新疆多品种列当发生格局的演变机制及其对农业生态系统的潜在影响

本研究针对新疆地区列当（Orobanche和Phelipanche spp.）寄生杂草的时空分布规律不明、宿主范围扩展风险等问题，通过大规模田间调查结合MaxEnt模型预测，首次量化了O. cumana和P. aegyptiaca在34%采样点的侵染现状，揭示其分别主导向日葵和茄科/葫芦科作物的寄生格局，并预测未来气候情景下P. aegyptiaca适生区将扩大291%至89.65×104 km2，为跨境生物入侵防控提供科学依据。

　　

在广袤的新疆农田里，一场看不见的地下战争正在上演——被称为"植物吸血鬼"的列当（Orobanche和Phelipanche spp.）通过寄生作物根系疯狂掠夺养分，导致向日葵减产70%、番茄减产37%，每年造成全球16亿公顷农田超20亿美元损失。这类寄生杂草的种子能随风飘散、随水传播，一旦定殖便难以根除。新疆独特的干旱气候与频繁的国际农业交流，使其成为列当入侵的高风险区，但长期以来，科学家们对当地列当种群动态、宿主扩张规律及其气候响应机制知之甚少。

为破解这一难题，新疆农业科学院的研究团队开展了迄今为止最系统的列当生态调查。他们在1470个采样点中锁定504个感染位点，运用形态学鉴定结合16S rRNA基因测序技术，首次绘制出新疆列当的精细分布图谱。通过MaxEnt生态位模型与地理信息系统（GIS）的空间分析，不仅揭示了两种优势种（O. cumana和P. aegyptiaca）的当前危害格局，更预测了未来气候变暖下的潜在扩张趋势。这项发表于《Crop Protection》的研究，为跨境农业生物安全防控提供了关键科学依据。

研究采用三大关键技术：1）跨区域多点采样（覆盖新疆25个地区）结合分子鉴定（16S rRNA序列分析）；2）寄生参数量化体系（寄生率P、寄生度AD、寄生强度I）；3）MaxEnt模型预测（基于SSP585气候情景）。样本来源于受感染作物根系及地表列当植株。

【Locations】
研究区域横跨天山南北的塔里木盆地和准噶尔盆地，地理跨度34°25'-48°10'N，73°40'-96°18'E。该区域典型的大陆性气候与多样化的灌溉农业系统，构成了列当传播的"高速公路"。

【Broomrape species distributed in crop fields of Xinjiang】
调查显示：1）O. cumana在15个地区肆虐，54%感染田块以向日葵为主（阿勒泰、昌吉等地感染率达70%），8%感染加工番茄；2）P. aegyptiaca宿主范围更广，在25个地区危害番茄（37%）、甜瓜（30%）、西瓜（19%）等，伽师县等地感染频率超75%；3）16S rRNA序列存在7个碱基差异，系统发育树证实两种列当的遗传分化。

【Discussion】
生态因子分析表明：O. cumana分布受年均温、表层土壤盐基饱和度影响，而P. aegyptiaca对最暖季降水、土壤砾石含量更敏感。气候变暖将使P. aegyptiaca适生区激增291%，覆盖新疆89.65×10⁴ km²，而O. cumana适生区可能小幅萎缩。跨境种子流通与集约化农业加速了列当扩散，尤以伊犁州、喀什地区为高风险走廊。

【Conclusions】
该研究首次揭示：1）新疆列当呈现"北O南P"的分布格局，向日葵和茄科作物是主要受害者；2）两种列当对生态因子的响应存在显著差异；3）未来P. aegyptiaca可能向天山以北扩张，威胁新疆70%的设施农业区。研究建立的预测模型可为早期预警系统提供技术支撑，建议将宿主轮作、抗性品种选育与土壤种子库消杀纳入综合治理体系。

这项研究不仅填补了中国干旱区寄生杂草生态学的空白，更警示气候变化可能重塑农业生物入侵版图。当P. aegyptiaca的黄色花穗在未来几十年内席卷更多温室大棚时，这项研究提供的科学数据，或将成为守护"中亚粮仓"的第一道防线。