研究表明,生物安全減少了植物病原體在國界上的入侵
5月31日在PLOS生物學(xué)中出現(xiàn)的一項(xiàng)重要新研究檢查了一個多世紀(jì)的真菌病原體,發(fā)現(xiàn)目標(biāo)明確的生物安全措施可以減少不需要的真菌進(jìn)入一個國家,即使面對全球化貿(mào)易的增加。
“盡管貿(mào)易與我們從真菌病原體中進(jìn)行的新入侵的次數(shù)密切相關(guān),但如果我們有針對性的生物安全,我們就可以開始打破這種聯(lián)系,”主要作者Benjamin Sikes說,他是大學(xué)生態(tài)與進(jìn)化生物學(xué)助理教授??八_斯州堪薩斯州生物調(diào)查局助理科學(xué)家。“因?yàn)槿蚧瓦M(jìn)出其他國家的進(jìn)口只會繼續(xù)增加,大多數(shù)數(shù)據(jù)都表明全世界有很多新的入侵物種。問題是,你能減緩它嗎?這項(xiàng)工作表明鏈接可能會減慢實(shí)施有針對性的生物安全措施。“
賽克斯是一位微生物生態(tài)學(xué)家,研究重點(diǎn)是土壤真菌,分析了新西蘭植物病原體和疾病數(shù)據(jù)庫,可追溯到19世紀(jì),作為新西蘭生物保護(hù)研究中心和Manaaki Whenua-Landcare Research之間合作項(xiàng)目的一部分。 。
“人們可以通過多種方式將植物病原體帶入新西蘭或像美國這樣的國家,”他說。“許多人都帶來了農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口。人們帶來了種子或植物材料 - 甚至土壤或木材也可能含有這些植物上的病原體,一旦它們通過,就會被這些材料所覆蓋。如果它們沒有被正確篩選,這些病原體可以建立并開始傳播到當(dāng)?shù)氐淖魑锖椭参镂锓N。“
根據(jù)賽克斯的說法,“生物安全”這個術(shù)語在新研究中回顧了多年來發(fā)展起來的“真正的大傘”。該研究主要側(cè)重于邊境監(jiān)測,植物檢疫檢查和進(jìn)入植物病害檢疫的后果。
“在入境口岸有邊境檢查人員,就像我們的美國農(nóng)業(yè)部一樣,”他說。“如果他們從哥斯達(dá)黎加向美國運(yùn)送一批香蕉,就會有人檢查它,尋找明顯的癥狀,并對來源國最多產(chǎn)的疾病進(jìn)行現(xiàn)場檢測。他們也可能有隔離期,進(jìn)口需要保持一段時間,以確保它們是無蟲害的。“
根據(jù)KU研究人員的說法,入侵病原體的后果在世界范圍內(nèi)是“巨大的”,可能包括經(jīng)濟(jì)和生態(tài)影響。
“對于我們正在研究的真菌病原體,它們每年在作物上造成經(jīng)濟(jì)損失,達(dá)到數(shù)十億美元,可能高達(dá)20%的產(chǎn)量,”賽克斯說。“即使是像堪薩斯州這樣的農(nóng)業(yè)國家,我的猜測是,大多數(shù)年份它將達(dá)到數(shù)億美元。病原體并非都是進(jìn)口的;有些是本地化的。但是,進(jìn)口的病原體也可能是本土生態(tài)學(xué)的一個問題。板栗枯萎是美國東部栗樹砍伐的一個很好的例子 - 它是來自亞洲的真菌枯萎病。它改變了人們對森林的看法。美國東部生活在20世紀(jì)初的人們今天不會認(rèn)出森林,因?yàn)槊咳脴渲芯陀幸豢檬抢鯓洹?ldquo;
賽克斯及其同事利用新西蘭的數(shù)據(jù),將其國內(nèi)生產(chǎn)總值的0.3%用于生物安全措施,以評估該國的計(jì)劃是否有效減緩真菌植物病原體的引入和傳播。賽克斯稱新西蘭是一個獨(dú)特的案例,因?yàn)樗麄兊脑S多農(nóng)作物都不是該國的原產(chǎn)地。
“因?yàn)樾挛魈m的所有這些作物最初并非來自那里,所以幾乎所有的不良疾病都不是來自那里,因此也可以進(jìn)口,”他說。“進(jìn)口病原體的危險(xiǎn)性幾乎是新西蘭的最高危險(xiǎn)。而在美國或亞洲這樣的大陸地區(qū),現(xiàn)有病原體的危害可能要高得多。”
從新西蘭所有已知植物病原體協(xié)會的數(shù)據(jù)庫中可以追溯到1880年,研究人員確定了過去133年來新的真菌病原體到達(dá)并在131個經(jīng)濟(jì)上重要的植物物種上建立的速度。
“我們在新西蘭擁有這種能力,因?yàn)槟抢镉杏涗洠驗(yàn)樗且粋€相對年輕的國家,”賽克斯說。“他們是生物安全方面的世界領(lǐng)導(dǎo)者,他們必須知道這些措施是否有效,值得花錢。”
研究人員發(fā)現(xiàn),包括新西蘭在內(nèi)的世界各國之間的貿(mào)易變得更加全球化,引入該國的病原體數(shù)量呈直接增長。然而,在新西蘭實(shí)施特定的生物安全措施以針對這些病原體的途徑后,病原體開始在特定行業(yè)(如作物)中趨于平穩(wěn)。
“隨著時間的推移,我們看到引入的壞事數(shù)量呈指數(shù)增長,”賽克斯說。“但是在20世紀(jì)80年代左右,如果我們立刻看到所有的工廠,那么這個速度就會開始變慢。新的東西會越來越少。當(dāng)你深入研究它的原因時,它是由兩個產(chǎn)業(yè)之間的抵消趨勢引起的。對于農(nóng)作物和牧場我們在堪薩斯州的玉米和小麥這里熟悉的物種 - 他們開始減緩他們在60年代和70年代回歸的病原體數(shù)量。這個時間是在他們制定重要的生物安全措施(如看種子)后大約十年確保它們沒有病原體和害蟲,并創(chuàng)造了相當(dāng)于外出和調(diào)查作物的美國農(nóng)業(yè)部。這個時間恰逢新病原體的減緩。“
相比之下,賽克斯表示,新西蘭其他缺乏有針對性的生物安全的主要行業(yè)的新病原體比例不斷上升。
“林業(yè)和果樹每年仍然有許多新的病原體,而且這種病原體仍在加速 - 它們的模式隨著貿(mào)易的加速而正常,”KU研究員說。
作為工作的一部分,賽克斯和他的同事們模擬了新病原體的到來和國家的檢測率。通過這些,該團(tuán)隊(duì)能夠預(yù)測存在多少病原體,但在新西蘭這樣的國家仍未被發(fā)現(xiàn)。
“這是第一次,我們可以量化這些東西進(jìn)入一個國家的速度,這實(shí)際上是非常難以做到的,”賽克斯說。“考慮到美國或德國在生物安全方面的投資額,我們現(xiàn)在可以說,'你已經(jīng)找到了這么多東西,你看了很多次 - 根據(jù)我們所知,這是關(guān)于如果你能找到它們,你會找到多少東西。“
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