寄主植物对B型烟粉虱形态学和生物学特性的影响

为了解B型烟粉虱(Bemisiatabaci)在不同寄主植物上的生物学特性,以制定科学的综合治理措施,作者在271℃的条件下,研究测定了B型烟粉虱在棉花(Gossypiumhirsutum)、一品红(Euphorbiapulcherrima)、甘蓝(Brassicaoleraceavar.capitata)、黄瓜(Cucumissativus)、西葫芦(Cucurbitapepo)、茄子(Solanummelongena)和番茄(Lycopersiconesculentum)上各虫态大小、成活率、发育历期、成虫寿命、平均产卵量等生物学参数。结果表明:取食不同寄主植物的烟粉虱伪蛹在黄瓜和棉花上体型最大,在一品红上最小;烟粉虱从卵到成虫羽化,发育历期以在一品红上最长(22.0d),黄瓜上最短(17.3d);平均单雌产卵量以在番茄上最多(266.5粒/雌),一品红上最少(112.9粒/雌);成虫的寿命在番茄、黄瓜和茄子上显著长于在其他4种寄主植物上。烟粉虱从卵发育到成虫的存活率以在黄瓜上最高(77.8%),西葫芦上最低(55.6%),两者差异显著。综合比较7种寄主植物,黄瓜是烟粉虱种群生长发育和繁殖的最适寄主。     

寄主植物对B型烟粉虱选择行为和生物学参数的影响

通过培养皿内自由扩散观察和生物学观察,对黄瓜、茄子、辣椒、棉花和甘薯上B型烟粉虱的寄主选择性和生物学参数进行了研究.结果表明：B型烟粉虱成虫向寄主植物叶片自由扩散的初始阶段（2 h）,各寄主植物叶片上虫量的差异不大,在随后的4～48 h内黄瓜叶片上的虫量不断增加,茄子、棉花和甘薯叶片上的虫量相对稳定,而辣椒叶片上的虫量却不断下降,说明B型烟粉虱对黄瓜的选择性最强、对辣椒的选择性最弱,且饥饿和吡虫啉预处理均不影响B型烟粉虱的寄主选择性;取食不同寄主植物烟粉虱成虫的蜜露分泌量差异显著,从高到低依次为黄瓜、甘薯、棉花、茄子、辣椒;黄瓜、茄子、甘薯、棉花上烟粉虱成虫的寿命显著长于辣椒,其平均单雌产卵量(分别为224.33粒、182.33粒、191.73粒和172.60粒)也均显著高于辣椒(47.83粒);各寄主植物上烟粉虱卵的孵化率和发育历期差异均不显著;烟粉虱若虫在黄瓜、茄子、甘薯和棉花上的发育历期分别为10.60 d、11.96 d、11.11 d和13.20 d,死亡率分别为5.21%、27.78%、17.24%和37.11%,在辣椒上不能完成正常发育.     

不同寄主植物上烟粉虱次生共生菌感染与性比相关性

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)体内次生共生菌感染受寄主植物的影响,一些共生菌会引起害虫的雌性化,明确田间不同寄主植物上害虫种群中共生菌与性比的相关性,可有利于进一步了解烟粉虱田间种群暴发机制。【方法】采集田间不同寄主植物上烟粉虱成虫,观察其性比,并对其中次生共生菌进行分子检测,分析共生菌携带率与性比相关性。【结果】江苏南京地区棉花、番茄、黄瓜和红薯4种寄主植物上烟粉虱次生共生菌Hamiltonella和Rickettsia感染均存在显著差异,其中Hamiltonella为优势共生菌,感染率依次为:棉花>黄瓜>番茄>红薯。寄主植物间Wolbachia和Cardinium的感染率均无显著差异。各寄主植物上烟粉虱雌性比均高于60%,其中黄瓜上高达75.6%,但不同寄主植物间无显著差异。进一步分析表明,Hamiltonella和Rickettsia感染率均与烟粉虱雌性比呈显著的二次多项式相关性。当Hamiltonella和Rickettsia感染率分别低于69%和5%时,随着感染率提高,烟粉虱雌性比上升,当感染率高于上述值时,则随着感染率增加,雌性比下降。【结论】棉花、番茄、黄瓜和红薯4种寄主植物上烟粉虱均表现出雌性化,但不同寄主植物间性比无差异,烟粉虱体内次生共生菌与性比存在相关性。     

番茄褪绿病毒对MED烟粉虱成虫在不同寄主植物上的寄主选择性和取食行为的影响

【目的】由粉虱传播的番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus, ToCV)具有较强的暴发性和流行性,目前该病毒现已蔓延至世界各地,可为害多种作物,对农林经济生产造成严重危害。病毒侵染会影响介体昆虫的寄主选择性和取食行为,从而影响病毒传播。本研究旨在明确ToCV对MED烟粉虱Bemisiatabaci在不同寄主上的寄主选择性及取食行为的影响。【方法】利用Y型嗅觉仪测定携带和未携带ToCV的MED烟粉虱雌成虫的寄主选择性,利用刺吸电位(electrical penetration graph, EPG)技术比较携带和未携带ToCV的烟粉虱雌成虫在健康的番茄、辣椒、棉花和豇豆4种寄主植株上的取食行为差异。【结果】未携带ToCV的MED型烟粉虱雌成虫对于4种寄主植物的选择偏好性排序为番茄、辣椒＞棉花＞豇豆;携带ToCV烟粉虱雌成虫对4种寄主植物的选择性偏好性降低,排序为番茄、辣椒、棉花＞豇豆。与未携带ToCV烟粉虱雌成虫相比,携带ToCV烟粉虱雌成虫取食4种植物所产生的刺探次数均显著增加,第1次到达韧皮部的时间有明显延后,取食总时间与韧皮部的取食时间明显减少。【结论】ToCV使烟粉虱对寄主的选择偏好性和取食行为发生显著改变,从而增加了病毒在寄主植物间传播的可能。     

寄主挥发物、叶色在B型烟粉虱寄主选择中的作用

在室温条件下,研究B型烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)对不同寄主植物和颜色的行为趋性。笼罩实验的结果显示,烟粉虱雌虫对共存的5种寄主植物偏好存在显著差异,总体上表现为对番茄的趋性最强(35·0%),甘蓝次之(27·7%),烟草和棉花再次之,辣椒最低(7·1%);且随着时间的延长,烟粉虱数量在番茄上逐渐增加,在甘蓝上呈下降趋势,在烟草、棉花和辣椒上变动幅度不大,但数量总体上仍是番茄(48·8%)>甘蓝(18·4%)>烟草、棉花>辣椒(3·4%)。但烟粉虱在不同寄主植物上的产卵量则表现为:甘蓝>番茄>棉花、烟草>辣椒;其中甘蓝和番茄上卵量分别占总卵量的56·8%和28·2%;而烟草、棉花和辣椒上的卵量均不到总卵量的6·0%。"Y"型嗅觉仪进一步测定表明:寄主植物番茄和甘蓝气味对烟粉虱具有显著引诱作用,且表现为番茄>甘蓝,辣椒不具引诱作用;烟粉虱对3种植物(番茄、甘蓝、辣椒)的叶片颜色均有显著趋性,选择率在75%左右,但在三者之间的趋性差异不明显;烟粉虱雌虫对黄色和绿色均具有显著趋性,且对黄色的趋性显著大于对绿色的趋性,但对红色无趋性。综合分析表明,在对寄主定向和定位过程中,B型烟粉虱的视觉和嗅觉均起作用,但在对同种颜色(绿色)的寄主进行选择和定位的过程中,嗅觉起主要作用,而对不同种颜色(红、黄、绿)的选择和定位时,其视觉起决定作用。     

烟粉虱在七种寄主植物上的生命表参数分析

在恒温25℃下,组建了烟粉虱在黄瓜、茄子、番茄、烟草、辣椒、甘蓝和菜豆等7种寄主植物上的实验种群生命表。结果表明,烟粉虱在不同寄主植物上的存活曲线差异明显,各寄主植物上以1,2龄若虫和成虫死亡率最高,3龄和伪蛹期死亡较少甚至不死亡;各寄主植物上烟粉虱的内禀增长率在0．2445～0．3424之间,以番茄上的rm最大,菜豆上的rm最小。讨论了烟粉虱的发展趋势和防治对策。     

不同作物田烟粉虱发生的时空动态

2008～2009年连续2年系统调查了番茄、茄子、棉花、大豆、玉米等寄主植物上烟粉虱种群发生的时间与空间动态。结果表明：不同寄主植物上的烟粉虱成虫及其伪蛹数量有显著性差异,其密度大小依次为：茄子>棉花>番茄>大豆>玉米。其中,在玉米上除了发现极少量的成虫逗留外,没有发现烟粉虱的卵及若虫。在发生的时间序列上,烟粉虱成虫及伪蛹的数量呈现为先逐渐上升后又下降的变化过程,发生高峰期集中在8月5日到8月31日,9月初以后烟粉虱数量慢慢减少。在空间分布上,表现为烟粉虱成虫喜食寄主的上部叶片。统计分析显示,寄主对烟粉虱成虫和伪蛹的数量的影响极显著,而年份对其数量的影响没有显著差异。由此得出的烟粉虱发生和达到高峰的时间,可为烟粉虱预测预报和区域性综合治理提供重要理论依据。     

烟粉虱及温室白粉虱为害后对后续粉虱种群的影响

【目的】分析烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)或温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)为害番茄后对后续温室白粉虱和烟粉虱生长、发育、成虫寿命和繁殖等产生的促进或抑制作用,可为明确寄主植物番茄介导的温室白粉虱-烟粉虱的种间互作,开展粉虱的科学防控提供科学依据。【方法】通过在寄主植物番茄叶片上先将B型烟粉虱或温室白粉虱按不同的顺序、时间间隔分开接种,再系统观察后续接上的两种粉虱生长、发育、繁殖等种群参数的变化。【结果】(1)先期接上烟粉虱对后续温室白粉虱的发育、寿命、产卵量有明显的促进作用;这种作用需烟粉虱的持续诱导,若去掉烟粉虱,其对温室白粉虱的促进作用即消失;先期接上温室白粉虱可缩短后续烟粉虱伪蛹期,但温室白粉虱的持续存在不利于烟粉虱的产卵,且明显降低烟粉虱的内禀增长率和净增殖率。(2)先后在番茄上同时接上温室白粉虱可降低后续烟粉虱的单雌产卵量和雌、雄虫的成虫寿命;先后同时接种烟粉虱却显著地增加了温室白粉虱的单雌产卵量;烟粉虱的提前存在降低了后续烟粉虱单雌产卵量。(3)但两种粉虱之间作用存在着一定的时间滞后性。烟粉虱对温室白粉虱的发育、寿命、产卵量产生的促进作用大约在其卵期后的一段时间才能显现出来;温室白粉虱对烟粉虱伪蛹期的缩短作用也需提前诱导;而温室白粉虱对温室白粉虱的促进作用相当滞后,直到成虫期才显现出来。【结论】B型烟粉虱和温室白粉虱之间可通过寄主番茄产生相互影响,前期烟粉虱为害可显著促进后续温室白粉虱卵和若虫的发育,而前期温室白粉虱为害对烟粉虱的发育不利。     

烟粉虱体内营养物质对寄主植物多代诱导的响应

比较同一遗传背景的B型烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius种群成虫在甘蓝、黄瓜和一品红上的适合度差异,测定3种寄主植物主要营养差异,并分析饲养不同时间后成虫体内的蛋白质、氨基酸和游离脂肪酸含量的多代变化规律。结果发现,B型烟粉虱成虫在黄瓜上的相对适合度最高,其次是甘蓝,在一品红上适合度最低,这可能与黄瓜叶片的总氮含量高和总糖含量低有关。饲养时间对烟粉虱体内主要营养物质含量没有显著影响,但寄主植物对烟粉虱成虫体内主要营养物质含量影响显著。在黄瓜上饲养烟粉虱成虫体内蛋白质含量都显著高于一品红和甘蓝上烟粉虱成虫的蛋白质含量,在黄瓜上饲养烟粉虱成虫总氨基酸含量都显著低于一品红和甘蓝上烟粉虱成虫的总氨基酸含量。相反,在3种寄主上饲养烟粉虱成虫游离脂肪酸含量都无显著差异。可见,寄主植物对B型烟粉虱体内主要营养物质组成影响显著,但饲养时间对B型烟粉虱体内主要营养物质组成影响较小。     

外源基因导入对棉花烟粉虱种群的影响

以转基因棉花和对应的常规棉花亲本为材料,探讨外源基因导入对棉花烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)种群的影响。结果表明,在转基因棉花GK12、33B、SGK上,烟粉虱从卵发育到成虫羽化的历期分别为15.56、15.35和15.25 d,较对应的常规棉亲本SM3(19.38 d)、33(20.81 d)、SY321(18.76 d)分别短24.55%、26.23%、18.71%;GK12和33B棉花上烟粉虱的存活率(69.16%)分别较对应的常规棉亲本SM3(54.76%)和33(64.91%)高26.29%和12.81%,而SGK(63.21%)上烟粉虱的存活率与对应的常规棉亲本SY321(62.61%)之间差异不显著;烟粉虱在GK12(84.00)和33B(77.25)上的产卵量分别较SM3(62.25)、33(70.00)高34.93%和10.35%,但SGK和SY321之间差异不显著;在转基因棉花GK12、33B、SGK上,烟粉虱的雌雄性比分别比对应的常规棉亲本高26.71%、46.23%和19.17%。结果表明,外源基因导入后,有助于烟粉虱的发育,提高了烟粉虱的产卵量和雌雄性比,从而促进了烟粉虱种群的上升。     

甜菜夜蛾对不同寄主植物的产卵和取食选择

为了探讨甜菜夜蛾Spodoptera exigua对不同寄主植物的产卵选择及成虫产卵选择与幼虫取食选择间的关联度, 本研究选取玉米、豇豆、甘蓝、黄瓜、棉花、辣椒和番茄7种植物进行了选择性和非选择性实验研究, 并采用Y型嗅觉仪测定了成虫对其中3种寄主植物及其挥发物抽提物的趋性。结果表明：在田间非选择性实验中, 甜菜夜蛾在不同寄主植物上的落卵量依次为：玉米>辣椒>棉花>黄瓜、豇豆、番茄>甘蓝。Y型嗅觉仪的行为测定表明, 雌成虫对玉米及其挥发物抽提物的趋性最强, 黄瓜次之, 对甘蓝的趋性最弱, 这与雌虫的产卵选择性一致。不同龄期甜菜夜蛾幼虫对寄主植物的取食选择性有所不同, 且随观测时间的延长有所改变;低龄幼虫对豇豆、玉米和黄瓜的选择性较强, 对甘蓝、番茄、辣椒和棉花的取食选择性则较弱, 高龄幼虫对辣椒也具有较强的选择性;5龄幼虫对寄主植物的选择性不如低龄幼虫明显。结果显示, 甜菜夜蛾对不同寄主植物的产卵选择性显著不同, 植物抽提物在雌成虫的产卵选择中具有重要作用, 甜菜夜蛾对寄主植物的产卵选择性和幼虫取食选择性并不一致。     

田间系统调查表明山东省农区烟粉虱优势种为Q隐种

【目的】为了揭示山东省农区烟粉虱 Bemisia tabaci 隐种的分布情况,对2013年7-8月份期间在该省不同农区采集的烟粉虱隐种组成进行了系统调查研究。【方法】在山东省15市22个地点作物上采集了69份烟粉虱样品,利用mtCOI基因PCR-RFLP方法进行了分子鉴定,并分析了烟粉虱Q隐种在不同寄主作物及地理区域内的分布状况。【结果】22个采集地点中,17个地点的采集样品全部为烟粉虱Q隐种;其他5个地点（潍坊、菏泽、泰安、淄博和临沂）的烟粉虱Q隐种所占比例均大于90%,B隐种比例较低（<10%）。烟粉虱Q隐种比例在5种寄主（茄子、辣椒、番茄、黄瓜和棉花）种群间以及在山东省东部丘陵、中部山地和西部平原地区间均没有显著差异。【结论】2013年田间调查发现烟粉虱Q隐种在山东各地已广泛取代B隐种成为该地区优势种群。     

寄主转换对B型烟粉虱生长发育和繁殖的影响

在实验室恒温条件下,对B型烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)寄主转换后的生长发育和繁殖进行初步研究。结果表明:B型烟粉虱从番茄转移到国抗22棉花上后,第1代转寄主烟粉虱的发育历期比第2代长19.2%,存活率低16.4%,第2代和第3代之间没有明显差异。受体寄主对B型烟粉虱发育速率的恢复有一定的影响。     

烟粉虱体内几种抗性酶对寄主转换的响应

将烟粉虱分别从嗜性较强的番茄植株上转移到嗜性相对较弱的国抗22(GK22)棉花、泗棉3号(S3)棉花和辣椒植株上,以及从嗜性较弱的辣椒植株上转移到嗜性相对较强的番茄、GK22棉花和S3棉花植株上,观察寄主转移后F1代、F2代和F3代烟粉虱体内α-NA羧酸酯酶、谷胱甘肽-s-转移酶和多功能氧化酶活性的变化,再将F4代烟粉虱转移到原寄主,同样观察这3种抗性酶的变化。结果表明,不同嗜性的寄主上烟粉虱体内3种酶活性的强弱与烟粉虱对这种寄主的嗜性相关,在嗜性较强的寄主上,3种酶的活性相对较低。烟粉虱从嗜性较强的寄主转移到嗜性相对较弱的寄主后,成虫体内α-NA羧酸酯酶、谷胱甘肽-s-转移酶和多功能氧化酶的活性显著上升,从嗜性较弱的寄主转移到嗜性较强的寄主后,羧酸酯酶和谷胱甘肽-s-转移酶的活性下降。在寄主转移过程中,烟粉虱体内的α-NA羧酸酯酶和谷胱甘肽-s-转移酶活性一般在F2代基本稳定,而多功能氧化酶在F1代就能迅速稳定。烟粉虱从过渡寄主再转移到原寄主的过程中,其3种酶的变化规律与上述寄主基本一致。结果提示,在烟粉虱寄主转换过程中,多功能氧化酶具有快速响应特性和较强的稳定性,而α-NA羧酸酯酶和谷胱甘肽-s-转移酶活性的变化与烟粉虱对寄主的适应度变化基本一致。     

ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株上烟粉虱寄主适应性及寄主植物营养成分含量和防御反应变化

【目的】本研究以番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus, ToCV)和番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus, TYLCV)为主体,旨在明确ToCV单独侵染及TYLCV&ToCV复合侵染对烟粉虱Bemisia tabaci MED隐种寄主适应性的影响,并从寄主植物营养成分和防御角度解析不同番茄病毒侵染对烟粉虱MED隐种寄主适应性影响的生理机制。【方法】ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株后,统计分析番茄植株上烟粉虱MED隐种成虫存活率和产卵量以及番茄植株中氨基酸和总糖含量;通过RT-qPCR技术检测番茄植株茉莉酸(JA)信号通路关键基因(FAD7和PI II)以及水杨酸(SA)信号通路关键基因(NPR1和PR1)的表达模式。【结果】相对于取食健康番茄植株的烟粉虱成虫,取食番茄病毒侵染的番茄植株烟粉虱MED隐种成虫的存活率和产卵量均显著降低,其中以TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株为寄主时,烟粉虱MED隐种成虫的存活率和产卵量均达到最低水平。TYLCV&ToCV复合侵染后,番茄植株中总氨基酸含量、14种水解氨基酸含量以及总糖含量低于ToCV单独侵染番茄植株。ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株后,FAD7和PI II的表达量均显著降低,并且2个基因在TYLCV&ToCV复合侵染植株中的表达水平最低;然而,NPR1和PR1的表达水平在ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株中均有上升趋势,TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株中NPR1表达水平和ToCV单独侵染番茄植株中PR1表达水平均显著高于健康番茄植株中的。【结论】ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染均能够明显降低番茄植株上烟粉虱MED隐种的寄主适应性,且TYLCV&ToCV复合侵染更不利于烟粉虱MED隐种生存;相对于健康番茄植株,ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株营养成分与防御系统发生了变化且存在差异。研究结果为揭示烟粉虱与植物病毒互作提供了参考。     

Difference in feeding behaviors of two invasive whiteflies on host plants with different suitability: implication for competitive displacement

In China, Bemisia tabaci Q (commonly known as biotype Q) has rapidly displaced B (commonly known as biotype B) in the past 6 years. The mechanisms underlying such phenomenon have been studied extensively in recent years; however, we have not come to a definitive conclusion yet. In the present study, the differences in host suitability between B and Q whitefly adults to five host plants (cabbage, cotton, cucumber, poinsettia, and tomato) were evaluated based on their respective feeding behaviors using a direct-current electrical penetration graph (DC-EPG) system. Pair-wise comparisons of B. tabaci B and Q feeding on each of the five host plants clearly indicate that Q feeds better than B on tomato, cotton and poinsettia, while B feeds better than Q on cabbage and cucumber. The EPG parameters related to both phloem and non-phloem phases confirm that cabbage and cucumber are best suited to B, while tomato, cotton, and poinsettia are best suited to Q. Our present results support the contention that host suitability and adult feeding behavior contribute to the competitive displacement of biotype B by biotype Q. The discrepancy between field (previous studies) and laboratory results (this study), however, suggests that 1) whitefly displacement is apparently contributed by multiple factors; and 2) factor(s) other than the host plant suitability may play a vital role in dictating the whitefly biotypes in the field.