烟粉虱生物型的监测及其遗传结构研究

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种重要的农业害虫并包括许多生物型,其中B型和Q型是入侵性较强的2种生物型。文章着重介绍近年来在烟粉虱生物型的监测及其遗传结构方面的研究进展。B型烟粉虱和Q型烟粉虱这2个生物型均已入侵我国,其中多数地区烟粉虱是B型烟粉虱,局部地区有Q型烟粉虱并呈现不断蔓延趋势。微卫星(SSR)分子标记分析结果表明我国B型烟粉虱的入侵来源具有多元化,而云南地区Q型烟粉虱来源比较单一。化学农药的使用能够影响室内种群的遗传结构,降低种群的遗传多样性。基于RAPD、ISSR分子标记的分析结果表明,Q型烟粉虱种群各项遗传多样性指数均比B型烟粉虱的高。今后加强烟粉虱入侵生物型的遗传结构及其种群动态关系等方面的研究,对于揭示烟粉虱的灾变机制及其控制具有重要的意义。     

基于微卫星标记对中国Q型烟粉虱早期入侵种群与B型烟粉虱种群的遗传结构分析（英文）

2003年首次在云南昆明发现Q型烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)传入中国。随后几年时间内, 它在许多省份逐年取代了B型烟粉虱种群。2008年后,Q型烟粉虱基本上成为了中国多数省份农区的优势生物型。为了进一步揭示Q型烟粉虱在中国快速扩散以及取代B型烟粉虱的遗传学基础, 本研究利用11个微卫星位点分析并比较了2003年中国云南昆明Q型烟粉虱入侵种群及其他地点的11个B型入侵种群, 西班牙2个Q型土著种群, 以色列1个Q型入侵种群, 以色列1个B型土著种群, 以及西班牙、 美国与澳大利亚的5个B型入侵种群的遗传结构。结果表明, 中国Q型烟粉虱早期种群（云南昆明种群）可能来自于西部地中海地区。中国B型烟粉虱种群遗传多样性高于西班牙、 澳大利亚、 美国B型种群, 中国B型可能存在多次传入或某个混合种群的再次传入。相对于原产地种群, 中国Q型烟粉虱早期入侵种群与B型烟粉虱种群遗传多样性并没有明显降低, 表明Q型与B型烟粉虱种群可能经历了较小的瓶颈效应或奠基者效应。中国Q型烟粉虱早期入侵种群遗传多样性高于B型烟粉虱种群, Q型烟粉虱这种较高的遗传多样性可能为其较强的生态适应性提供了遗传基础, 有利于Q型烟粉虱在新的环境下快速扩散并取代B型烟粉虱。     

烟粉虱B型与Q型种群遗传多样性的AFLP分析

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是由多种生物型或物种组成的复合种。Q型烟粉虱在我国部分地区正在取代B型烟粉虱成为优势生物型。烟粉虱Q型与B型遗传多样性比较研究为解析这2种生物型入侵的遗传学基础具有重要的意义。本文利用AFLP技术研究了Q型(包括Q1型、Q2型)、B型烟粉虱种群的遗传多样性。结果表明:Q型烟粉虱遗传多样性高于B型烟粉虱;Q1型烟粉虱各项遗传多样性指数均接近于Q2型。最后探讨了AFLP与SSR分子标记的各自特点。     

微卫星位点在Q型烟粉虱入侵种群中的多态性分析

近年来烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)Q型入侵我国并在部分地区取代B型成为了烟粉虱优势生物型。外来物种的入侵过程及农药使用等因素可影响种群的遗传多样性水平及其遗传结构。本研究分析了4个微卫星位点在Q型烟粉虱入侵种群的多态信息含量(PIC),并在此基础上进行了遗传多样性分析。结果表明这些微卫星位点在Q型烟粉虱入侵种群中具有中度或高度多态性,说明微卫星位点能有效分析Q型入侵种群的遗传多态性。本研究为利用微卫星标记研究Q型入侵种群的遗传结构奠定了基础。     

烟粉虱生物型研究进展

烟粉虱B em isia tabaci(G ennad ius)是一种取食植物汁液的重要农业害虫,同时也是许多植物病毒最重要的传播介体之一。烟粉虱被认为是由许多具有明显遗传分化的不同种群即生物型组成的复合种,其中B型烟粉虱是一种入侵性最强的生物型,几乎在世界各地均有分布。由于不同生物型的烟粉虱在寄主范围、传毒能力、地理分布、抗药性等许多生物学方面存在差异,因此对烟粉虱生物型的鉴定及其遗传分化研究对于该害虫的可持续控制具有重要的指导意义。烟粉虱生物型的鉴定方法包括生物学鉴定、酶谱鉴定以及分子标记鉴定的方法,其中使用的分子标记包括RAPD、AFLP、rDNA-ITS1、m tDNA CO I以及SSR等标记。目前,不同生物型的烟粉虱尤其B型烟粉虱的分类地位仍然存在争议。介绍了不同生物型烟粉虱的生物学差异、鉴定方法及其遗传分化研究的最新进展,同时探讨了不同生物型烟粉虱的分类地位和研究方向。     

mtCOI PCR-RFLP技术鉴别中国入侵型和土著型烟粉虱种群的有效性分析

烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)是世界范围内最重要的入侵生物之一,准确地鉴别烟粉虱入侵生物型和土著生物型具有十分重要的现实意义。mtCOI PCR-RFLP技术具有快速、高效的特点,是当前应用最广泛的烟粉虱生物型鉴定技术,但是,不同限制性内切酶为基础的mtCOI PCR-RFLP技术在鉴定我国烟粉虱种群中的有效性仍不明了。本文比较了已报导的5种mtCOI PCR-RFLP技术在鉴别中国烟粉虱种群入侵生物型和土著生物型(B型、Q型,ZHJ1型、ZHJ2型、ZHJ3型)的有效性。结果表明,内切酶AluI不能区分B型和ZHJ2型烟粉虱;内切酶TaqI不能准确区分ZHJ3型和Q型烟粉虱个体;而内切酶VspI不仅不能准确区分ZHJ1型和Q型烟粉虱个体,也不能准确区分B型和ZHJ2型烟粉虱;内切酶MseI和Tru9I则不能有效鉴别上述5种烟粉虱生物型,因此不适宜推广使用。     

RAPD方法用于区分中国烟粉虱的生物型

应用RAPD－PCR技术研究了中国大陆10个烟粉虱种群的生物型情况,聚类分析表明,这10个种群中包含了3种生物型：烟粉虱B型,广西型（南宁南瓜寄主）和福建型（福州地瓜）。值得注意的是,在福建并存着两种烟粉虱生物型,即苷蓝上的B型烟粉虱和甘署上的福建福州型,研究表明烟粉虱B型已经传入中国,至少在北京,山东,新疆,福建,广东等地都有发生和分布,广西型和福建型是否中国的本地土种群还需进一步研究。     

B型烟粉虱的入侵机理与控制基础——国家重点基础研究发展计划“农林危险生物入侵机理与控制基础研究”进展

针对B型烟粉虱入侵后的暴发性及生态系统的可侵入性,开展了B型烟粉虱的入侵机制、成灾机理和控制基础研究.结果显示,目前我国至少存在6种生物型（B,Q,ZHJ-1,ZHJ-2,ZHJ-3,FJ-1）,其中B型烟粉虱在我国大部分地区、Q型烟粉虱在我国长江流域已成为优势种群,给蔬菜、花卉和棉花生产造成严重危害.寄主植物、地理环境及杀虫剂可诱导B型烟粉虱产生遗传分化,使其种群遗传结构发生快速演变;黄瓜和南瓜可诱导羧酸酯酶（CarE）和谷胱甘肽S-移酶（GSTs）活性升高,增强B型烟粉虱抗药性;植物次生物可诱导B型烟粉虱解毒酶活性升高.B型烟粉虱所具有的较强的高温胁迫适应能力和热激蛋白基因的表达与响应密切相关.B型烟粉虱可取代土著烟粉虱,B型烟粉虱与土著烟粉虱间的非对称交配干扰及其与植物双生病毒间的互利共生加剧了B型烟粉虱的入侵;特定条件下B型烟粉虱可取代温室粉虱,较强的逆境适应能力、较快的种群增长力可能是B型烟粉虱取代温室粉虱的主要机制;较强的对寄主转换的适应能力与B型烟粉虱寄主谱扩张有关.土著天敌对B型烟粉虱具有较强的控制潜能;B型烟粉虱3,4龄若虫及蜜露可诱导丽蚜小蜂产生强烈的搜索行为,若虫利它素在丽蚜小蜂寄主搜索和定位中具有重要作用.研究结果为阐明B型烟粉虱入侵种群在我国的遗传分化与快速演变机制和分子生态适应机制、探明种群形成与扩张过程中生态对策的调整及其效应提供了理论依据,为B型烟粉虱的生物生态控制途径和持续治理策略提供了保障。     

Q型烟粉虱东地中海种群遗传多样性的mtCOI与SSR分析

前期研究表明入侵我国山东的Q型烟粉虱Bemisia tabaci（Genn.）种群来源于西地中海地区而非来源于东地中海地区。为了揭示Q型烟粉虱的入侵遗传机制, 本研究进一步利用线粒体COI（mtCOI）基因与6个具有多态性的微卫星位点（SSR）分析了东地中海Q型烟粉虱（Q1支系与Q2支系）种群的遗传多样性, 并与西地中海种群遗传多样性的前期研究结果进行了比较分析。基于mtCOI基因与微卫星标记分析结果表明, 东地中海种群与西地中海种群一样也具有较高的遗传多样性, 然而两个地区种群存在着遗传异质性。不同入侵性种群遗传结构的比较研究将为进一步解析外来种群的入侵生理生态机制奠定基础。     

中国部分地区烟粉虱生物型种类及系统发育关系分析

烟粉虱是一种危害严重的世界性害虫,是一个快速进化的复合种.本文利用mtCOI分子标记方法,对2010和2011年采自我国9个省(市)的33个烟粉虱种群进行了生物型鉴定和系统发育分析.结果表明： 我国目前存在着B型、Q型、ZHJ-1型、ZHJ-3型、An型以及Nauru型等6种生物型,且不同生物型的分布是不均匀的.遗传距离及系统发育树的分析结果显示,海南省的An型和台湾省的An型聚为一支,为同一来源;中国B型与来自法国和乌干达的B型的亲缘关系较近,同源性达到99%以上;中国的Q型与来自摩洛哥和法国的Q型聚为一个分支,而来自以色列和土耳其的Q型烟粉虱单独聚为一支,说明中国的Q型烟粉虱与来自地中海西部的Q型烟粉虱亲缘关系更近,可以推断中国的Q型烟粉虱的起源地为地中海西部地区.
     

Genetic differentiation of Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodidae) biotype Q based on mitochondrial DNA markers

In the present study, genetic differentiation of Bemisia tabaci (Gennadius) biotype Q was analyzed based on mitochondrial cytochrome oxidase I (mt COI) gene sequence. The results showed that B. tabaci biotype Q could be separated into two subclades, which were labeled as subclades Q1 and Q2. Subclade Q1 was probably indigenous to the regions around the Mediterranean area and subclade Q2 to Israel or Cyprus. It was because B. tabaci was composed of several genetically distinct groups with a strong geographical association between more closely related biotypes. Not all of the B. tabaci biotype Q in the non‐Mediterranean countries come from the same regions. Until now, all B. tabaci biotype Q in China were grouped into subclade Q1. The B. tabaci biotype Q introduced into the US included both subclades Q1 and Q2. The genetic structure analysis showed higher genetic variation of subclade Q1 than that of subclade Q2.     

华东、华南和西南地区烟粉虱的种群及寄主分化

烟粉虱Bemisia tabaci是一个复合种,它具有的生物型分化、较强的传播病毒的能力和抗药性、较快的繁殖速率等特征使其成为我国农业生产中重要害虫之一。本研究利用细胞色素线粒体氧化酶Ⅰ基因,对采集自江苏、广东和云南三省的烟粉虱样本进行了生物型鉴定,并对烟粉虱生物型与寄主植物之间的关联性开展了调查。结果表明,在广东和云南省,都存在未鉴定的土著种群与入侵的B型、Q型共存的现象;同时,在本研究中广东省尚未采集到Q型烟粉虱,而在江苏采集到的粉虱样本全部为入侵型。研究结果还表明,相对于入侵种而言,土著种群显示出更强的寄主植物趋同性;丰富的寄主植物以及本身具有的多食性特性有助于B型、Q型等生物型在世界各地的广泛入侵。     

江苏地区烟粉虱生物型演替研究初报

本文连续5年系统监测了江苏省13个地级市烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)生物型的发生分布状况,探讨了它们的迁移扩散和演替规律。利用RAPD分子标记和mtDNA COI基因序列进行烟粉虱生物型鉴定,结果表明:江苏地区发生的烟粉虱生物型为B型和Q型。自2005年到2009年,B型烟粉虱在苏南和苏北地区的发生分布频率逐年下降,在苏北地区的发生分布频率由52.58%下降为22.22%,在苏南由56.52%下降为9.37%;而Q型烟粉虱在苏南和苏北的发生分布频率逐年升高,在苏北由47.42%上升至77.78%,在苏南由43.48%上升为90.63%。B型烟粉虱的发生分布范围由全省逐渐向苏北地区缩小,而Q型烟粉虱的发生分布范围逐渐扩大遍及全省;此外,Q型烟粉虱在江苏是由苏中和苏南地区向苏北地区扩散,并逐步取代B型烟粉虱成为江苏地区农作物的主要害虫。     

微卫星位点BEM06与BEM23鉴别烟粉虱B型与Q型的有效性

烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius) B型与Q型是烟粉虱复合种中入侵性较强、分布较广的2种生物型, 当前在许多地区混合发生。这2种生物型的快速鉴别对其种群动态调查及入侵生态学研究具有重要价值。为了验证微卫星位点BEM06与BEM23鉴别B型与Q型烟粉虱的有效性, 本研究分析了这2个微卫星位点的等位基因在国内外17个B型、4个Q型、3个非B/Q型烟粉虱种群的分布特点。结果表明: 这2个微卫星位点的联合使用可鉴别B型与Q型烟粉虱, 但是无法有效地将B型、Q型与一些非B/Q型烟粉虱某些个体区分开来。结果提示: 利用微卫星位点BEM06与BEM23鉴别B型与Q型烟粉虱具有一定的局限性, 尤其是田间烟粉虱存在其他生物型时需要慎重使用这种鉴别方法。     

烟粉虱生物型对浅黄恩蚜小蜂寄主选择及个体发育的影响

为探讨寄生蜂在Q型烟粉虱Bemisia tabaci替代B型烟粉虱的过程中是否起作用, 我们在实验室条件(温度27±1℃, 光周期16L∶8D, 相对湿度RH 70%～80%)下, 观察了浅黄恩蚜小蜂Encarsia sophia寄生B型和Q型烟粉虱若虫的行为, 研究了浅黄恩蚜小蜂对B型和Q型烟粉虱若虫的选择性、 烟粉虱生物型对浅黄恩蚜小蜂取食数量及个体发育的影响。结果发现, 浅黄恩蚜小蜂体外检测时间在B型和Q型烟粉虱若虫间差异不显著, 而寄生Q型烟粉虱若虫时的体内检测和产卵时间(190.2±14.6 s）显著高于寄生B型时所用时间(140.0±7.5 s)。在非选择条件下, 浅黄恩蚜小蜂寄生B型烟粉虱若虫的数量(8.1±0.5头)及总产卵量（9.3±0.6粒）显著高于仅提供Q型烟粉虱的寄生数量(6.3±0.5头)及总产卵量(7.0±0.6粒); 而被寄生若虫单头着卵量在处理间差异不显著。在选择性条件下, 该蜂寄生B型烟粉虱若虫量(3.1±0.4头)、总产卵量(3.8±0.5粒)及被寄生若虫单头着卵量(1.2±0.1粒)都显著高于寄生Q型烟粉虱时的情况(1.8±0.3头、1.8±0.4粒、0.7±0.1粒)。被寄生蜂取食的B型与Q型烟粉虱数量间差异不显著, 但对于同一生物型而言, 交配过的雌蜂能够取食更多的烟粉虱若虫。以B型烟粉虱为寄主时, 浅黄恩蚜小蜂雌蜂卵-黑蛹(7.2±0.1 d)、黑蛹-羽化(5.2±0.1 d)的发育时间与以Q型烟粉虱若虫为寄主时的相应发育时间(7.3±0.1 d, 5.6±0.1 d)间无显著性差异。以B型烟粉虱为寄主时寄生蜂的羽化率（73.55%±1.42%）与以Q型烟粉虱为寄主时的羽化率（68.42%±13.01%）间差异不显著。这些结果表明, 虽然浅黄恩蚜小蜂发育时间、 羽化率在烟粉虱2种生物型间无显著差异, 但该小蜂倾向于B型烟粉虱若虫作为寄主, 而且, 以B型烟粉虱若虫为寄主时, 小蜂的产卵量和寄生若虫数量均增加。但田间浅黄恩蚜小蜂的存在是否有助于Q型烟粉虱成为B型和Q型混合种群的优势种群, 还需进一步研究。     

B型与浙江非B型烟粉虱药剂敏感性的比较

比较了新入侵我国的B型烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)与非B型烟粉虱ZHJ-1种群对5%吡虫啉乳油和5%吡丙醚乳油2种杀虫剂的敏感性。ZHJ-1种群卵、若虫和成虫对这2种药剂的敏感性均比B型的明显或显著要高。吡丙醚具有高杀卵活性,在有效成分为0.25mg/L时,2个烟粉虱种群卵的死亡率高于90%。药剂敏感性的差异可能是B型竞争取代本地非B型烟粉虱的一个重要原因。     

B型烟粉虱与浙江非B型烟粉虱的竞争

为了了解近年来入侵中国的B型烟粉虱(Bemisiatabaci)取代本地非B型烟粉虱的潜能,在室内将一个B型与一个浙江非B型烟粉虱种群混合饲养在不同寄主植物上,跟踪观察混合种群中两个生物型个体数量相对比例的变化。结果表明,当两种生物型在棉花(Gossypiumhirsutum)上以相同初始数量共存竞争时,经过6代,非B型完全被B型替代;而在西葫芦(Cucurbitapepo)上以相同初始数量共存竞争时,只经过2代,非B型即完全被B型替代。在棉花上,即使以非B型占87%、B型占13%开始共存竞争,经过225d后,非B型也完全被B型替代。这说明B型烟粉虱具有在短期内竞争取代浙江非B型烟粉虱的能力。经分析,B型除了寄主范围比非B型的宽这一点对其竞争有利外,较强的内在竞争潜能也是其能成功入侵并替代本地非B型烟粉虱的一个重要原因。     

Distribution and molecular characterization of distinct Asian populations of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) in Japan

Bemisia tabaci (Gennadius) is considered to be the most economically important pest insect worldwide. The invasive variant, the Q biotype of B. tabaci was first identified in 2004, and has caused significant crop yield losses in Japan. The distribution and molecular characterization of the different biotypes of B. tabaci in Japan have been little investigated. In this study, B. tabaci populations were sampled from the Japanese Archipelago, the Amami Archipelago and the Ryukyu Islands between 2004 and 2008, and the nucleotide sequences of their mitochondrial cytochrome oxidase I genes were determined. Bayesian phylogenetic relationship analysis provided the first molecular evidence that the indigenous Japanese populations could be separated into four distinct genetic groups. One major native population from the Japanese Archipelago, given the genetic group name Lonicera japonica, was separated into an independent group, distinct from the other genetic groups. The second major population, the Nauru biotype in the Asia II genetic group, was identified in the Amami Archipelago and the Ryukyu Islands. Two distinct minor genetic groups, the Asia I and the China, were also identified. One invasive B‐related population belonging to the Mediterranean/Asia Minor/Africa genetic group has been identified in Honshu. All lineages generated by the phylogenetic analyses were supported by high posterior probabilities. These distinct indigenous B. tabaci populations developed in Japan under geographical and/or biological isolation, prior to recent invasions of the B and Q biotypes.