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我国媒介生物学领域研究前沿
文档来源:创新研究    作者:   发布时间:2018-01-05 14:33  【字号:

  编者按:近年来,学科间的交叉会聚越来越明显,科技创新成果层出不穷。中国科协与生命科学学会联合体、清洁能源学会联合体、信息科技学会联合体、军民融合学会联合体、智能制造学会联合体联合,通过长期的跟踪研究,把握世界科技前沿动态,并定期以“中国科协创新智库产品”发布报告。本文主要介绍我国媒介生物学领域的研究现状和技术热点,为科技管理人员了解国内外生命科学的前沿技术及发展趋势提供决策咨询,也为研究与开发人员提供综合的参考信息。 

  我国人口众多、幅员辽阔、对外交往频繁,面临着严重的本土媒介传播疾病负担和巨大输入风险,如登革热、疟疾、基孔肯雅热、肾综合征出血热等。因此,加强媒介传播疾病的研究已成为我国全球化战略规划的必要保障。 

  一、研究现状

 

  1. 布局重点 

  我国出台的《卫生事业发展“十二五”规划》、《中国消除疟疾行动计划(2010-2020年)》都提出要加强包括疟疾在内的重要媒介传播疾病防控,防治策略和措施包括加强传染源控制和管理、加强媒介防制、加强健康教育、完善监测检测网络,并通过“973”计划和国家自然科学基金委(NSFC)资助媒介控制、媒介传播疾病领域的基础研究。 

  2010年以来,NSFC生命科学部还资助一些重点国际合作研究项目,主要是植物媒介及相关疾病的研究,并通过创新研究群体科学基金、国家杰出青年科学基金资助相关领域的人才。此外,“863”计划资助了少量媒介控制领域的应用研究项目。 

  2. 国内主要研究机构和团队分析 

  国内主要研究机构 

  2012—2016年中国PCT公开专利涉及的技术主要有:1)依托于中山大学的达安基因股份有限公司申请的A-型、B-型wolbachia的荧光检测引物、检测方法和检测试剂盒;2)中国医学科学院医学生物技术研究所的在制备抗肝纤维化药物中应用天麻甙;3)江苏辉丰股份有限公司的含有协同增效作用的杀虫杀螨制剂成份;4)江苏命码生物科技有限公司开发的埃博拉病毒特异性miRNA和用miRNA抑制埃博拉病毒的方法;5)南京农业大学和华东理工大学开发的用八元氧桥杂环化合物作为杀虫增效剂等。 

  3. 研究进展 

  (1)媒介生物遗传、生理生化研究 

  近年来,随着第二代高通量测序等技术的快速发展,我国学者在媒介昆虫基因组学、转录组学、小RNA组学等领域的研究取得了重要进展。生理生化研究方面,对埃及伊蚊(A. aegypti)的生殖发育以及免疫研究也取得了重要进展。 

  (2)媒介生物形态学与分类研究 

  基于对吸血昆虫分子特征的分析,研发了DNA条形码鉴别系统,实现了吸血昆虫智能分类,应用这两个系统鉴别昆虫只需普通专业人员培训两周。此外,还开展了植物疾病媒介分类鉴定研究。 

  (3)媒介传播疾病的分子机制研究 

  Dai与LP等解析了Zika病毒膜蛋白结构及其与黄病毒结合的复合物结构;军事医学科学院的研究人员分析了埃博拉病毒的演化历史;虫传植物病毒的传播机制方面,我国研究人员对水稻矮缩病毒、水稻条纹病毒和南方水稻黑条矮缩病毒在媒介叶蝉或稻飞虱体内的侵染循环进行了相关研究。 

  (4)环境/气候变化对媒介生物及相关疾病的影响 

  气侯及环境变化可对当前媒介昆虫时空分布和种群动态产生影响。生态观测发现气候变暖导致我国尖音库蚊种团分布范围增加,我国高海拔代表地区拉萨市尖音库蚊种团种群已经稳定建立,随着气候变化及环境改变演进,未来当地以西尼罗热为代表的病媒传播疾病风险增加。 

  (5)媒介生物及相关传染病风险评估和预警 

  中国疾病预防控制中心开发并启动国家传染病自动预警系统,监测病媒生物传播疾病,已成为各级CDC机构早期发现潜在传染病暴发的重要手段之一。另外还基于病毒生物的影响因素与相关疾病间的关系建立了预警模型。 

  (6)媒介生物防治 

  在媒介生物耐药性监测方面,中国疾病中心传染病研究所建立了我国常见蚊种淡色/致倦库蚊的抗药性监测数据库,绘制耐药性的分布专题地图。 

  开发抗褐飞虱的水稻新品种。南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室万建民课题组报告和鉴定出抗褐飞虱基因Bph3,为培育抗虫水稻品种的分子育种提供了资源。 

  用真菌控制节肢动物害虫。已完成绿僵菌、绿僵菌、B. bassiana、蛹虫草的的基因组研究,提供了关键基因的功能、真菌致病机理、宿主-病原体相互作用和真菌性别相关的机制方面提供了深刻的见解。 

  二、研究与技术热点

 

  1. 研究热点 

  对2012-2016年媒介生物学领域中国论文进行关键词聚类分析获得中国目前的研究热点集中于基因工程、生态学、遗传学领域,包括: 

  (1)China, malaria, aedes albopictus, mosquito, evolution, phylogeny, anopheles sinensis, phylogenetic analysis等词代表的红色聚类,表示传播疟疾、登革热等的按蚊等介昆虫的系统发育研究; 

  (2)rna interference, insecticide resistance, gene expression, rnai, transcriptome等词代表的绿色聚类,表示媒介昆虫的基因表达、RNA干扰与转录组学研究; 

  (3)Hemiptera, bemisia tabaci, biological control, development, whitefly, myzus persicae, reproduction代表的蓝色聚类,表示粉虱、烟粉虱等植物疾病媒介昆虫的生物控制研究; 

  (4)Taxonomy, morphology, auchenorrhyncha, homoptera, distribution, new species, leafhopper, planthopper等词代表的浅蓝色聚类,表示媒介昆虫的形态学与分类研究。 

  另外还有少量杀虫剂抗性、媒介昆虫共生菌生物多样性研究等。从研究对象看,中国媒介生物学研究以粉虱、褐飞虱、桃蚜等农业害虫为主,而世界研究以传播人或动物传染病的媒介昆虫为主。  

  2. 技术热点 

  使用Thomson Innovation数据库的Themescape Map对在中国公开的媒介生物学专利进行关键词分析,根据专利标题和摘要关键词的贡献频率和关联性绘制专利地图,获得中国媒介生物学的主要技术热点。在中国公开的媒介生物学专利主要集中在昆虫防控方面,与国际技术热点类似,大致形成3个专利岛屿,分别是生物制剂制备(左上区域)、活性成分配方(下部区域)、植物栽培技术(右上区域),三大区域中均出现专利高峰(白色部分),显示三个技术领域的技术热点。  

  (1)生物制剂制备:此类专利利用生物学技术与手段对植物病毒和传染病毒进行检测,寻找新的药物靶点和化合物。 

  (2)活性成分配比:此类专利涉及化学和工程学,为提高农药效用、降低环境污染、增强药物实用性等目标设计杀虫剂比例配方、配制工艺、给药形式。 

  (3)植物栽培技术:此类专利重点关注植物生长过程中的昆虫防治操作,主要方法包括药肥组合使用、周期性农药喷洒、生物防控、生态调节等,主要技术涉及药肥组合设计、栽种工艺确定、有益昆虫培养等。 

 
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