达技术、网络技术和大气中尺度模拟技术为支撑的研究手段，通过多学科交叉、宏微观结合、观测与模拟同步、生理生态学试验与数值试验并重的多尺度和多途径综合研究，重点探索我国各主要稻区与潜在虫源地间稻飞虱种群的虫源衔接关系。通过建立稻飞虱或其共生和传带生物的区域性种群特异性分子标记或化学元素标记及检测方法，结合稻飞虱迁飞行为、大气环流、降雨、耕作制度、栽培品种等农业技术和气候条件，研究稻飞虱翅型分化和迁飞的分子机理，明确我国各主要稻区的中小尺度虫源地，探索区域尺度条件下稻飞虱种群数量和遗传组成的时空动态规律；明确灰飞虱迁飞可能性及其规律。从而为实现稻飞虱区域性暴发的精细化异地预测和源头治理提供科学依据。
本创新研究基地重点开展气候变化下三种稻飞虱的灾变、种间竞争及迁移扩散行为以及地磁定向等研究。
公益性行业（农业）科研专项：稻纵卷叶螟和白背飞虱测报与防控技术研究：通过多学科交叉、宏微观结合、多尺度多途径的攻坚，探索引发种群性质突变的关键阶段和关键因子及其从低密度种群到大发生种群转折的触发点和临界点，阐明稻纵卷叶螟间歇性猖獗的宏观规律和微观机制，从而得到有关大发生种群形成的可预测性指标和境内外各稻区各发生地之间中小尺度的虫源衔接关系，为实现稻纵卷叶螟的精细化异地预测和源头治理提供基本方法和参数。通过迁飞规律的研究和测报、防控新技术的开发，以及各种有效技术措施的系统集成，组建可持续的两迁害虫综合防控技术体系，通过示范推广将危害率控制在5％左右，为农业减灾，使农民增收，同时使农药用量比现行常规防治减少30％以上，降低稻谷生产中的农药污染和残留问题，为我国的食物安全和生态安全做出贡献。
本创新研究基地重点结合转基因水稻种植开展气候变化下“两迁”害虫的灾变规律研究。
公益性行业（气象）科研专项：农作物病虫害发生气象条件监测、预警和评价技术（200903051）：集成地面气象、农业气象、病虫害观测及数值天气预报等多元信息，研究病虫害发生流行与气象条件以及前期发生情况的耦合关系，揭示触发病虫害发生流行的气象环境成因及其耦合机制，构建病虫害发生的气候背景指示、气象等级指标；研发基于不同时空尺度的病虫害发生气象条件监测、预警和评价技术、模型及其业务应用方法。
本创新研究基地重点结合温度和CO₂浓度升高等气候变化环境，开展害虫灾变灾变规律的试验研究，以期为害虫灾变预测提供种群参数。
转基因生物新品种培育重大专项：转基因水稻和玉米自然生态风险监测与控制技术（2011ZX08012-005）：系统构建基于农田生态系统内转基因物质向周边自然生态系统转移扩散的监测技术与方法；发展并完善自然生态系统内转基因物质快速检测新技术；有效筛选转基因作物自然生态风险监测的生物多样性和生态功能指标；系统评价农田生态系统内转基因作物种植对周边自然生态系统的生态风险；明确自然生态系统内转基因物质转移扩散途径及其生态风险性；通过传播途径阻断及农田生态系统多样性管理等措施，系统组建转基因作物自然生态风险预防与控制技术；最终，构建转基因作物自然生态风险评价和管理技术体系。
创新研究基地重点结合温度和CO₂浓度升高开展转基因水稻种植对自然生态系统的影响研究，并通过自然生态系统生态风险检测，寻求转基因水稻对自然生态系统影响的阻断技术和控制手段。
转基因生物新品种培育重大专项：基于土壤动物及其生物标志物的转基因作物检测与安全性监测新技术（2009ZX08012-005B）：以发展转基因作物（转Cry1A抗虫棉花、Cry1Ac＋CpTI双价抗虫棉和Cry1A抗虫水稻）安全性检测和监测新技术为主要目标，以转基因作物残体和根际分泌物与土壤动物（跳虫、蚯蚓、植食性昆虫、捕食性昆虫、腐食性昆虫、螨类、线虫和原生动物）相互作用为主线，从土壤动物群落指数、指示动物类群、多级生物标志物、土壤环境等4个方面，开展转基因作物检测和安全性监测新技术研究。通过研究转基因作物（即转Cry1A抗虫棉花、Cry1Ac＋CpTI双价棉和Cry1A抗虫水稻）残体和根际分泌物对土壤动物（跳虫、蚯蚓、植食性昆虫、捕食性昆虫、腐食性昆虫、螨类、线虫和原生动物）的种群适合度、群落组成及食物网结构的影响，建立基于土壤动物的转基因作物生态安全监测新技术；从分子、亚细胞、细胞、组织、个体水平建立基于土壤环境主要指示动物（蚯蚓、跳虫）及其多级生物标志物测定的转基因作物对土壤环境影响的快速监测新技术；应用蛋白芯片和纳米磁颗粒超痕量免疫分析方法发展转基因作物土壤环境检测新技术，测定分析转基因作物残体和根际分泌物在土壤中的降解规律；分析转基因作物对土壤生态系统的风险，组建转基因作物土壤生态系统环境安全性监测与风险管理新技术。
本创新研究基地重点结合温度和CO₂浓度升高开展转基因水稻种植对土壤跳虫、线虫和螨类等三大功能群生态功能及其生物多样性的影响研究。
转基因生物新品种培育重大专项：二化螟、大螟对Cry1A水稻的耐受性比较及其种群演替的风险评价技术（2009ZX08011-007B）：以转Cry1A抗虫水稻的靶标害虫二化螟和次要靶标害虫大螟为研究对象，通过抗性效率评价、耐受性比较、抗性演化趋势分析及早期抗性检测技术的建立等多种手段，建立二化螟和大螟的种群动态演替预警预测模型，系统评价Cry1A抗虫水稻农田生态系统中二化螟和大螟种群地位演替的生态风险；同时，研制种群演替风险评价的新方法新技术和新标准。为提高我国转基因抗虫水稻的可持续应用和健康发展及生物安全保障能力提供科技支撑。
本创新研究基地重点结合温度和CO₂浓度升高开展转基因水稻靶标和次靶标害虫种群演变及其灾变预警研究。

霍英东教育基金会高等院校青年教师基金（应用研究课题）：全球气候变化下转Bt作物氮肥优化管理及其害虫控制技术研究（122033）：转Bt作物是当前应用最广的转基因抗虫产品。而实际生产及高CO₂环境下转Bt作物面临一系列生态安全问题。如转基因表达“沉默”现象，大气CO₂浓度升高导致的Bt毒素表达显著降低的生态风险，以及与Bt毒素表达相关的氮素代谢生理变化等。本项目紧紧围绕以上问题，综合运用分子生物学和生物化学方法，结合氮肥优化管理开展当前及高CO₂浓度环境下转Bt棉花（水稻）内外源次生防卫因子的协调抗虫性研究，通过减少（克服）生产中面临的外源Bt基因表达沉默现象，提高Bt毒素表达含量和靶标抗虫性。在当前我国转Bt棉花大面积种植和转Bt水稻推广前夕及CO₂浓度急剧升高这一全球气候变化背景下，项目实施将有助于提高转Bt作物害虫综合防治及其生产管理水平，最终服务于转Bt作物的生态可持续利用。

国家自然科学基金面上项目：温度和CO₂浓度升高下转Bt作物防卫物质的代谢补偿及协调机制研究（31272051 ）：气候变暖和CO2浓度升高都将导致转Bt作物外源Bt毒素表达量降低，从而使其面临靶标抗虫性降低的生态风险。气候变化下，CO2浓度与气温是同步增加的；对植物代谢而言，前者通常为正作用，后者通常为负作用。温度和CO2浓度升高的“联合作用”下转Bt作物内外源次生防卫物质之间的代谢补偿及其靶标和非靶标抗虫性变化如何亟待明确。本研究以转Bt水稻和转Bt棉花为研究对象，以温度和CO2浓度升高为气候变化主导因子，开展两种气候变化因子“联合作用”下转Bt作物如下研究：（1）外源Bt蛋白和内源次生抗虫物质之间的“代谢补偿”机制及其经济产量评估；（2）外源Bt毒素表达量降低的“植物生理学”和“分子生物学”机理研究；（3）靶标害虫和非靶标害虫的“协调抗虫性”研究及其暴发危害和经济产量损失评估；（4）土壤氮肥优化管理、外源Bt基因表达调控和内源次生防卫物质诱导调节。最终实现气候变化下转Bt作物靶标和非靶标害虫。

二、自由探索项目：

有害生物对气候变化的响应、防控及其对CO₂减排贡献（希望争取到相关部门的项目支持）：本项目选取代表性的农林牧业生态系统，以温度升高、干旱和大气CO₂浓度增加为关键气候变化因子，以有害生物为研究重点，从气候变化下有害生物的响应机制、控害减排和防控对策三个方面，研究气候变化下有害生物的适应机制，分析气候变化下有害生物危害与生态系统CO₂释放的定量关系，评估基于有害生物的防控技术对CO₂减排的贡献，提出气候变化下有害生物防控的新技术和对策，从而实现农林牧业有害生物的绿色防控和生态系统CO₂减排的目标。

三、已完成项目：

国家自然科学基金：CO₂升高对转Bt棉花抗虫机制影响及对非靶标害虫抗性评价（30700527）：
教育部博士点基金：大气CO₂浓度升高——转Bt作物面临新的生态风险（20070307002）：
瑞典国际科学基金（International Foundation for Science; IFS）：Assessment on the resistance of transgenic Bt rice to insect herbivores in elevated CO₂(C/4164-1)：
第三十八批中国博士后科学基金二等资助：高浓度CO₂大气环境下转Bt基因抗虫棉花的产量评估及其抗虫性评价（2005038291）

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二、自由探索项目：

三、已完成项目：

国家自然科学基金：CO2升高对转Bt棉花抗虫机制影响及对非靶标害虫抗性评价（30700527）：

教育部博士点基金：大气CO2浓度升高——转Bt作物面临新的生态风险（20070307002）：

瑞典国际科学基金（International Foundation for Science; IFS）：Assessment on the resistance of transgenic Bt rice to insect herbivores in elevated CO2 (C/4164-1)：

第三十八批中国博士后科学基金二等资助：高浓度CO2大气环境下转Bt基因抗虫棉花的产量评估及其抗虫性评价（2005038291）

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国家自然科学基金：CO₂升高对转Bt棉花抗虫机制影响及对非靶标害虫抗性评价（30700527）：

教育部博士点基金：大气CO₂浓度升高——转Bt作物面临新的生态风险（20070307002）：

瑞典国际科学基金（International Foundation for Science; IFS）：Assessment on the resistance of transgenic Bt rice to insect herbivores in elevated CO₂(C/4164-1)：

第三十八批中国博士后科学基金二等资助：高浓度CO₂大气环境下转Bt基因抗虫棉花的产量评估及其抗虫性评价（2005038291）