入侵害虫梣粉虱的种特异性SS-COⅠ检测技术

【目的】梣粉虱是新近入侵中国大陆的一种危险性果树和园林植物害虫,针对其体型微小,与近缘种粉虱形态相仿,很难快速准确区分的问题,以田间常见的11种/隐种粉虱为参考,采用基于mt DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(mitochondrial DNA cytochrome c oxidase subunitⅠ,mt DNA COⅠ)基因的物种特异性(species-specific COⅠ,SS-COⅠ)PCR法,研究梣粉虱快速分子检测鉴定技术。【方法】利用mt DNA COⅠ基因通用型引物对LCO-1490/HCO-2198获得梣粉虱和其他常见粉虱的COⅠ基因序列,根据测序结果设计梣粉虱特异性SS-COⅠ引物1对(SPZWCF1/SPZWCR1),之后确定其对目的片段的扩增长度,并对该引物对的物种特异性和检测灵敏性进行检验。【结果】引物对SPZWCF1/SPZWCR1扩增片段的长度为426 bp。物种特异性检验结果显示,该对引物只对梣粉虱的mt DNA COⅠ基因具有扩增效果,对我国常见的其他种类的粉虱包括5种烟粉虱隐种(AsiaⅠ、AsiaⅡ1、AsiaⅡ3、MED、MEAM1隐种)以及桑粉虱、螺旋粉虱、黑刺粉虱、柑橘粉虱、双钩巢粉虱和温室粉虱等不具有交叉反应和扩增能力。灵敏性检验结果显示,该对引物不仅对不同性别、不同采集地的成虫具有良好的扩增效能,对2~4龄若虫以及单粒卵和初孵若虫亦具有同样的扩增效力,其最低检测阈值为75.1 pg·μL-1(相当于1/10240头雌性成虫)。【结论】该技术体系可用于梣粉虱的快速准确鉴定及其检测和监测,对有效阻截其进一步传播扩散具有重要作用。     

双钩巢粉虱的种特异性SS-COⅠ检测技术

【背景】双钩巢粉虱是近年在我国南方新发现的一种入侵害虫,其寄主范围广,危害严重,进一步扩散蔓延趋势明显。【方法】针对粉虱类害虫体型微小、形态相似、难以准确快速识别的问题,以双钩巢粉虱为靶标,以我国常见的其他8种／隐种粉虱为参照,采用基于mtDNACOI基因的种特异性SS—COI方法,研究其快速分子检测技术。利用COI通用型引物LCO．1490／HCO．2198获得双钩巢粉虱及其他常见粉虱的COI序列,根据测序结果设计特异性SS—COI引物1对（PPZYFl／PPZYRl）,其扩增片段大小为233bp。【结果】种特异性检验结果显示,该引物只对双钩巢粉虱的COI基因具有扩增能力,对其他种／隐种粉虱,包括烟粉虱的不同隐种（MEAMl隐种、MED隐种、AsiaⅡ3隐种和AsiaII1隐种）以及温室粉虱、柑橘粉虱、黑刺粉虱、螺旋粉虱等不具有扩增效果。该引物不仅对不同性别的成虫具有良好的扩增能力,对1—4龄若虫和单粒卵亦具有同样的扩增效能,其最低检测阈值为1／40960头雌性成虫。【结论与意义】本检测技术对口岸检疫以及观赏植物、果树及其种苗调运中的害虫检测、监测意义重大。     

利用种特异性COI引物（SS-COI）鉴别扶桑绵粉蚧

扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley是我国近年新发现的一种严重威胁农林业生产的重要外来入侵害虫。针对扶桑绵粉蚧与其他粉蚧类昆虫难以准确快速识别且适生区广泛的问题, 以扶桑绵粉蚧为靶标, 以我国常见的其他7种粉蚧为参照, 采用基于线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ (mtDNA COI) 基因序列的种特异性(species-specific COI, SS-COI) PCR方法, 研究其快速分子检测技术。通过已知粉蚧的COI基因序列设计通用型引物1对, 获得扶桑绵粉蚧及其他7种粉蚧包括康氏粉蚧Pseudococcus comstocki Kuwana、 南洋臀纹粉蚧Planococcus lilacius Cockerell、 木槿曼粉蚧Maconellicoccus hirsutus (Green)、 甘蔗红粉蚧Saccharicoccus sacchari (Cockerell)、 新菠萝灰粉蚧Dysmicoccus neobrevipes Beardsley、 番石榴粉蚧Planococcus minor Maskel和石蒜绵粉蚧Phenacoccus solani Ferris的COI基因序列, 根据测序结果及数据库中已知粉蚧的COI基因序列设计SS COI引物1对(PSZTF1/PSZTR1), 其扩增片段大小为546 bp。种特异性检验结果表明, 该引物只对扶桑绵粉蚧的COI基因具有扩增能力, 对其他7种粉蚧不具有扩增效果; 该引物不仅对成虫具有良好的扩增能力, 对不同虫态的扶桑绵粉蚧以及来自我国不同省市的14个地理种群和口岸截获的来自巴基斯坦的扶桑绵粉蚧亦具有同样的扩增效能。这些结果表明, 该技术体系完全可用于扶桑绵粉蚧的准确识别及其检测监测, 对有效阻截其进一步扩张蔓延意义重大。     

斑衣蜡蝉若虫寄生蜂地理种群遗传差异及早期快速检测

【目的】明确不同地理种群斑衣蜡蝉Lycorma delicatula若虫寄生蜂种群遗传差异,实现若虫被寄生早期的快速准确检测,以评估其对斑衣蜡蝉种群的控制作用。【方法】利用DNA条形码技术获得不同地理种群斑衣蜡蝉若虫寄生蜂COI和28S rDNA序列,利用K2P模型计算不同地理种群间的遗传距离,以邻接(neighbor-joining, NJ)法构建系统发育树;基于COI序列设计种特异性PCR(SS-PCR)引物,利用SS-PCR对斑衣蜡蝉若虫DNA进行扩增,测定其体内是否有中华螯蜂Dryinus sinicus寄生;利用目测法观察和PCR扩增测定寄生蜂对不同采样点斑衣蜡蝉若虫的寄生率。【结果】经鉴定,不同地理种群斑衣蜡蝉若虫寄生蜂为中华螯蜂,该寄生蜂COI序列共检测到16个单倍型,28S rDNA序列共检测到4个单倍型。不同地理种群间中华螯蜂遗传距离在0.00691～0.01310之间。邻接法构建的系统发育树显示不同地理种群中华螯蜂均聚于一枝。基于COI序列设计的SS-PCR引物对中华螯蜂成虫、幼虫均具有良好的扩增效果,最低检测阈值为0.000005 ng/μL DNA。利用SS-P...     

重大潜在入侵害虫番茄潜叶蛾的SS-CoI快速检测技术

【背景】番茄潜叶蛾是源自南美洲的一种最具毁灭性的世界性入侵害虫,其适生区范围广,且与其他潜叶类昆虫难以准确、快速识别。【方法】以田间常见的其他6种潜叶类害虫为对照,采用基于mtDNACOl基因的种特异性SS—COI方法,研究番茄潜叶蛾快速分子检测技术。【结果】种特异性检测结果显示,SS-COl引物只对番茄潜叶蛾mtDNA具有扩增能力,对美洲斑潜蝇、南美斑潜蝇、三叶草斑潜蝇、葱斑潜蝇、豌豆潜叶蝇、桃潜叶蛾等其他潜叶类害虫不具有扩增效果。该引物不仅对成虫和单粒卵具有很好的扩增效能,对单根触角、头部、胸部、腹部以及翅和足等成虫残体亦具有同样的扩增能力,其最低检出阈值为312．5Pg·μL^-1。【结论与意义】该方法在有效防范番茄潜叶蛾侵入我国,保障农业生产安全和生态环境安全中意义重大。     

可用于黑刺粉虱快速鉴定的SCAR分子标记技术

针对粉虱类害虫难以准确快速地进行形态鉴别的问题, 以局部发生的黑刺粉虱Aleurocanthus spiniferus (Quaintance)为对象, 采用特征序列扩增区域 (SCAR) 标记法, 研究其快速分子检测技术。利用SCAR标记技术获得了长度为987 bp的黑刺粉虱特异性片段 (GenBank登录号为FJ613323), 根据此片段的碱基序列设计黑刺粉虱特异性引物1对(AS-F518/AS-R938), 其扩增片段为421 bp。种特异性检验结果显示, 该对引物只对黑刺粉虱的基因组具有扩增能力, 对同域发生的桔绿粉虱 Dialeurodes citri (Ashmead)以及其他种类的粉虱如烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius) B型、Q型、ZHJ-1型和ZHJ-2型, 温室粉虱Trialeurodes vaporariorum (Westwood)以及螺旋粉虱Aleurodicus disperses (Russell)等的基因组不具有扩增效果。该引物不仅对成虫具有良好的扩增效能, 对卵、2龄若虫和拟蛹等亦具有同样的扩增能力, 其最低检出限为1/1 920头成虫。该技术体系的建立在茶树和柑桔苗木调运的害虫检疫和监测/检测中具有重要意义。     

重大潜在入侵害虫番茄潜叶蛾的SS-COⅠ快速检测技术

【背景】番茄潜叶蛾是源自南美洲的一种最具毁灭性的世界性入侵害虫,其适生区范围广,且与其他潜叶类昆虫难以准确、快速识别。【方法】以田间常见的其他6种潜叶类害虫为对照,采用基于mtDNA COⅠ基因的种特异性SS-COⅠ方法,研究番茄潜叶蛾快速分子检测技术。【结果】种特异性检测结果显示,SS-COⅠ引物只对番茄潜叶蛾mtDNA具有扩增能力,对美洲斑潜蝇、南美斑潜蝇、三叶草斑潜蝇、葱斑潜蝇、豌豆潜叶蝇、桃潜叶蛾等其他潜叶类害虫不具有扩增效果。该引物不仅对成虫和单粒卵具有很好的扩增效能,对单根触角、头部、胸部、腹部以及翅和足等成虫残体亦具有同样的扩增能力,其最低检出阈值为312.5 pg·μL-1。【结论与意义】该方法在有效防范番茄潜叶蛾侵入我国,保障农业生产安全和生态环境安全中意义重大。     

美洲斑潜蝇SS-PCR检测技术研究

【背景】美洲斑潜蝇是一种严重威胁瓜果蔬菜、烟草、棉花等经济作物和花卉生产的入侵性害虫。由于潜叶蝇类害虫体型较小、生活方式隐蔽、形态相似,本文针对其难以快速准确地进行形态鉴别的问题,以美洲斑潜蝇为研究对象,以菜田常见的4种潜叶蝇类害虫为参照,采用种特异性PCR方法（species-specific PCR,SS-PCR）,研究其快速分子检测鉴定技术。【方法】调用GenBank中一段936bp的美洲斑潜蝇线粒体DNA（mtDNA）细胞色素氧化酶亚基Ⅰ基因（COⅠ）的序列（Gen-Bank登录号为EU219613）,并根据此基因片段的碱基序列设计引物1对,其扩增片段大小为294bp。【结果】种特异性检验结果显示,该引物只对美洲斑潜蝇的COⅠ基因具有扩增能力,对其他种类如南美斑潜蝇、三叶斑潜蝇、葱斑潜蝇、豌豆潜叶蝇等没有扩增能力。该引物不仅对成虫具有良好的扩增效果,对蛹、幼虫以及单粒卵也具有同样的扩增效果,其最低检出阈值为1/3840头成虫。【结论与意义】SS-PCR技术体系可用于美洲斑潜蝇的鉴定识别与检测监测,对阻止其进一步扩散蔓延具有重要意义。     

应用种特异性PCR技术快速鉴定辣椒实蝇

【目的】辣椒实蝇 Bactrocera latifrons (Hendel)为我国重要的检疫性有害生物,其寄主范围广泛,危害严重。由于传统鉴定方法受到饲养周期、饲养条件、虫态等因素的限制,使得果蔬进出口贸易通关速度、疫情快速鉴定受到较大的影响,因此迫切需要开发关于实蝇的快速鉴定识别的技术。【方法】本研究基于mtDNA COI序列设计了一对能够准确鉴定辣椒实蝇的种特异性引物FL680和RL1057,选用辣椒实蝇作为阳性对照,选用番石榴实蝇B. correcta (Bezzi)、桔小实蝇 B. dorsalis (Hendel)和颜带实蝇 B. cilifer (Hendel)等20种实蝇作为阴性对照,进行PCR扩增并将PCR产物进行电泳检测。【结果】仅目标种辣椒实蝇能够扩增出清晰且单一的约378 bp的条带,其余实蝇种类均未出现条带。将本实验建立的种特异性PCR（SS-PCR）鉴定方法应用于实际检疫工作中并得到了验证,表明该方法具有强的种特异性。【结论】本文提出辣椒实蝇快速鉴定识别技术可应用于实蝇的疫情监测和口岸的检疫检测工作。     

灰飞虱中IKK相关基因的鉴定及其在水稻条纹病毒侵染中的功能

【目的】本研究旨在鉴定灰飞虱Laodelphax striatellus中的IκB激酶(IκB kinase, IKK)相关基因,并调查其在灰飞虱抗病毒中的作用,以进一步深入理解传毒介体应对植物病毒的先天免疫机制。【方法】通过生物信息学鉴定了灰飞虱基因组中IKK相关基因;以无毒及水稻条纹病毒(rice stripe virus, RSV)侵染的灰飞虱为材料,利用RT-PCR方法检测IKK相关基因在无毒灰飞虱各个龄期(卵、1-5龄若虫、雄成虫和雌成虫)及成虫不同组织(肠道、唾液腺、血淋巴、脂肪体、卵巢和精巢)中的表达量;利用qRT-PCR方法检测无毒以及RSV侵染后的灰飞虱IKK相关基因在各个龄期及成虫不同组织中的表达量;通过对3龄若虫注射IKK基因dsRNA进行RNA干扰后,利用qRT-PCR检测带毒灰飞虱中表示病毒含量的RSV外壳蛋白(CP)基因转录水平。【结果】在灰飞虱基因组中鉴定到了两个IKK相关基因即IKKα(GenBank登录号:MK903504)和TANK结合激酶1(TANK-binding kinase1)基因TBK1(GenBank登录号:MN124506)。IKKα开...     

基于COI基因5′端与3′端序列田间常见粉虱的分子鉴定

【目的】粉虱种类繁多,个体微小,其种类识别与鉴定常需借助分子生物学技术。本研究旨在明确线粒体COI基因(mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I gene) 5′端和3′端序列对常见种类粉虱识别鉴定的可行性。【方法】以我国田间常见的16种粉虱为对象,以COI基因5′端(641 bp)和3′端(738 bp)序列为靶标进行比对分析,以MEGA 5.10软件的K2-P模型计算种内与种间遗传距离,以邻接法(NJ法)构建进化树并进行系统发育分析。【结果】当以5′端为靶标时,16种粉虱的种内平均遗传距离为0.0015,种间平均遗传距离为0.2897,种间遗传距离为种内遗传距离的193.1倍;而且种内、种间遗传距离没有重叠区域。当以3′端为靶标时种内平均遗传距离为0.0007,种间平均遗传距离为0.2817,种间遗传距离为种内遗传距离的402.4倍;但桑粉虱Pealius mori与烟粉虱Bemisia tabaci Asia II 1的种内和种间遗传距离重叠。系统发育分析结果显示,以5′端为靶标时,16种粉虱可以形成独立的进化分支;以3′端为靶标时,除桑粉虱与传统分类学不一致外,其余种类均可形成独立的分支。【结论】结果表明,5′端序列更适用于基于DNA条形码技术的物种识别鉴定研究。     

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。     

通用引物双重PCR在节肢动物物种鉴定中的应用

【目的】本研究旨在使用基于线粒体基因通用引物的双重PCR技术同时扩增单一样本中两条标记基因,从而达到简化节肢动物物种鉴定流程的目的。【方法】在一次PCR实验中同时加入可扩增线粒体COI基因和16S rDNA两个不同分子标记的引物,对3纲8目14科的14种节肢动物物种标本的基因组DNA进行扩增;扩增产物经电泳和胶回收后测序,并BLAST在线搜索相似序列,验证基于通用引物的双重PCR在不同的动物类群中用于物种鉴定的有效性。【结果】应用基于COI和16S rDNA的引物从分属于3纲8目14科的14种节肢动物基因组DNA中均可成功扩增目的基因;扩增产物测序结果进一步证实了扩增的准确性。【结论】通过本方法进行物种的分子鉴定,不仅可以保证物种鉴定的高准确率,还可以明显减少时间与DNA样本量的消耗,这对需要快速准确鉴定物种或珍稀的材料样本十分重要。     

云南边境地区果实蝇属种类DNA条形码鉴定

【目的】果实蝇属Bactrocera中有国际上重要的检疫性害虫, 基于形态的物种鉴定有一定的局限性。另一方面, 云南边境地区为东南亚地区实蝇入侵我国的重要通道。因此, 对该地区实蝇分子鉴定方法的研究对于该属物种的快速准确鉴定具有重要意义。本研究旨在探讨DNA条形码技术在果实蝇属物种鉴定中的有效性。【方法】使用线粒体基因COI和COII序列的通用引物对果实蝇属20个物种60份样品进行PCR扩增、测序和序列分析; 采取距离方法和建树方法评价2种序列的鉴别能力。【结果】COI和COII序列平均长度分别为682 bp和339 bp, 种内和种间遗传差异较大, 有较明显的遗传距离间隔（barcoding gap）, 鉴定成功率分别为91.2%和90.7%。另外, 分子系统树表明华实蝇亚属Sinodacus不是单系群。【结论】COI和COII序列均能够将绝大多数果实蝇属物种进行准确鉴别, 应用COI或COII序列进行果实蝇属物种鉴定具有一定的可行性。     

Species-specific COI primers for rapid identification of Bemisia tabaci Mediterranean (MED) species

Bemisia tabaci (Gennadius) is a rapidly evolving species complex, and is small in size and difficult to identify quickly and accurately. For the accurate identification and effective prevention of this species, the specific PCR method based on the mitochondrial DNA cytochrome oxidase subunit I (mt DNA COI) gene was used in the present study to evaluate rapid molecular detection technological applications for Mediterranean (MED) species. The MED was targeted and whitefly species from different regions were used as references. Fragments of the mt DNA COI gene of the MED and other closely related species were amplified with universal primers. Species-specific mitochondrial DNA cytochrome oxidase subunit I (SS-COI) primers BQLF/BQLR and BQJF/BQJR were designed from variable sites of MED and other whitefly species partial COI gene sequences. Subsequently, the lengths of target fragments were amplified by two pairs of SS-COI primers. Meanwhile, the accuracy, specificity and sensitivity of SS-COI primers were determined using various life stages of the MED and other related species collected from different locations. The primer pairs BQLF/BQLR and BQJF/BQJR generated 334 bp and 483 bp amplified fragment length respectively. Accuracy test results showed that primers can detect the MED single-head adults and also accurately detect single-egg and first instar, second instar and third instar nymphs, MED pupae, etc. Specific detection results demonstrated that the primers were able to amplify the MED but not the following species/populations: Middle East-Asia Minor 1 (MEAM1), Asia I, Asia II 1, Asia II 6 and Asia II 7, Aleurocanthus spiniferus (Quaintanca), A. camelliae, Siphoninus phillyreae, Aleuroclava rhododendri, A. thysanospermi, Aleurolobus taonabae, Dialeurodes citri and Trialeurodes vaporariorum (Westwood) in different areas. Sensitivity detection results showed that primers can detect the minimum threshold of 2,160 pg/μl and 1.38 pg/μl, respectively (equivalent to 1/1280 and 1/2000000 adult). This technique solves the problem that MED cannot be identified based on morphology. This method simultaneously adopted SS-COI PCR technological applications that improved detection accuracy and saved detection time.     

温室粉虱和烟粉虱3个隐种中热激蛋白基因hsp70和hsp90含量的比较分析

【目的】昆虫适应新环境的能力与其对温度的耐受能力密切相关。热激蛋白HSP70和HSP90具有提高生物体温度耐受性的功能。烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)不同隐种和不同种粉虱对温度的适应能力有差异,这与它们的热激蛋白基因拷贝数的差异可能相关。【方法】利用实时荧光定量PCR方法,检测入侵型烟粉虱MED隐种和MEAM1隐种、本地型烟粉虱AsiaⅡ1隐种以及温室粉虱Trialeurodes vaporariorum (Westwood)基因组DNA中热激蛋白基因hsp70和hsp90的拷贝数。【结果】不同种类的粉虱和烟粉虱不同隐种体内的hsp70和hsp90的含量均有较大差异,其中hsp70和hsp90拷贝数在入侵型烟粉虱MED和MEAM1隐种中含量较其他两种均高,而在土著种AsiaⅡ1隐种中含量最低,在温室粉虱中居中。此外,相同物种雌雄成虫hsp70和hsp90的拷贝数也不同,雌虫hsp70和hsp90拷贝数约为雄虫的2倍。【结论】不同种粉虱及烟粉虱不同隐种的hsp70和hsp90的拷贝数可能与其耐热性差异相关。本研究为解释不同种粉虱、烟粉虱不同隐种及其不同性别的耐热性差异机制提供了进一步的依据。     

山西翅果油树上三种重要鳞翅目害虫的形态和分子鉴定及生活史观察

[目的]明确山西翅果油树Elaeagnus mollis上发生危害的3种鳞翅目害虫形态鉴定特征及生活史特性,并基于mtDNA COI基因DNA条形码对这3个种进行快速物种识别鉴定.[方法]通过观察山西翅果油树上3种鳞翅目害虫成虫外部形态和解剖拍照雌、雄性外生殖器特征,利用PCR扩增对待测样本COI基因DNA条形码序列进...