西花薊馬生物學(xué)特性及不同地理種群遺傳分化研究.pdf

1、西花薊馬Frankliniella occidentalis(Pergande)(Thysanopters：Thripae)是世界性蔬菜和花卉等作物的重要害蟲，為我國進境植物檢疫潛在的危險性害蟲。2003年7月被確認(rèn)入侵我國并嚴(yán)重危害。本論文對西花薊馬在我國部分地區(qū)的分布、快速鑒定、防治藥劑篩選、不同寄主植物和不同溫度條件下的生物學(xué)特性及不同地理種群的遺傳分化進行了研究。 明確了西花薊馬在我國部分地區(qū)的分布現(xiàn)狀。通過對北京、浙江

2、和云南蔬菜、花卉和雜草植物上薊馬種類的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，西花薊馬在北京、云南地區(qū)建立了穩(wěn)定的種群，并呈廣泛分布狀態(tài)，而在浙江除了在花店采到少量標(biāo)本以外，田間尚未發(fā)現(xiàn)。3個地區(qū)的薊馬種類較為相似，西花薊馬、花薊馬Fintona、煙薊馬Thrips tabaci、黃胸薊馬T. hawaiiensis、腹小頭薊馬Microcephalothrips abdominalis和稻薊馬Stenchaetothrips是3個地區(qū)共有的種類。其中花薊馬的分布最

3、廣，數(shù)量也最豐富，是最為常見的薊馬種類。 建立了一種西花薊馬快速分子鑒定技術(shù)。利用與西花薊馬親緣關(guān)系非常近的花薊馬為對照，以rDNA(ribosomal DNA)上ITS(internal transcribed spacer)區(qū)域為目標(biāo)序列，找出了能夠特異性擴增西花薊馬的引物對。以此引物對建立了雙、單管巢式PCR體系，能夠特異擴增西花薊馬片段，大小為900bp。通過采用不同來源(不同寄主)的西花薊馬、花薊馬、煙薊馬、黃胸薊馬進

4、行驗證，結(jié)果只有西花薊馬擴增出特異條帶，說明了該方法的可靠性。 建立了西花薊馬的生物測定方法，測定了西花薊馬對不同藥劑的敏感基線。在TIBS(thrips insecticide bioassay system)生物測定方法的基礎(chǔ)之上加以改進，以1.5ml離心管作為實驗容器，以甘藍(lán)葉片作為試蟲食物，通過浸管和浸葉，建立了西花薊馬葉管藥膜法的生物測定方法。利用該方法測定了11種藥劑對西花薊馬的活性，建立了西花薊馬對這些藥劑的敏感基

5、線，其中對西花薊馬毒力效果較好的藥劑包括2.5％菜喜(多殺菌素)SC(LC<,50>：0.2mg/L)、3％甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽ME(LC<,50>：0.5mg/L)、5％銳勁特(氟蟲腈)SC(LC<,50>：1.6mg/L)、1.8％愛福丁(阿維菌素)EC(LC<,50>： 2.0mg/L)、0.3％苦參堿AS(LC<,50>：3.3mg/L)、40％毒死蜱EC(LC<,50>：7.0mg/L)、4.5％高效氯氰菊酯 EC(LC<,

6、50>：13.0mg/L)、20％殺滅菊酯EC(LC<,50>：13.0mg/L)和10％除盡(蟲螨腈)SC(LC<,50>：25.6mg/L)，為西花薊馬的有效防治提供了良好的選擇藥劑。 西花薊馬在5種不同蔬菜(黃瓜Cucumis,．sativus L．品種為中農(nóng)8號、甘藍(lán)Brassica Dleracea L.京豐1號、甜椒Capsicum．a(chǎn)nnuuN L．中椒5號、菜豆Phaseolus vulgaris L.供給者和番

7、茄 Lycopersicon esculentum M．中雜9號)葉片上的生物學(xué)特性表現(xiàn)明顯差異?？傮w上，西花薊馬在黃瓜葉片上的表現(xiàn)最好：發(fā)育歷期最短、凈增殖率和種群增長指數(shù)最高，相反在辣椒上的表現(xiàn)最差。西花薊馬在黃瓜、甘藍(lán)、菜豆、辣椒和番茄上從卵到成蟲的發(fā)育歷期分別為9.22±0.13、10.19 ±0.08、10.42±0.06、12.15±0.07和12.91±0.04天，在黃瓜、甘藍(lán)和番茄上的存活率較高，為75％-80％，而在辣

8、椒上僅50％發(fā)育到成蟲。西花薊馬在甘藍(lán)上的繁殖能力最強，平均每雌的一齡若蟲數(shù)達(dá)76.62±11.79頭，在黃瓜上的產(chǎn)卵速率最快，平均每雌每天的若蟲數(shù)為6.12±1.81頭，而在辣椒上繁殖能力和產(chǎn)卵速率都最低，分別僅7.67±3.35和1.89±0.91。西花薊馬在黃瓜上的內(nèi)稟增長率最高，達(dá)到0.208，在甘藍(lán)、菜豆、番茄和辣椒上內(nèi)稟增長率分別為0.184、0.164、0.100和0.017。 西花薊馬的發(fā)育速率與溫度呈線性關(guān)系(

9、R<'2>=0.9943)，隨著溫度升高，各發(fā)育歷期明顯縮短。根據(jù)線性模型估計西花薊馬的發(fā)育起點溫度為7.4℃，充分完成發(fā)育所需的有效積溫為208日·度。預(yù)測西花薊馬在我國不同地區(qū)的發(fā)生趨勢，對西花薊馬在我國的進一步擴散與危害進行風(fēng)險評價，溫度是昆蟲在一個地區(qū)能否發(fā)生和發(fā)生危害程度的關(guān)鍵影響因子之一，結(jié)合我國昆蟲不同分布區(qū)系的田間月平均溫度，應(yīng)用有效積溫法則分別對華南(廣州)、華中(武漢)、華北(北京)、西南(昆明、麗江)和東北(沈陽)

10、地區(qū)西花薊馬的年發(fā)生代數(shù)進行了預(yù)測。結(jié)果表明不同地區(qū)的年發(fā)生代數(shù)差異很大(設(shè)施農(nóng)業(yè)除外)，華南、華中、華北和東北地區(qū)的年發(fā)生代數(shù)分別為24～26、16～18、13～14和1～4代。而西南地區(qū)的昆明與麗江發(fā)生代數(shù)也相差很大，分別為13～15和8～10代。 分析了我國北京和云南以及美國、荷蘭等7個地理區(qū)域103頭西花薊馬個體的mtDNA COI (mitochondrial DNA)序列，區(qū)分出H1、H2、H3、H4、H5和H6共6

11、個單體型，大部分個體集中于單體型H1、H3和H4。這3個單體型是目前在全球范圍內(nèi)廣泛分布的“溫室品系”，H6是“羽扇豆品系”(僅在新西蘭羽扇豆上發(fā)生，不對其他植物造成危害)。通過單體型在各種群的分布情況分析，發(fā)現(xiàn)除日本種群僅有1個單體型外，其它種群都有2個，甚至2個以上單體型，表明西花薊馬在世界各地種群中具有較高的遺傳多樣性，西花薊馬入侵到新的地區(qū)出現(xiàn)了明顯的遺傳分化或具有多個入侵來源。我國北京和云南種群分別有4個和2個單體型，說明我國

12、西花薊馬種群可能存在多個來源。另外在北京田間種群發(fā)現(xiàn)一個單體型H5序列與“羽扇豆品系”高度同源，僅有2個堿基差異，其與“羽扇豆品系”的關(guān)系尚有待查明。 利用AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphisim)技術(shù)對不同地理區(qū)域的西花薊馬種群間和種群內(nèi)的遺傳分化進行了初步研究。用6對引物對5個西花薊馬種群的遺傳多樣性進行分析，結(jié)果擴增出了192條多態(tài)帶，多態(tài)性比率為88.9％，表明同一地區(qū)西花

13、薊馬種群內(nèi)已經(jīng)存在一定程度的遺傳分化，但分化的程度各種群之間表現(xiàn)差異，中國、荷蘭、美國、澳大利亞和日本五個種群內(nèi)個體之間遺傳相似性分別為0.79-0.95、0.71-1.00、0.62-1.00、0.74-0.94和0.86-0.97。對5個西花薊馬種群的遺傳結(jié)構(gòu)分析表明，不同地區(qū)西花薊馬種群間存在著明顯的遺傳分化，種群間的固定指數(shù)為0.367-0.656，總固定指數(shù)為0.547±0.067。本研究的聚類分析結(jié)果顯示，我國北京種群與荷蘭