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作物多样性会导致微生物生物农药敏感性的权衡,从而延迟害虫抗性进化
Mangan R、Tinsley M、Ferrari E、Polanczyk R 和 Bussière L (2025) 作物多样性会导致微生物生物农药敏感性的权衡,从而可能延迟害虫抗性进化[环境异质性抑制针对生物农药的进化]。PLoS 病原体.
项目
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资助者生物技术和生物科学研究委员会.
与国际农业与生物科学中心 (CABI) 和圣保罗州立大学 (Universidade Estadual Paulista) 合作。
尽管巴西农业经济处于全球领先地位,但每年因农作物病虫害爆发而损失约 150 亿美元。事实上,昆虫在生长或储存期间消耗了全球所有农作物的 10-20%。巴西目前的农业实践严重依赖农药的广泛施用,这导致几种重要害虫产生了农药抗性。这些做法破坏了重要农作物病虫害防治技术的可持续性,降低了相关经济回报,并加剧了巴西经济生产和粮食安全的风险。我们提出了一种革命性的害虫管理方法,该方法将增强作物生产的可持续性和长期弹性,这将有利于更可预测地管理害虫。
我们的解决方案来自进化科学和宿主与病原体相互作用的特殊特征。当在大范围内施用单一控制剂时,就会发生杀虫剂抗性进化,然后持续的进化压力会驱动罕见的抗性基因在害虫种群中迅速传播。为了防止这些抗性等位基因的扫荡,我们正在研究如何在整个农业景观的空间矩阵中使用多种真菌病原体菌株,以便在不同地点对抗性的选择有所不同,从而阻止统一的进化反应。由于存在交叉抗性,多种病原体菌株本身可能还不够:使害虫对一种真菌菌株产生抗性的基因也可能赋予其他真菌菌株抗性。然而,在宿主-病原体系统中,防御一种病原体的最佳基因型通常对生物体的环境高度敏感。同时操纵环境景观变量(农民种植的作物类型)将大大降低选择的一致性:我们预测这将阻止抗性进化。
为了实现该害虫防治系统的实际有效性,巴西和英国研究人员组成的综合团队将共同努力,确定我们新解决方案的长期前景。目标是:
检查异质农业景观下昆虫对多种真菌生物农药敏感性的遗传变异是否稳定,并评估其对选择的长期反应。这将使我们能够预测并避免选择对多种菌株的抗性,并确保我们的农药抗性管理系统的长期可持续性。
调查真菌生物农药在巴西的工业规模生产和现场应用的适用性,这将有助于未来工业投资的产品开发。我们还将为农民和作物保护行业提供作物保护技术部署解决方案,包括改进和增强的输送系统、田间条件下的一致性和性能。
找出采用新害虫防治技术和研究方法以鼓励行为改变的障碍。我们还将提供有关激励计划、宣传活动和营销策略的经济和社会科学政策建议,以促进长期可持续害虫管理实践的采用。
奖励总价值 £478,976.29
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作物多样性会导致微生物生物农药敏感性的权衡,从而延迟害虫抗性进化
Mangan R、Tinsley M、Ferrari E、Polanczyk R 和 Bussière L (2025) 作物多样性会导致微生物生物农药敏感性的权衡,从而可能延迟害虫抗性进化[环境异质性抑制针对生物农药的进化]。PLoS 病原体.
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Valero DE, McKeon CR, Bussière L, Corniani N, Colmenarez YC, Hodgson I, Mangan R, Polanczyk R, Tinsley M & Bunnefeld N (2025) 开发和使用在线游戏进行复杂社会生态系统跨学科研究的实用方法。社会与自然资源,38 (5),第 516-539 页。 https://doi.org/10.1080/08941920.2025.2456938
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resevol:针对不断进化的害虫基因组的农药抗性空间显式模型的 R 包
Duthie AB、Mangan R、McKeon CR、Tinsley MC 和 Bussière LF (2023) resevol:针对不断进化的害虫基因组的农药抗性空间明确模型的 R 包。诺布尔·R(编辑)PLOS 计算生物学,19(12),艺术。编号:e1011691。 https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1011691
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Mangan R、Bussière LF、Polanczyk RA 和 Tinsley MC (2023) 增加生态异质性可以限制生物农药抗性进化。生态与进化趋势。 https://doi.org/10.1016/j.tree.2023.01.012