利用mtDNA COⅠ基因序列鉴定我国烟粉虱的生物型

利用mtDNA COⅠ基因片段作标记,采用序列分析的方法,从分子生态学的角度研究了近年来在我国暴发危害的烟粉虱Bemisia tabaci 5个种群（北京一品红种群,广州甘蓝种群,西安一品红种群,北京西红柿种群和新疆吐鲁番棉花种群）的生物型。在5个种群的基因片段上,截取与Texas-B型相应的720bp的序列分析,结果表明所测序列中只有2个碱基与Texas-B型不同,序列相似性为99.7%;在西安一品红种群和新疆吐鲁番棉花种群的原序列中截取与Arizona-B型序列相应的423bp片段,分析表明这两个种群与AZB3型属于同一个单倍型。因此,我国烟粉虱5个实验种群的生物型与Texas-B型和Arizona-B型种群为同一生物型“B”。     

湖北省烟粉虱生物型鉴定

本研究利用mtDNA COI基因片段作标记,通过序列分析对湖北省烟粉虱Bemisa tabaci(Gennadius)生物型进行了鉴定。结果表明当阳、仙桃、天门、监利、宜昌和武汉6个地理种群烟粉虱的720bp COI基因序列的同源性高达100%,且该6个地理种群烟粉虱与USA-Q型烟粉虱、湖北Q型烟粉虱的同源性也高达100%。枣阳地区烟粉虱与Israel-B型烟粉虱、我国浙江B型烟粉虱、我国湖北B型烟粉虱的同源性为100%。由此可见当阳、仙桃、天门、监利、宜昌和武汉6个地区烟粉虱生物型属于Q型,仅枣阳地区烟粉虱属于B型。     

江苏烟粉虱生物型鉴定与危害程度分析

通过实地调查结合mtDNA COI基因测序方法,分析并鉴定了江苏地区主要作物上烟粉虱的危害程度及烟粉虱的生物型组成。序列检测表明,江苏地区烟粉虱种群生物型为Q型和B型,其中Q型烟粉虱占所测总样本94.40%,Q型烟粉虱在苏南、苏中和苏北的比例分别是97.5%、96.0%和91.67%,表明Q型烟粉虱已成为在江苏省主要生物型烟粉虱。同源性分析发现,江苏的Q型烟粉虱序列与浙江、美国和日本的Q型烟粉虱碱基序列相似性为100%,江苏的B型烟粉虱序列与巴基斯坦、日本和中国北京的B型烟粉虱序列同源性为100%。在江苏地区烟粉虱主要危害茄科的番茄、长茄、甜椒,葫芦科的黄瓜、西葫芦及锦葵科的苘麻、棉花,表现出虫口密度大,植株受害重,而十字花科的小白菜、大白菜、萝卜及豆科的菜豆、豇豆等受害较轻,苋科的苋菜和菊科的生菜受害最轻。     

广东首次发现Q型烟粉虱种群分布

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是全世界分布的刺吸式传毒昆虫,其中Q型烟粉虱自2003年首次在昆明一品红上发现以来,该种群已在全国10多个省份广泛传播,并有逐步取代B型烟粉虱的趋势。然而,作为较早对外开放的沿海省份,广东省一直未有Q型烟粉虱在田间分布危害的报道。本文利用常规PCR、特异B/Q型烟粉虱引物扩增及DNA测序技术,对近期在广州长湴公园扶桑寄主上采集的烟粉虱种群进行了分子鉴定,并对该种群与国内外其它Q型种群的系统发育关系进行了研究。结果表明,在广州长湴公园扶桑寄主上采集的烟粉虱种群为Q型烟粉虱,在660 bp的mtCOI序列中,该Q型烟粉虱与来自江苏、云南及浙江的Q型烟粉虱种群分别有1²个碱基差异;系统进化关系表明该Q型烟粉虱与江苏、云南的Q型烟粉虱最近,其种群的最初起源应为地中海西岸地区。相比B型烟粉虱,Q烟粉虱被认为具有更强的抗药性和传播植物病毒的能力,Q型烟粉虱在广东的首次发现,表明该烟粉虱种群已在广东野外定殖,其扩散动态、寄主范围及危害程度亟待实时监测。     

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。     

新疆地区烟粉虱生物型的区域分布及其携带的番茄黄化曲叶病毒检测

【目的】明确不同烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)生物型在新疆地区的区域分布及其携带番茄黄化曲叶病毒的情况。【方法】本文利用烟粉虱mtDNA COⅠ基因片段作标记以及番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus, TYLCV)特异性引物, 鉴定新疆不同地区烟粉虱生物型, 并检测其携带TYLCV情况。【结果】石河子市、 博乐市、 岳普湖县、 泽普县、 叶城县、 莎车县、 墨玉县、 和田市与和田县烟粉虱属于B型烟粉虱, 且720 bp COⅠ基因序列一致性为100%; 阿克苏市、 哈密市、 鄯善县、 乌鲁木齐市、 克拉玛依市与伊宁市烟粉虱属于Q型烟粉虱, 720 bp COⅠ基因序列一致性为99.9%~100%; 吐鲁番市与库尔勒市兼有B型烟粉虱和Q型烟粉虱。伊宁市、 乌鲁木齐市、 鄯善县、 哈密市、 阿克苏市、 库尔勒市、 莎车县、 和田县和墨玉县的烟粉虱样本携带TYLCV, 除2011年底已经暴发危害的莎车县外, 其他区域均为番茄黄化曲叶病毒病发生的高风险区域。【结论】本研究为新疆地区烟粉虱及番茄黄化曲叶病毒病的科学防控提供依据。     

烟粉虱传毒相关蛋白基因的克隆及其表达量分析

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种世界性的入侵性害虫,其传播的番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)给我国番茄生产造成巨大经济损失。为了阐明烟粉虱传播双生病毒的机理,本文拟研究明确B和Q烟粉虱体内传毒相关蛋白Gro EL基因及其表达量。【方法】采用特异性引物克隆了B和Q烟粉虱内共生菌编码的传毒相关蛋白Gro EL基因,并进行序列分析;并利用荧光定量PCR技术检测两种生物型及其获取双生病毒前后该基因的相对表达量。【结果】烟粉虱内共生菌Hamiltonella编码的Gro EL基因全长为1 668 bp,编码555个氨基酸;B、Q烟粉虱该基因的核苷酸序列相似性为99.94%,氨基酸同源性为99.82%;带毒烟粉虱中Gro EL基因的表达量显著高于未带毒的对应生物型烟粉虱;无论带毒与否,Q烟粉虱该基因的表达量均显著高于B(P<0.05)。【结论】烟粉虱携带TYLCV后可诱导Gro EL的表达量升高,B和Q烟粉虱中Gro EL基因及其表达量均存在差异,这可能是B和Q烟粉虱传毒效率存在显著差异的原因之一。     

不同生物型烟粉虱体内Wolbachia共生菌的检测及其系统树分析

Wolbachia是广泛分布于节肢动物体内一类共生细菌,它能够通过多种机制调控宿主的生殖方式。近年来的研究表明,Wolbachia与许多外来生物的成功入侵相关。本文利用长PCR的方法特异扩增了不同生物型烟粉虱（共24个种群）体内Wolbachia的wsp基因,结果发现B型和Q型烟粉虱入侵种群体内均未检测到Wolbachia,而在非B/Q型的浙江种群和肯尼亚种群体内检测到了Wolbachia。对该wsp基因进行测序并和已知序列进行同源性分析发现,浙江烟粉虱种群的Wolbachia属于B组Con/Rug亚种群,而肯尼亚种群属于B组Btab1亚种群。Wolbachia的存在与否可能与烟粉虱的成功入侵有一定的关系。图2表2参23     

西藏发现Q型烟粉虱

【目的】调查西藏自治区烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)的发生情况。【方法】从西藏拉萨采集到烟粉虱各个虫态,采用3D数码显微镜观察所采集烟粉虱的形态特征,利用mt COⅠ分子标记检测烟粉虱的生物型。【结果】明确并详细描述了烟粉虱各形态特征,mt COⅠ分子标记检测显示西藏采集到的烟粉虱为Q生物型。【结论】在形态学鉴定的基础上,分子生物学鉴定该粉虱为Q型烟粉虱,这是Q型烟粉虱在西藏自治区发生的首次报道。     

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。     

Analysis of genetic diversity among different geographical populations and determination of biotypes of Bemisia tabaci in China

Abstract:  Analysis of the genetic diversity among 27 different geographical populations of Bemisia tabaci and determination of biotypes of B. tabaci in China based on amplified fragment-length polymorphism (AFLP) and the mitochondrial cytochrome oxidase I (mtDNA COI) gene sequences were conducted. In AFLP assay, the use of five primer combinations selected from 64 primer combinations allowed the identification of 229 polymorphic bands (97.03%) from 60 to 500 bp, suggesting abundant genetic diversity among different geographical populations of B. tabaci. To further identify biotypes of B. tabaci in China, the mtDNA COI gene sequences of nine representative populations from China, Israel and Spain were obtained. Molecular phylogenetic tree based on AFLP and mtDNA COI gene analyses revealed the presence, in China, of at least four different genetic groups of B. tabaci. B biotype, Q biotype and two non-B/Q biotype. B biotype was distributed nationwide. Q biotype was present only in the local region of China including the YunNan province and BeiJing city. This was also the first report about the invasion of Q biotype into China. Of the other two non-B/Q biotype groups, one was found in ShanDong and HeBei provinces, and another in ZheJiang province. The non-B/Q biotype ZheJiang population showed very high similarity with another Asian population India-IW ( AF110704 ) in mtDNA COI sequences and was possibly a Chinese indigenous population. The close monitoring of the Q biotype in locales of China where commercial plants were exported or imported, is now essential to avoid the further accidental distribution of the Q biotype.     

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。     

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.
     

Biotype status and genetic polymorphism of the whitefly Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) in Greece: mitochondrial DNA and microsatellites

The genetic polymorphism and the biotype identity of the tobacco whitefly Bemisia tabaci (Gennadius) have been studied in population samples taken from different localities within Greece from cultivated plants growing in greenhouses or in open environments and from non-cultivated plants. Two different approaches were used: sequencing of the mitochondrial cytochrome oxidase I (mtCOI) gene and genotyping using microsatellite markers. Analyses of the mtCOI sequences revealed a high homogeneity between the Greek samples which clustered together with Q biotype samples that had been collected from other countries. When genetic polymorphism was examined using six microsatellite markers, the Greek samples, which were all characterized as Q biotype were significantly differentiated from each other and clustered into at least two distinct genetic populations. Moreover, based on the fixed differences revealed by the mtCOI comparison of known B. tabaci biotype sequences, two diagnostic tests for discriminating between Q and B and non-Q/non-B biotypes were developed. Implementation of these diagnostic tools allowed an absence of the B biotype and presence of the Q biotype in the Greek samples to be determined.     

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。     

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。