瓜果上主要实蝇类害虫PCR-RFLP分子鉴定技术的建立及应用

[目的]建立一种针对实蝇幼虫快速鉴定的技术方法,并应用该技术以明确我国瓜果上主要实蝇类害虫的优势种.[方法]以我国瓜果蔬菜上危害最为严重的瓜实蝇Bactrocera cucurbitae(Coquillett)、南亚果实蝇Bactrocera tau Walker和橘小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)为对象,基于3种实蝇种间存在线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ因子(mtCOⅠ)基因的序列差异,利用3种限制性内切酶SapⅠ、BsmⅠ和Sac Ⅰ酶切识别这些差异序列的特异性酶切位点,根据酶切后mtCOⅠ基因片段大小不同,对3种实蝇进行快速的鉴定识别,并进一步应用此技术对来自我国7省11市的7种瓜菜和2种水果上的21份实蝇幼虫样本进行鉴定.[结果]通过单独或组合酶切的方式建立了一套针对瓜实蝇、南亚果实蝇和橘小实蝇的PCR-RFLP快速分子鉴定技术,并将此方法应用于田间监测.田间鉴定结果表明,湖北、湖南、浙江等地区危害瓜菜的实蝇主要是南亚果实蝇,广东、广西、海南等地区瓜菜上的实蝇种类主要是瓜实蝇,且瓜实蝇和南亚果实蝇存在寄主重叠现象,云南危害火龙果和芒果等水果上的实蝇主要是橘小实蝇.[结论]本研究建立的瓜实蝇、南亚果实蝇和橘小实蝇的识别鉴定方法,因不受虫体、虫态的影响,且具有低成本、高效、快速、重复性好的特点,适用于田间瓜果上实蝇样本的快速诊断检测.依据田间鉴定结果,预测近年来瓜实蝇可能有逐渐向北扩散的趋势.     

基于线粒体DNA序列的广西蜜柑大实蝇与日本蜜柑大实蝇的比较研究

测定了广西蜜柑大实蝇Bactrocera(Tetradacus)cheni(Zhao)的线粒体COⅠ-COⅡ及16S rDNA的部分序列,与日本蜜柑大实蝇Bactrocera(Tetradacus)tsuneonis(Miyake)及其它近缘实蝇的序列进行了比较分析,用最大简约法及邻接法构建了系统树.结果显示广西蜜柑大实蝇和日本蜜柑大实蝇为近缘种,属于同一单源分支,自展检验置信度均为100%.二者之间的HKY85遗传距离为0.01705,大于昆士兰实蝇和小昆士兰实蝇、桔小实蝇和菲律宾实蝇、具条实蝇和石垣岛实蝇之间的遗传距离,接近于黑肩角桔实蝇与短条面包果实蝇的种间遗传距离.支持广西蜜柑大实蝇与日本蜜柑大实蝇为两个形态学和遗传学上非常接近的不同种.     

橘小实蝇快速检疫鉴定方法

采用形态学观察与PCR技术相结合的方法,针对台湾水果中截获的可疑橘小实蝇Bactroceradorsalis(Hendel)幼虫和蛹进行快速鉴定。采用异硫氰酸胍方法快速提取昆虫基因组DNA,并根据特异性引物,采用PCR技术从截获的可疑橘小实蝇幼虫和蛹样本中均扩增得到224 bp的特异性条带,经测序比较发现,扩增产物序列与橘小实蝇目的基因序列完全相同,由此证明可疑样本为橘小实蝇的幼虫和蛹。该方法解决了橘小实蝇幼虫和蛹等未成熟虫态的快速检疫难题,大大缩短了检测周期,值得口岸检验检疫借鉴应用。     

基于种特异性SS-COⅠ技术快速鉴定瘤胫实蝇

[目的]瘤胫实蝇为我国进境植物检疫性有害生物。寄主范围广、危害大,形态与其同属近缘种相似,传统鉴定方法是将果蔬上的各虫态饲养至成虫后进行分类鉴定,鉴定周期较长,影响口岸进境果蔬快速通关,而采用分子鉴定不仅快速且不受虫态影响。[方法]选用瘤胫实蝇为鉴定靶标,番石榴实蝇、锈红果实蝇等19种实蝇作阴性对照,应用种特异性技术,基于mtDNA COⅠ线粒体基因序列,研究筛选并设计一对种特异性引物(SS-COⅠ) LJF400和LJR564,进行PCR扩增并将PCR产物进行电泳检测。[结果]种特异性引物仅对靶标种瘤胫实蝇的COⅠ基因有扩增能力,能扩增出一条单一的长度约165 bp清晰的条带,而对其余阴性对照种均不具有扩增效果,未出现任何条带。[结论]设计的种特异性引物具高特异性,能够快速准确鉴定瘤胫实蝇,适用于各种虫态,对瘤胫实蝇的检疫鉴定和进境果蔬的快速通关具有重要意义。     

橘小实蝇和番石榴实蝇卵的提取物对两种实蝇行为的影响及化学成分分析

[目的]探究橘小实蝇Bactrocera dorsalis和番石榴实蝇Bactrocera correcta卵提取物对2种实蝇雌虫行为的影响,以及2种实蝇卵表面化合物的差异,为2种实蝇的化学生态防治提供理论依据.[方法]利用Y型嗅觉仪测定了橘小实蝇交配雌虫和番石榴实蝇交配雌虫对卵表提取物的行为反应,并利用EthoVision XT软件分析雌虫在Y管内的运动轨迹;利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)鉴定分析橘小实蝇卵和番石榴实蝇卵的化合物成分,并利用标准曲线法测定了各组分的含量.[结果]橘小实蝇卵提取物对橘小实蝇交配雌虫具有显著引诱作用(x2=9.383,P=-0.002),对番石榴实蝇交配雌虫具有显著驱避作用(x2=6.737,P=0.009),番石榴实蝇卵提取物对番石榴实蝇交配雌虫(x2=4.235,P=0.040)和橘小实蝇交配雌虫都具有引诱作用(x2=5.818,P=0.016).从橘小实蝇卵表提取物中共鉴定出11种化合物,分别是茴香脑、十五烷、十二烷酸、十二酸乙酯、(Z)-11-十四碳烯酸、十四烷酸、十四酸乙酯、(E)-9-十六碳烯酸乙酯、十六烷酸、十八碳烯酸、(Z)-9-十八碳烯酸乙酯.从番石榴实蝇卵表提取物中仅鉴定出7种化合物,而且这7种化合物在橘小实蝇的卵提取物中都存在.仅存在于橘小实蝇卵表的4种化合物是茴香脑、十二烷酸、十二酸乙酯、(Z)-11-十四碳烯酸.在2种实蝇卵提取物的相同成分中,十四烷酸、(E)-9-十六碳烯酸乙酯、十六烷酸在橘小实蝇卵表的含量显著高于番石榴实蝇.[结论]番石榴实蝇具有通过卵表化合物识别同种卵和异种卵的能力,2种实蝇的卵表化合物具有明显的差异.     

基于mtDNA COI基因序列的中国柑橘果实蝇的分子鉴定及柑橘大实蝇种群的遗传多样性分析

【目的】探明危害我国柑橘的实蝇种类以及柑橘大实蝇Bactrocera minax不同地理种群和不同寄主种群的遗传多样性。【方法】利用mtDNA COI基因对危害柑橘的果实蝇进行种类鉴定,采用MEGA软件对其中28个地理种群的535头果实蝇COI基因片段(约505 bp)序列进行比对,分析种间及种内遗传距离,构建系统发育树。使用DnaSP软件分析柑橘大实蝇不同地理种群和不同寄主种群的遗传多样性。【结果】从柑橘虫果内共鉴定出4种实蝇,分别为柑橘大实蝇B.minax、桔小实蝇B.dorsalis、蜜柑大实蝇B.tsuneonis和瑞丽果实蝇B.ruiliensis。这4种实蝇的种间遗传距离为0.0264～0.2410,种内遗传距离为0.0000～0.0140,种间与种内遗传距离没有重叠区域。单个柑橘虫果内一般仅有1种实蝇,极个别柑橘果实可同时被两种实蝇危害(4/43);在这些为害柑橘的实蝇种类中,以柑橘大实蝇的个体数量比例最大,占90.70%。柑橘大实蝇地理种群遗传多样性高,28个种群共有17个单倍型。【结论】柑橘大实蝇是所调查地区柑橘实蝇的绝对优势种,其种群遗传分化程度较高,扩散危害风险大。本研究结果对柑橘果实蝇类的监测和防控具有重要意义。     

橘小实蝇复合体分类学研究进展

橘小实蝇复合体Bactroceradorsaliscomplex是以橘小实蝇命名的实蝇类群,已知75种,广泛分布于亚洲、澳洲及环太平洋周边地区。文章概述基于形态学和遗传学特征基础上的橘小实蝇复合体的分类鉴定及系统发育研究进展,介绍近年来分子生物学技术在橘小实蝇复合体分类及系统发育研究中的应用情况,展望系统发育和行为学研究是橘小实蝇复合体未来研究的重点领域。     

中国橘小实蝇不同地理种群遗传多样性分析

【目的】为推测中国橘小实蝇Bactrocera dorsalis向北方扩散的路径和北方地区的传播来源。【方法】本研究对橘小实蝇15个地理种群的144个样本的mtDNA COⅠ序列进行测定;依据mtDNA COⅠ序列利用相关软件对橘小实蝇不同地理种群的遗传多样性、遗传分化等进行分析。【结果】在橘小实蝇144个样本的mtDNA COⅠ序列中获得了75个单倍型,其中单倍型H＿7为7个地理种群所共享,北方地理种群与原发生地区种群间存在共享单倍型,绝大部分为种群独享单倍型。15个橘小实蝇地理种群总体表现出高水平的核苷酸多样性(Pi=0.02076)和单倍型多样性(Hd=0.99413),不同橘小实蝇地理种群间遗传分化较大。系统进化树显示,橘小实蝇各地理种群中的单倍型分布格局较为混杂,未形成明显的系统地理结构;系统进化树分为2支,湖北武汉、重庆北碚、福建福州、湖南衡阳、江苏南京、海南海口、河北保定、河南郑州、广东广州的地理种群聚为一支,海南三亚、广西南宁、云南丽江、湖南邵阳、山东泰安、山东临沂的地理种群聚为一支,北方新发生地理种群在两个分支中均有分布。橘小实蝇整体错配分析结果显示为单峰,表明橘小实...     

不同生境中橘小实蝇种群动态及密度的差异

为揭示不同生境条件对橘小实蝇种群动态及密度的影响,通过设置橘小实蝇诱捕器,对2008-2009年福州地区不同生境条件下的橘小实蝇种群动态进行了监测。结果表明：（1）各寄主的转色成熟期是该果园橘小实蝇发生的高峰期。（2）在瓜果的成熟期,果园内橘小实蝇的种群数量要高于果园周边丛林的种群数量;成熟期过后,果园内部的种群数量小于果园周边丛林。（3）山谷生境橘小实蝇种群数量明显高于山脊生境,沿河生境则要明显高于非沿河生境。（4）城区的橘小实蝇的发生期早于乡村,且发生量要大于乡村。     

橘大实蝇的产卵行为观察

2005年6月,在湖北省清江河谷地区早熟蜜柑园内观察了橘大实蝇Bactrocera(Tetradacus)minax(Enderlein)的产卵行为。整个产卵过程可分为定位、准备、穿刺、排卵和结束5个阶段。产卵1次所需的时间和排卵的数量与天气状况有关,一般需时14~46min。产卵深度因柑橘的品种和处在产卵期的果实直径大小而不同,在脐橙、柚、早熟蜜柑上的平均产卵深度分别为7.2,13.3和8.1mm。每雌的怀卵量平均71粒。雌成虫在产卵过程中有多头雄成虫在其周围活动或者是等待与其交尾,产卵和交尾在同一时段内多次交替进行。     

三种常见实蝇的形态学、生物学和生态学比较

对瓜实蝇Bactrocera (Tetradacus) minax (Enderlein)、桔小实蝇Bactrocera (Bactrocera) dorsalis (Hendel)和桔大实蝇Bactrocera (Zeugodacus) cucurbitae (Coquillett)的形态学、生物学、生态学等方面进行了比较和分析,包括三种实蝇在国内外的分布情况,对寄主选择的差异,各种虫态的形态特征,发育历期和生活史,并对它们的危害状况和防治方法分别作了介绍,可为3种实蝇的鉴定和防治提供参考.     

中国果实蝇属种类的DNA条形码鉴定(双翅目,实蝇科)

将实验获得的25种果实蝇的155条COⅠ条形码序列,利用MEGA4.1的Kimura-2-Parameter模型进行了遗传距离分析和构建系统发育树,来检验线粒体COⅠ基因条形码序列对果实蝇属种类鉴定的有效性。研究表明COⅠ条形码序列能够对除桔小实蝇复合体外的中国果实蝇属种类进行准确鉴定。     

柑橘大实蝇的产卵特性

通过田间调查,明确柑橘大实蝇Bactrocera (Tetradacus) minax (Enderlein)的产卵特性和在3种寄主植物上产卵的时间动态。柑橘大实蝇对杂柑为害率最高,3个寄主品种均以中层北面果实受害严重。柑橘大实蝇最喜在直径为(3.3±0.2)cm的果实上产卵。     

橘大实蝇对三种寄主植物的偏好比较

比较取食3种不同寄主植物脐橙、杂柑、蜜橘对橘大实蝇Bactrocera(Tetradacus)minax(Enderlein)的蛹特征、卵量及为害率的影响,研究橘大实蝇对寄主植物的选择性。结果表明,取食蜜橘的橘大实蝇其蛹长及蛹宽显著大于取食脐橙的;取食杂柑的与取食脐橙的无显著差异。三者之间蛹重差异显著。取食蜜橘的雌成虫卵量显著大于取食脐橙的,取食杂柑的雌成虫卵量与取食脐橙的其无显著差异。对寄主植物的为害率顺序为:脐橙>杂柑>蜜橘。     

Rapid identification of Bactrocera latifrons (Dipt., Tephritidae) by real-time PCR using SYBR Green chemistry

Abstract:  The solanum fruit fly, Bactrocera latifrons (Hendel), is a major agricultural pest in Asia and Hawaii, and it is important to prevent its widespread invasion in plant quarantine. In this study we introduced a real-time polymerase chain reaction (PCR) essay, using SYBR Green I dye, to rapidly identify B. latifrons on an ABI PRISM 7700 sequence detection system. A latifron-specific PCR primer set was obtained based on mtDNA COI gene of B. latifrons . Nine Bactrocera fruit flies, B. latifrons , Bactrocera dorsalis , Bactrocera papayae , Bactrocera carambolae , Bactrocera philippinensis , Bactrocera occipitalis , Bactrocera correcta , Bactrocera cucurbitae and Bactrocera tau , were used to determine the specificity of primers lati1 and lati2. A series of genomic DNA dilutions of B. latifrons (0.01, 0.1, 1, 10, 20, 40 and 100 ng) were used to assess the sensitivity of the SYBR Green PCR. Template DNA concentration was one of the sources of variability in cycle threshold values (CT) and the optimum DNA concentration was between 1 and 20 ng. Genomic DNA isolated from larvae, pupae and adult specimens of B. latifrons were used to assess the specificity of the SYBR Green PCR. Melting curve analysis and agarose gel electrophoresis was employed to check the specificity of PCR products. Similar amplification plots were obtained using DNA from the three different stages of B. latifrons with primer set lati1/lati2. The melting temperature ( T _m) of PCR products was 77.5 ± 0.1°C, and the length of the amplified fragment 366 bp. Given the specificity and sensitivity of the assay, combined with high speed, low cost and the possibility of automating, SYBR Green PCR can be used as a rapid and specific technique for pest species identification in plant quarantine.     

云南桔小实蝇五个地理种群的遗传分化研究

对云南省瑞丽、景洪、化念、元江、河口的桔小实蝇5个地理种群共27个个体的线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ(COⅠ) 基因进行了部分序列测定。序列的碱基变化中转换明显多于颠换、无碱基的插入和缺失。5个地理种群中共有27个多态位点和23种单倍型,其中2种为共享单倍型。桔小实蝇5个地理种群的Fst值在0.0364～0.1364之间(P>0.05), Nm值在3.88～13.25之间。对其所有单倍型聚类分析发现,单倍型在系统树中的分布散乱、混杂,没有显示出明显的地理分布族群。分析认为5个地理种群间已存有一定程度的遗传分化,但分化的程度还比较低。造成5个种群这种遗传分化的因素主要与地理隔离有关,而种群间低程度的遗传 分化估计与桔小实蝇在云南的发展历史及生态适应有关。     

基于mtDNA COI基因的离腹寡毛实蝇属常见种DNA条形码识别和系统发育分析

【目的】离腹寡毛实蝇属Bactrocera昆虫是最具经济重要性的实蝇类害虫,本研究依据mtDNA COI基因碱基序列对离腹寡毛实蝇属常见实蝇种类进行识别鉴定与系统发育分析。【方法】以口岸经常截获的离腹寡毛实蝇属8个亚属21种实蝇为对象,采用DNA条形码技术,通过对mtDNA COI基因片段 (约650 bp)的测序和比对,以MEGA软件的K2-P双参数模型计算种内及种间遗传距离,以邻接法(NJ) 构建系统发育树。【结果】聚类分析与形态学鉴定结果一致,除11种单一序列实蝇外,其他10种实蝇均各自形成一个单系,节点支持率为99%以上。种内（10种）遗传距离为0.0003~0.0068,平均为0.0043;种间（21种）遗传距离为0.0154~0.2395,平均为0.1540;种间遗传距离为种内遗传距离的35.8倍,而且种内、种间遗传距离没有重叠区域。【结论】基于mtDNA COI基因的DNA条形码技术可以用于离腹寡毛实蝇属昆虫的快速鉴定识别,该技术体系的建立对实蝇类害虫的检测监测具有重要意义。     

柑橘大实蝇成虫的翅载和额外负载能力

对柑橘大实蝇Bactrocera (Tetradacus) minax (Enderlein)的有效管理受阻于对其成虫运动行为的较少的认识。通过测定其成虫翅载能力和忍受额外负载重量的能力, 从而确定其成虫所携带不同的额外负载的电子标签重量对其正常起飞的影响程度, 为制作合适的昆虫谐波雷达的电子标签提供技术参数。其雌雄成虫的翅载能力并没有随着成虫个体重量增加而降低, 也没有因为性别不同而存在差异。成虫经过正常取食和饥饿（只喂清水）变化处理, 其成虫平均净载重量约为11 mg。来自网室成虫忍受额外负载试验结果表明, 成虫额外负载7.3 mg重量或为占其自身体重大约23%重量对于其向上起飞行为有较少或没有直接的影响。结果进一步表明, 在确定昆虫谐波雷达技术跟踪其成虫携带的电子标签适合性时, 选择的电子标签的重量不能超过7.3 mg。     

Phylogenetic relationships among Bactrocera species (Diptera: Tephritidae) inferred from mitochondrial DNA sequences

Several members of the dipteran family Tephritdae are serious pests because females lay eggs in ripening fruit. The genus Bactrocera is one of the largest within the family with over 500 described species arranged in 28 subgenera. The phylogenetic relationships among the various species and subgenera, and the monophyly of specific groups have not been examined using a rigorous phylogenetic analysis. Therefore, phylogenetic relationships among 24 Bactrocera species belonging to 9 subgenera were inferred from DNA sequence of portions of the mitochondrial 16S rRNA, cytochrome oxidase II, tRNA(Lys), and tRNA(Asp) genes. Two morphological characters that traditionally have been used to define the four groups within the subgenus Bactrocera were evaluated in a phylogenetic context by mapping the character states onto the parsimony tree. In addition, the evolutionary trend in male-lure response was evaluated in a phylogenetic context. Maximum parsimony analyses suggested the following relationships: (1) the genus Bactrocera is monophyletic, (2) the subgenus B. (Zeugodacus) is paraphyletic, (3) the subgenus B. (Daculus) is a sister group to subgenus B. (Bactrocera), and (4) the subgenus B. (Bactrocera) is monophyletic. The mapping analyses suggested that the morphological characters exhibit a simple evolutionary transition from one character state to another. Male-lure response was identified as being a labile behavior that has been lost on multiple occasions. Cue-lure response was plesiomorphic to methyl-eugenol response, and the latter has evolved independently within the Bactrocera and Zeugodacus groups of subgenera. The implications of our results for devising a coherent, consolidated classification for Bactrocera is discussed.