“無(wú)煙的火災(zāi)”所造成的損失和危害超乎你的想象：松樹一旦感染松材線蟲病，最快40天即會(huì)枯死；楊樹、果樹等樹木感染潰瘍病后，會(huì)造成枯梢甚至全株枯死……

“林木病害主要由真菌、細(xì)菌、線蟲等病原物引起，經(jīng)常是害蟲與病原物共生體對(duì)森林的復(fù)合危害。”中國(guó)林科院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所研究員呂全說。病原物是如何侵染植物體的，其種類和致病機(jī)理是什么，把這些問題弄清楚，有助于更加科學(xué)有效地防治森林病害。

北京林業(yè)大學(xué)森林病理專業(yè)碩士研究生畢業(yè)后，呂全又攻讀了中國(guó)林科院森林保護(hù)專業(yè)和比利時(shí)魯汶大學(xué)植物病理專業(yè)、微生物專業(yè)的博士學(xué)位，最后留在森環(huán)森保所開展重大森林病害病原物的系統(tǒng)發(fā)育生物學(xué)和分子生態(tài)病理學(xué)研究，以及病害的預(yù)警和防治工作。20多年來(lái)，呂全與這些肉眼無(wú)法看到、只能在顯微鏡下一探其真面目的病原物結(jié)下了不解之緣。他帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建了重大森林病原系統(tǒng)發(fā)育生物學(xué)的研究體系，揭示了病理學(xué)過程中不斷發(fā)生的病原分化現(xiàn)象，并建立了森林病原真菌與害蟲共生關(guān)系的模式研究平臺(tái)，創(chuàng)新性提出了共生關(guān)系的理論模型。

“我們主要研究了小蠹蟲所攜帶的一些樹木病原微生物。研究過程首先分離病原微生物，分析其致病性，再將分離出來(lái)的病原微生物接種到健康的樹木上，觀察其發(fā)病癥狀是否與自然條件下的發(fā)病癥狀類似，進(jìn)而確定某種植物病害是否是由分離出來(lái)的病原微生物所引起。”呂全告訴記者，森林生物災(zāi)害的調(diào)控依賴于有害生物種群成災(zāi)機(jī)制的明確，森林病原物和害蟲長(zhǎng)期在同一生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)協(xié)同進(jìn)化形成了穩(wěn)定的共生關(guān)系，直接引起有害生物種群的數(shù)量暴發(fā)和致病力增強(qiáng)，導(dǎo)致災(zāi)害形成。作為一種特殊的種間互作關(guān)系，小蠹蟲與伴生真菌的關(guān)系成為種群成災(zāi)機(jī)制的模式研究對(duì)象。

病原真菌類群及其中的優(yōu)勢(shì)種發(fā)生頻率與害蟲的發(fā)生危害明顯相關(guān)，以及長(zhǎng)喙殼真菌對(duì)油松林的致病性，證明了“蟲-菌”之間協(xié)同危害寄主的共生關(guān)系。“蟲-菌”組合在長(zhǎng)期的自然生態(tài)過程中形成了特有的協(xié)同進(jìn)化現(xiàn)象，即“寄主-小蠹蟲-伴生菌”的種特異性伴生關(guān)系的發(fā)生。呂全的研究成果，揭示了我國(guó)北方油松林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)重大林業(yè)入侵害蟲紅脂大小蠹與長(zhǎng)喙殼類真菌間的協(xié)同入侵現(xiàn)象和共生關(guān)系，還發(fā)現(xiàn)北美普遍發(fā)生的引起松林衰退的根部重要病原物在我國(guó)北方油松林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)廣泛存在，是與入侵害蟲協(xié)同危害的病原微生物，并在我國(guó)可能已經(jīng)發(fā)生適應(yīng)性變異。

除了小蠹蟲，松材線蟲病也是呂全主要的研究對(duì)象。松材線蟲病是一種以松材線蟲為主導(dǎo)病原、綜合多種生物及非生物因素互作的復(fù)合病害系統(tǒng)，是一種危害松樹的毀滅性病害，我國(guó)針對(duì)松材線蟲病防治的戰(zhàn)斗已持續(xù)了36年。

松林內(nèi)棲真菌是影響松材線蟲種群建立和傳播擴(kuò)散的關(guān)鍵生物因子。黑松和馬尾松內(nèi)棲真菌與感病松林內(nèi)松材線蟲種群間存在明顯的正相關(guān)性。在病害復(fù)合系統(tǒng)模擬體系下，優(yōu)勢(shì)內(nèi)棲真菌種類和媒介昆蟲對(duì)松材線蟲種群結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)變化有顯著影響，同時(shí)影響松材線蟲個(gè)體發(fā)育及線蟲種群的繁殖和擴(kuò)散行為。

呂全介紹說，他們篩選并確立了關(guān)鍵環(huán)境因子對(duì)病害的作用閾值，建立模糊綜合評(píng)判模型，利用地理信息系統(tǒng)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，綜合松材線蟲、媒介昆蟲的適生性和寄主植物的分布區(qū)域，直觀、定量地描述了松材線蟲病在我國(guó)的適應(yīng)性分布范圍，為病害的區(qū)域治理和國(guó)家宏觀治理決策的制定提供科學(xué)依據(jù)。

此外，呂全還針對(duì)我國(guó)主要人工造林樹種的重大病害樹木枝干潰瘍類病害開展研究，并建立了我國(guó)樹木潰瘍類病害真菌菌種資源平臺(tái)，為人工林栽植、培育和經(jīng)營(yíng)提供了病害風(fēng)險(xiǎn)管理和防治的指導(dǎo)依據(jù)。呂全告訴記者，該平臺(tái)目前收集保存有覆蓋全國(guó)8個(gè)氣候帶14個(gè)氣候區(qū)、20科85種寄主的2000多株菌種，是世界上規(guī)模較大的同類資源菌種保存庫(kù)之一。

“森林病理屬于基礎(chǔ)研究，研究成果雖然難以直接應(yīng)用于林業(yè)生產(chǎn)，但對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要的科學(xué)指導(dǎo)作用。此外，在研究過程中我們發(fā)現(xiàn)了一些拮抗菌，這就相當(dāng)于蟲害生物防治中的天敵昆蟲，這或許可以應(yīng)用于森林病害的生物防治。”呂全告訴記者，拮抗菌可以分泌抗生素等物質(zhì)，能夠抑制病原物的生長(zhǎng)、繁殖，或阻斷病原物的致病過程。他們把拮抗菌作為今后的一個(gè)研究方向，希望某些天敵昆蟲可以攜帶拮抗菌，在天敵昆蟲防治目標(biāo)害蟲的同時(shí)，所攜帶的拮抗菌也可以防治害蟲攜帶的病原物，從而起到防治病害的作用。