“無煙的火災”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天即會枯死；楊樹、果樹等樹木感染潰瘍病后，會造成枯梢甚至全株枯死……

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

北京林業(yè)大學森林病理專業(yè)碩士研究生畢業(yè)后，呂全又攻讀了中國林科院森林保護專業(yè)和比利時魯汶大學植物病理專業(yè)、微生物專業(yè)的博士學位，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)育生物學和分子生態(tài)病理學研究，以及病害的預警和防治工作。20多年來，呂全與這些肉眼無法看到、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。他帶領學生構(gòu)建了重大森林病原系統(tǒng)發(fā)育生物學的研究體系，揭示了病理學過程中不斷發(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系的模式研究平臺，創(chuàng)新性提出了共生關系的理論模型。

“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，進而確定某種植物病害是否是由分離出來的病原微生物所引起。”呂全告訴記者，森林生物災害的調(diào)控依賴于有害生物種群成災機制的明確，森林病原物和害蟲長期在同一生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)協(xié)同進化形成了穩(wěn)定的共生關系，直接引起有害生物種群的數(shù)量暴發(fā)和致病力增強，導致災害形成。作為一種特殊的種間互作關系，小蠹蟲與伴生真菌的關系成為種群成災機制的模式研究對象。

病原真菌類群及其中的優(yōu)勢種發(fā)生頻率與害蟲的發(fā)生危害明顯相關，以及長喙殼真菌對油松林的致病性，證明了“蟲-菌”之間協(xié)同危害寄主的共生關系。“蟲-菌”組合在長期的自然生態(tài)過程中形成了特有的協(xié)同進化現(xiàn)象，即“寄主-小蠹蟲-伴生菌”的種特異性伴生關系的發(fā)生。呂全的研究成果，揭示了我國北方油松林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)重大林業(yè)入侵害蟲紅脂大小蠹與長喙殼類真菌間的協(xié)同入侵現(xiàn)象和共生關系，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，并在我國可能已經(jīng)發(fā)生適應性變異。

除了小蠹蟲，松材線蟲病也是呂全主要的研究對象。松材線蟲病是一種以松材線蟲為主導病原、綜合多種生物及非生物因素互作的復合病害系統(tǒng)，是一種危害松樹的毀滅性病害，我國針對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散的關鍵生物因子。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性。在病害復合系統(tǒng)模擬體系下，優(yōu)勢內(nèi)棲真菌種類和媒介昆蟲對松材線蟲種群結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化有顯著影響，同時影響松材線蟲個體發(fā)育及線蟲種群的繁殖和擴散行為。

呂全介紹說，他們篩選并確立了關鍵環(huán)境因子對病害的作用閾值，建立模糊綜合評判模型，利用地理信息系統(tǒng)和地統(tǒng)計學的方法，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的適應性分布范圍，為病害的區(qū)域治理和國家宏觀治理決策的制定提供科學依據(jù)。

此外，呂全還針對我國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，并建立了我國樹木潰瘍類病害真菌菌種資源平臺，為人工林栽植、培育和經(jīng)營提供了病害風險管理和防治的指導依據(jù)。呂全告訴記者，該平臺目前收集保存有覆蓋全國8個氣候帶14個氣候區(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之一。

“森林病理屬于基礎研究，研究成果雖然難以直接應用于林業(yè)生產(chǎn)，但對森林生態(tài)系統(tǒng)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要的科學指導作用。此外，在研究過程中我們發(fā)現(xiàn)了一些拮抗菌，這就相當于蟲害生物防治中的天敵昆蟲，這或許可以應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、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害蟲的同時，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。