松材线虫

7月1日，经国家认证认可监督管理委员会审定批准，由北仑检验检疫局负责起草的行业标准《松材线虫实时荧光PCR检测方法》正式实施。北仑局负责起草的松材线虫实时荧光PCR检测方法标准，通过研磨样品，提取松材线虫的DNA，进行实时荧光PCR试验，能对单条线虫进行检测，目前检测成功率为100%，且不论是雄虫、雌虫或幼虫均能检测出来，整个检测过程仅需2个半小时。该标准的实施填补了单条线虫检测标准的空白，对提高疫情检出率，有效防止有害生物的传入和传出，保护农林业生产安全，促进对外贸易，都有重要意义，具有明显的社会经济效益。 　　松材线虫是危害松树特别是赤松和黑松的毁灭性线虫病害，是植物线虫中能迅速传播、迅速危害致死寄主的罕有线虫种，也是现知罕有的以另一种动物为宿主迁移传带的植物线虫。此线虫现已被世界各国列为对外检疫对象，我国的浙江、江苏、安徽、四川、广东、上海、香港、台湾等地均有发现，由于其具有寄主广泛、繁殖快、发病迅速、传播途径广、防治难度大等特点，近年来对我国的松林资源，自然景观和生态环境造成了严重的破坏。虽然目前与松材线虫相关的标准较多，但仅1个国家标准与检测有关，已发布的2项行业标准均是采用形态学来鉴定，检测上容易造成误判、漏判，且无法对单条线虫进行准确判定。口岸检测时经常遇到样品中线虫较少的情况，如果采用原有的检测方法，难以满足快速、准确、灵敏鉴定的工作需要，不符合当前快速通关的要求。

p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/012b3d42-f7a2-4dba-9536-0b3ca6af1363.jpg" title=" NewsDataAction-3.jpeg" / /p p style=" text-align: center " 叶建仁在实验室。王新年摄 /p p 　　他让松材线虫病检测变得像用傻瓜相机一样简单 /p p 　　叶建仁的脸庞因常年在野外林地风吹日晒而显得黝黑，只有身上的白大褂和儒雅的气质，让人觉得他像一位“医生”。 /p p 　　采访叶建仁并不是件容易的事：他平均一个月出差3到5趟，刚从东北林场回来，又被聘为黄山防治病虫害的首席技术专家，还没顾得上歇息，又扎进了实验室。在各种仪器操作声中，他一边注视着手中的玻璃器皿，一边指导他的学生观察和记录变化，里面是团队成员采集回来的线虫样本。 /p p 　 strong 　40年间不忘树医的职责使命 /strong /p p 　　“我国是世界上森林病虫害发生率最高的国家，身为一名‘树医生’，使命不敢忘！”在南京林业大学林学院实验室，面对三获国家科技进步奖的荣誉，叶建仁这样说。 /p p 　　松树是我国种植最广泛、最常见的树木之一。然而，在过去数十年间，松材线虫病一直危害着广袤松林，其防控成了世界性难题。 /p p 　　1978年，叶建仁考入南京林业大学前身——南京林产工业学院。大学毕业后，他考上本校森林病理学专业的研究生，师从李传道教授。 /p p 　　“在幅员辽阔的国土上，数百种树木都有不同的特征性质，各种病害原因各不相同。”叶建仁解释，我国的森林覆盖率从新中国成立初期的8.6%发展到当前的21.66%，人工林面积比例很高，但也导致树种单一、树龄单一、生物多样性脆弱，一旦出现病虫害就容易流行。 /p p 　　40年间，叶建仁不忘“树医生”的职责使命，他在广阔森林种下的梦想种子开花结果，见证并亲历着我国森林病理学逐渐赶超的过程。 /p p 　　 strong 培育基因库，检测技术从无到有 /strong /p p 　　“以前，山上栽满了郁郁葱葱的松树，但却因为一场突如其来的病虫害而大片枯死。如今一到冬天，新栽的落叶树木再也没有了昔日的绿意。”叶建仁指着窗外的紫金山，遗憾地说。 /p p 　　那是1982年，南京中山陵一些松树得了松材线虫病。感染上这种病症，松树的水分输导系统就会被摧毁，两个月内便不治而亡。 /p p 　　“这种病害发源地在美国，但当地松树在长期物竞天择、基因改良中相安无事。”叶建仁告诉记者，30多年来，这种外来有害生物已蔓延至全国近20个省份300多个市县。如果不加以干预，九成以上的松树将会受到感染，林业将遭受严重打击，甚至威胁到国土生态安全。 /p p 　　雪上加霜的是，当时没有对病害的有效检测手段。有些地方只能用肉眼观察，不乏难以辨别的。很多情况下，对从疫区来的木材制品的检疫只能是形同虚设。 /p p 　　“找到松材线虫有别于其他虫的基因序列，在检测时就可以准确高效。但这项工作要比想象中艰难得多。”叶建仁解释说，为培育出世界上最大的松材线虫活虫基因库，他和队员频繁地深入各个疫区，采集到300多个虫株，随后反复开展试验，直到找出特异性基因片段。 /p p 　　叶建仁相信，做研究要经得起坐冷板凳。从2000年开始，他带领团队历时6年，终于研制出了关键防控技术——松材线虫病分子检测鉴定技术，结束了检测基本靠形态学肉眼判断的历史，并获得2008年度国家科技进步二等奖。 /p p 　 strong 　让一线工人也能轻松分辨松材线虫 /strong /p p 　　“我们不可能要求一线的工人像实验室里的博士那样，完成一整套实验。”基因序列的检测手段，由于需要较高的学术性和技术含量，在基层应用上碰到了许多困难。叶建仁琢磨，能不能有一种技术，像傻瓜相机一样简单，只要按下快门，就可以拍摄出好照片？ /p p 　　2009年，叶建仁着手开始新一轮攻关，他与科技公司合作，将检测鉴定技术升级改良为“松材线虫专项自动化检测系统”，时间也从原来的9到25小时缩短为2小时，让现场检验成为可能。两年后，他和团队又研发出松材线虫恒温检测技术，检测仪器成本也从30万元降到1万元以内。 /p p 　　记者在现场看到，一个只有文具盒大小的仪器，却有着神奇功能：如果检测结果是该病，就会出现两道红线，即便是没有专业知识的人员也能轻松分辨。 /p p 　　“就像检测牛奶抗生素那样直观简单，在县里也能用起来啦！”一位基层工作人员坦言，这项革新使松材线虫病变得可防可控，大大降低了潜在损失。 /p p 　　目前，这项技术已在全国18个省份推广，并建立了70多个检测鉴定中心，松材线虫病扩散速度得以大幅降低。今年初，叶建仁主持完成的科研成果“中国松材线虫病流行动态与防控新技术”获2017年度国家科技进步二等奖。 /p p 　　叶建仁还将很多精力放在教书育人上。这些年，他培养出140多名硕、博研究生，并坚持给本科生上课：“希望更多的有志青年投身到森林病虫害研究中，为生态保护贡献一份力量。” /p

2019年10月15日，安洲科技与国内某测绘院利用S185机载画幅式高光谱成像系统与CW10固定翼无人机在青岛崂山林区进行大面积林区病虫害调查研究，成功获取该林区约1平方公里的航空高光谱影像。 图1、S185+CW10固定翼无人机飞行现场示意图 图2、无人机航迹运行图及飞行参数 本次研究的主要对象为松材线虫病，松材线虫侵染后可破坏树脂道薄壁和上皮细胞，造成植株失水，蒸腾作用降低，树脂分泌积聚减少和停止，使树体死亡，它还可随采伐的病树原木及制品，传播到无病区，从而带来远距离的迅速危害；在监测松树林病虫害方面，S185+CW10机载高光谱成像系统，可快速高效的获取大面积林业高光谱数据，通过对松树高光谱数据进行特征谱段选择与建模分析，基于对样本光谱特征分析，建立松材线虫病害松树的高光谱遥感检测模型。从而实现对所有的高光谱遥感影像进行全局计算，完成对松材线虫病害树木的检测研究。 图3、健康松树与发病松树光谱曲线图 图4、植被、马路、不同颜色屋顶光谱曲线图 图5、崂山林区大面积实际拼接RGB大图 图6、崂山林区大面积实际拼接NDVI大图 图7、基于SAM光谱角算法的松线虫发病树木提取 图8、ENVI打开高光谱Cube假彩色 （7800×14313像素，约1平方公里，数据量约20Gb，图中每个像素点具有光谱和GPS坐标值）