首次发现沃尔巴克氏体Wolbachia对我国南亚果实蝇的感染现象

沃尔巴克氏体Wolbachia是广泛分布于节肢动物体生殖组织内的一类共生细菌,泰国等已发现Wolbachia感染南亚果实蝇Bactrocera(Zeugodacus)tau(Walker)的现象。利用沃尔巴克氏体wsp基因的1对通用引物(81F,691R)从我国南亚果实蝇的总DNA中扩增到1段500 bp左右的wsp基因片段,并克隆得到了Wolbachia相关序列,首次发现了沃尔巴克氏体对我国南亚果实蝇的感染现象。     

我国麦蚜体内的沃尔巴克氏体(Wolbachia)的检测

沃尔巴克氏体是广泛分布于节肢动物体内的一类共生细菌 ,它们参与多种调控其寄主生殖活动的机制。本研究通过wsp基因的特异性扩增证实了沃尔巴克氏体在麦长管蚜Sitobionavenae(Fabricius)体内的共生。而且在麦长管蚜的两种体色型 (绿色型和红色型 )中都检测到了沃尔巴克氏体的共生。     

基于形态特征和线粒体COI基因探讨扶桑绵粉蚧物种的有效性并记述一体色变异型扶桑绵粉蚧

扶桑绵粉蚧(Phenacoccus solenopsis)于2008年首次在广东发现,到目前为止,浙江、广西、云南等10多个省市均有其入侵的报道。为探讨入侵中国的扶桑绵粉蚧是否存在两大隐存谱系或姊妹种的复合种,作者对浙江的该物种进行了调查。在调查过程中,发现体色浅橘黄色、背部具三对黄色斑点的体色变异型个体,通过形态特征比较和线粒体COI基因部分序列的分析,证实该体色变异型粉蚧为扶桑绵粉蚧。同时对中国、巴基斯坦、美国的扶桑绵粉蚧COI基因序列进行碱基差异比较、遗传距离(genetic distance)分析,发现所扩增的浙江省内6个地点7种不同寄主植物上的25条扶桑绵粉蚧COI基因(694bp)可以分成3种单倍型,这3种单倍型与中国海南、中国广州、巴基斯坦和美国加州的扶桑绵粉蚧遗传分歧较小(0–1.0%),而与美国佛罗里达州的遗传分歧较大(3–3.6%);但两者遗传距离小于绵粉蚧属内物种之间的遗传距离(13.0–17.2%)。综合形态特征和COI基因数据的分析结果显示,扶桑绵粉蚧可能没有达到种间分化。基于碱基差异所构建的网络关系图、遗传分歧差异和系统发生关系分析,扶桑绵粉蚧存在两个进化支系,至于是否是复合种,目前尚难作结论,还有待更多证据。     

沃尔巴克氏体在中国三种稻飞虱中的感染

用PCR方法检测了采集于不同地域稻田的3种稻飞虱共生菌沃尔巴克氏体(Wolbachia)的感染,发现灰飞虱Laodelphax striatellus、褐飞虱Nilaparvata lugens、白背飞虱Sogatella furcifera为沃尔巴克氏体所感染。克隆了编码沃尔巴克氏体外膜蛋白质的wsp基因并进行了序列测定。对wsp的RFLP分析证实了这些飞虱为单一沃尔巴克氏体感染。研究了灰飞虱中沃尔巴克氏体所诱导的胞质不相容性及其在不同地域灰飞虱中的分布。还发现能寄生于上述3种飞虱的稻虱红螯蜂也受同种沃尔巴克氏体感染。沃尔巴克氏体可能通过这种寄生蜂在不同昆虫间横向传播。     

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。     

水稻二化螟内共生菌杀雄菌属和沃尔巴克氏体的检测与分析

应用杀雄菌属(Arsenophonus)23S rDNA基因和沃尔巴克氏体(Wolbachia) wsp基因的特异引物,通过PCR扩增的方法对我国20个水稻二化螟地理种群感染两类内共生菌的情况进行了检测.结果表明: 我国水稻二化螟不同地理种群的Arsenophonus和Wolbachia感染率不一致,哈尔滨、惠水、吉林、南阳和扬州5个地理种群的Arsenophonus感染率为5.0%～50.0%;汉中、南宁和扬州3个地理种群的Wolbachia感染率为25.0%～40.0%,其他地理种群中没有检测到这两种共生菌的存在.水稻二化螟不同地理种群感染的Arsenophonus 23S rDNA基因序列完全一致,将该基因株型命名为csArs.但所检测到的Wolbachia wsp基因序列不一致,分别为wChisup1、wChisup5和wChisup6,其中wChisup1属于A群,其他属于B群.这说明水稻二化螟感染的Arsenophonus为同一株型,而感染的Wolbachia株型较为复杂.通过构建系统发育树发现,水稻二化螟体内的Arsenophonus23S rDNA基因和Wolbachia wsp基因与其他物种体内相关序列完全一致或高度相似.     

沃尔巴克氏体Wolbachia对宿主的生殖调控作用及其研究进展

沃尔巴克氏体Wolbachia是广泛分布于节肢动物体内的共生微生物,可通过宿主卵的细胞质传递给子代。Wolbachia通过多种方式调控其宿主的生殖活动,包括细胞质不亲和、孤雌生殖、雌性化、杀雄性和增强雄性或雌性的生殖力。通过这些调控作用促进其在宿主种群内的广泛传播。文章简要综述Wolbachia对宿主的生殖调控作用、水平传播、Wolbachia基因和应用方面的研究。     

不同植物种类及棉花品种对扶桑绵粉蚧生物学影响研究进展

扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis是一种多食性入侵害虫,其寄主范围广、适应性强,已入侵多个国家和地区,对农业生产造成了严重危害。本文通过分析不同寄主植物上扶桑绵粉蚧研究,找出相对适宜与不适宜寄主植物,以便指导作物种植,并为培育抗扶桑绵粉蚧作物提供一定参考。本文通过收集分析相关文献,运用数理统计方法,综述和分析了不同寄主植物上扶桑绵粉蚧生长发育、生殖、抗逆等方面研究进展及其差异。发现马铃薯、豚草是极有利于扶桑绵粉蚧繁衍的植物,其次是扶桑与棉花。对10个品种棉花的分析发现,中棉所59对扶桑绵粉蚧具有较强的抗性,而抗虫棉RCH-134不具有抗性。对扶桑绵粉蚧生物学尤其是生长发育、繁殖能力等研究已经比较多,今后与该虫相关的抗虫育种、生物防治、分子生物学等研究可望成为重点。     

几种常见桔园螨类Wolbachia基因检测与序列分析

应用共生菌沃尔巴克氏体Wolbachia的wsp、ftsZ和16SrDNA基因特异引物,通过PCR扩增法对采自江西省南昌、九江和赣州等3地桔园内的东方钝绥螨、江原钝绥螨、尼氏真绥螨、巴氏新小绥螨、桔全爪螨和酢浆草如叶螨等6种常见螨类进行了检测。结果表明,在采自南昌桔园内的酢浆草如叶螨体内检测到Wolbachia感染,其wsp、ftsZ和16SrDNA基因长度为593、758和896bp,Genbank登录号依次为GQ162482、GQ162483和GQ162484,而其他5种螨体内均未检测出Wolbachia的感染;同时通过对酢浆草如叶螨体内感染的Wolbachia的wsp基因序列进行系统发育分析,得出其与B大组的Epo组的Wolbachia株十分相近,可能是相近或相同的株。     

基于宏基因组测序的扶桑绵粉蚧内共生菌多样性研究

[目的] 扶桑绵粉蚧是一种重要的入侵害虫,也被列为我国的检疫性有害生物。内共生菌的群落结构及与扶桑绵粉蚧关系的研究,将为研究扶桑绵粉蚧的入侵生物学和防治提供新的思路和参考。[方法] 利用宏基因组测序技术对室内饲养扶桑绵粉蚧内共生菌的物种组成、丰度和多样性进行了研究。[结果] 共鉴定获得29个门,47个纲,105个目,178个科,245个属,299个种。变形菌门、γ-变形菌纲、肠杆菌目、肠杆菌科、伯克氏菌属、Candidatus分别为各分类阶元的优势种群。共预测了36505个基因,其中77.27%的基因分布在200~499 nt的范围内。基因集KEGG注释表明,扶桑绵粉蚧内共生菌代谢相关基因最多,达384个,占49.48%;环境信息处理基因最少,仅8个,占1.03%;代谢相关基因最多的为氨基酸代谢基因,为64个,占28.19%。基因集COG注释表明,翻译、核糖体结构和生物发生的基因最多,其次为氨基酸转运和代谢基因,分别占27.64%和12.31%。[结论] 初步确定了扶桑绵粉蚧内共生菌菌群的群落结构和优势菌群,并初步分析了这些内共生菌的功能基因情况,为进一步研究内共生菌与扶桑绵粉蚧之间的关系提供了基础,以期从内共生菌的角度为该虫的防控提供新的策略。     

常用药剂对扶桑绵粉蚧雌成虫的毒力测定及对天敌的影响

为筛选防治扶桑绵粉蚧的理想药剂及减少药剂对天敌的影响,本文采用浸渍法测定了5种药剂对扶桑绵粉蚧雌成虫的药效试验及对班氏跳小蜂的影响,结果表明,药剂对扶桑绵粉蚧雌成虫的致死作用与浓度成正比,即浓度越高杀虫效果越好。5种药剂中,吡虫啉与高效氯氰菊酯防治扶桑绵粉蚧速效、效果好,能较好地控制扶桑绵粉蚧的危害;而印楝素和阿维菌素药效持续性明显好于化学药剂。班氏跳小蜂对在此基础上筛选出的10%吡虫啉与0.3%印楝素具有更高的敏感性,24 h对吡虫啉的LC_(50)为17.80mg/L;对印楝素的LC_(50)为17.80mg/L。吡虫啉、印楝素均作为防治扶桑绵粉蚧的备选药剂,并推荐印楝素可作为扶桑绵粉蚧绿色防治的首选药剂。     

杭州地区扶桑绵粉蚧危害调查及系统进化分析

【背景】扶桑绵粉蚧是近年来入侵我国的重要检疫性害虫,在我国多个省份均有发生,造成了严重的经济损失。【方法】于2009—2015年对杭州地区扶桑绵粉蚧的发生危害情况进行了实地调查,同时结合mt DNA COI分子标记方法,对扶桑绵粉蚧进行分子鉴定和系统进化分析。【结果】杭州市余杭区、萧山区和临安市3个地区发现扶桑绵粉蚧分布,共调查到寄主植物38科61属68种,以辣椒、茄子、番茄、南瓜、棉花、芝麻、菊花、苦荬菜、大花马齿苋和五色梅受害最严重。系统进化分析表明,杭州地区的扶桑绵粉蚧未发生明显的遗传分化,与我国其他地区扶桑绵粉蚧mt DNA COI基因相似度为99.4%~100%。【结论与意义】本研究为进一步研究扶桑绵粉蚧的遗传进化、可能的侵入途径以及科学防控提供了理论基础。     

基于转录组数据高通量发掘扶桑绵粉蚧微卫星引物

【目的】扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley是我国重要的检疫性害虫。简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)研究在遗传图谱和物理图谱的构建、分子标记辅助育种、品种鉴定、基因定位、遗传多样性、动植物分类和进化等方面具有重要意义。筛选的SSR引物将为扶桑绵粉蚧遗传多样性分析、进化分析及入侵生物学等奠定基础。【方法】利用高通量搜索的方法对扶桑绵粉蚧转录组中28 120条unigenes的数据进行搜索。【结果】共找到1 781个SSR位点。扶桑绵粉蚧转录组中SSRs的主要重复类型是单核苷酸重复,占SSR总数的89.44%;其次是三核苷酸重复,占SSR总数的7.52%。单核苷酸重复里主要是A/T基序,占了总量的87.42%。基于筛选的SSRs,运用Primer 3软件进行引物的批量设计,共有481个unigenes成功设计引物,共设计出1 228对引物。【结论】研究表明利用扶桑绵粉蚧转录组数据开发SSR标记是可行的,本研究开发的引物将为扶桑绵粉蚧遗传多样性分析、进化分析及入侵生物学等奠定基础。     

扶桑绵粉蚧若虫对不同蔬菜寄主的选择性与适生性

测定了扶桑绵粉蚧2龄若虫对11科24种蔬菜的取食选择性。结果显示,在8种绿叶类蔬菜中,扶桑绵粉蚧对旋花科的空心菜具有较强的取食选择性;在8种果实类蔬菜中,扶桑绵粉蚧喜欢取食葫芦科的南瓜;在8种根茎类蔬菜中,扶桑绵粉蚧喜欢取食茄科的马铃薯和天南星科的芋艿。在11科蔬菜中,扶桑绵粉蚧比较嗜好茄科、葫芦科、旋花科、菊科、天南星科等科的蔬菜。24种蔬菜上,扶桑绵粉蚧的瞬时增长率ri均大于0,表明24种蔬菜均能满足扶桑绵粉蚧生长发育和种群增长的需要。综合比较扶桑绵粉蚧对寄主的选择性、种群建立率和瞬时增长率,认为扶桑绵粉蚧在马铃薯、南瓜、空心菜、生菜、芋艿、苋菜等蔬菜上的适生性较高,在大豆、豇豆、木耳菜等蔬菜上的适生性较低。     

班氏跳小蜂对新寄主资源的寄生适合度

【目的】班氏跳小蜂Aenasius bambawalei是扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis的伴迁性天敌,迄今已知该寄生蜂只能寄生扶桑绵粉蚧,但是我们发现该寄生蜂还能成功寄生另一种外来有害生物——石蒜绵粉蚧P. solani。本研究旨在明确班氏跳小蜂对该新寄主资源的寄生适合度,为今后充分开发、利用该寄生蜂提供科学依据。【方法】在实验室条件下,以马铃薯Solanum tuberosum块茎作为粉蚧的寄主植物,测定了班氏跳小蜂对不同龄期石蒜绵粉蚧的寄生适合度,并在非选择条件下测定了上述两种寄主上僵蚧形成时间以及该寄生蜂羽化时间、寿命、后足胫节长度、寄生率、羽化率及子代性比。【结果】班氏跳小蜂可寄生石蒜绵粉蚧的雌成虫及2龄和3龄若虫,但只有寄生雌成虫才能正常羽化出蜂。分别以石蒜绵粉蚧与扶桑绵粉蚧为寄主时,最适合的蜂蚧比分别为2∶15和2∶20。不同寄主对僵蚧形成时间及班氏跳小蜂的羽化时间无显著影响,但显著影响班氏跳小蜂的寿命以及雌蜂后足胫节长度,尤其是扶桑绵粉蚧上羽化的寄生蜂的寿命比以石蒜绵粉蚧上的长约20 d。而且,班氏跳小蜂对扶桑绵粉蚧的寄生率(54.0%)显著高于对石蒜绵粉蚧的(25.3%),但班氏跳小蜂在这两种寄主上的羽化率均在90%以上,差异不显著;寄生扶桑绵粉蚧的雌蜂比例高于寄生石蒜绵粉蚧的雌蜂比例。【结论】班氏跳小蜂能寄生石蒜绵粉蚧,且只在雌成虫上完成世代发育;与在更适寄主扶桑绵粉蚧上比较,石蒜绵粉蚧上羽化的班氏跳小蜂在寿命及雌蜂个体大小上有劣势。     

棉蚜体内感染沃尔巴克氏体（Wolbachia）的分子检测

Wolbachia是存在于节肢动物体内的一类呈母系遗传的细胞内共生细菌 ,这类细菌可以通过卵的细胞质传播并参与调控寄主的生殖活动。通过对Wolbachia外膜蛋白质的wsp基因进行特异性扩增 ,证实了寄生于不同植物的棉蚜 (AphisgossypiiGlover)体内均有感染 ,说明Wolbachia可能广泛存在于棉蚜体内 ,扩增出的Wolbachia目的片段为 5 90bp左右。通过对棉蚜体内感染的Wolbachia的wsp基因序列进行分子检测 ,为进一步研究棉蚜的孤雌生殖与Wolbachia的相关关系等奠定基础。     

莽山部分蜘蛛Wolbachia的感染及其wsp基因的序列分析

沃尔巴克氏体(Wolbachia)是一类广泛存在于节肢动物和线虫体内的胞内共生菌,能调控宿主的生殖方式。现用PCR方法检测了莽山自然保护区跳蛛科(Salticidae)、漏斗蛛科(Agelenidae)和狼蛛科(Lycosidae)部分蜘蛛种类的Wolbachia感染状况。结果证实跳蛛科蓝翠蛛(Siler cupreus)、狼蛛科小雾豹蛛(Pardosa mionebulosa)和漏斗蛛科指形龙角蛛(Draconarius digitusiformis)受Wolbachia感染,其感染率分别为3.7%、8.6%和40.0%。同时,基于Wolbachia的wsp基因序列构建系统发育树,结果表明:D.digitusiformis感染的Wolbachia属于A群,P.mionebulosa感染的Wolbachia属于B群,S.cupreus感染的Wolbachia属于G群;而且同一科的蜘蛛感染的Wolbachia亲缘关系较远,而不同科蜘蛛感染的Wolbachia系统发育关系较近,这可能与Wolbachia的水平传播有关。     

扶桑绵粉蚧与长角立毛蚁的互惠关系及其对寄主棉花叶片叶绿素荧光特性的影响

【背景】草食动物对寄主植物的取食或损伤会诱导改变植物的光合作用,从而直接影响植株的健康生长。产蜜昆虫与蚂蚁的互惠关系是物种相互促进的一种重要的生态学现象,能够促进产蜜昆虫的种群数量,然而这种互惠关系及其对寄主植物光合生理的影响还知之甚少。【方法】在室内条件下,运用叶绿素荧光动力学技术研究了外来入侵害虫扶桑绵粉蚧与长角立毛蚁的互惠对寄主棉花叶片叶绿素荧光特性的影响。【结果】随着扶桑绵粉蚧危害时间的延续,寄主植物上蚂蚁和扶桑绵粉蚧的数量均呈现显著上升的趋势,而在危害后期,蚂蚁存在情况下扶桑绵粉蚧的数量要明显低于无蚂蚁处理;在扶桑绵粉蚧取食寄主棉花20 d后,有、无蚂蚁存在的棉花叶片的光合利用率α值较无虫处理分别下降了53.5%和37.0%;存在蚂蚁或扶桑绵粉蚧危害后期对棉花叶片最大相对电子传递效率r ETRmax有显著影响,然而扶桑绵粉蚧单独取食或与蚂蚁互作的情况下未显著影响棉花叶片对强光的耐受能力(Ek)。【结论与意义】研究明确了扶桑绵粉蚧与长角立毛蚁的互惠关系对寄主棉花叶片的光合生理产生了一定的负面效应,为进一步解释扶桑绵粉蚧入侵、扩散及暴发的生态学过程提供了科学依据。     

Molecular cloning, prokaryotic expression and expression at different developmental stages of cathepsin B gene in mealybug Phenacoccus solenopsis Tinsley ( Hemiptera: Pseudococcidae)

昆虫组织蛋白酶B在昆虫代谢过程中发挥重要作用.本研究利用RACE技术克隆了扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley组织蛋白酶B基因的开放阅读框(ORF)序列,命名为PsCb(GenBank登录号:JQ727999).生物信息学分析表明,该基因的开放阅读框包含927 bp的片段,编码308个氨基酸.多序列比对表明,该基因编码的蛋白在N端变异较大,在C端保守性高.组织蛋白酶B基因的系统进化树结果表明扶桑绵粉蚧组织蛋白酶独自成为一支.原核表达电泳检测到一条大约35 kDa的目的条带,与预测的蛋白分子量相符.组织蛋白酶B基因在扶桑绵粉蚧各个虫态均有表达,卵期表达量相对较低,2龄若虫期达到最高峰,然后下降.本研究为进一步研究该基因的功能并开发出组织蛋白酶抑制剂,从而研制出扶桑绵粉蚧杀卵剂和胚胎发育抑制剂等提供理论依据.     

广东省扶桑绵粉蚧对园林植物为害及其天敌的调查

2013-2014年调查了扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley对广东城镇绿化带、公园、高速(国道)公路等园林植物的危害及其天敌种类,结果表明,广州、珠海、深圳等17个地级市均有扶桑绵粉蚧发生,呈点片分布,主要为害扶桑、驳骨丹、蟛蜞菊等9种园林植物,高速(国道)公路绿化带的园林植物受扶桑绵粉蚧为害最严重,其次是公园(景点)绿化带的园林植物,而城区绿化带、苗木花卉基地(市场)由于管理较好,园林植物受到扶桑绵粉蚧为害最轻。调查过程中,共采集到了7种天敌昆虫,分别是孟氏隐唇瓢虫Cryptolaemus montrouzineri Mulsant、圆斑弯月毛瓢虫Nephus quadrimaculatus(Kamiya)、六斑月瓢虫Menochilus sexmaculata(Fabricius)、草蛉Chrysopa sp.、班氏跳小蜂Aenasius bambawalei Hayat、粉蚧抑虱跳小蜂Acerophagus coccois Smith和粉蚧广腹细蜂Allotropa sp.。