烟粉虱Q型与B型种群动态及其影响因子研究进展

烟粉虱Q型与B型种群动态及其影响因子研究进展

第34卷　第3期

2007年　6月

植　物　保　护　学　报

ACTAPHYTOPHYLACICASINICA

Vol.34　No.3June

　2007

烟粉虱Q型与B型种群动态及其

影响因子研究进展

褚　栋

1,2

　刘国霞　陶云荔　万方浩　张友军

11323

(1.山东省农业科学院高新技术研究中心,济南250100;2.中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京100081;

3.中国农业科学院植物保护研究所(南区),植物病虫害生物学国家重点实验室,北京100081)

摘要:烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)是一种重要的农业害虫,并含有许多生物型。其中,烟粉

虱Q型和B型是目前研究最为广泛深入的两种生物型。近20年来,烟粉虱B型传入世界各地并暴发成灾,被视为入侵性最强的生物型。相对于烟粉虱B型,烟粉虱Q型是近年来引起人们高度重视的一种新的生物型。在介绍烟粉虱Q型与B,着重论,制,并为其控制提供依据。

关键词:烟粉虱Q型;烟粉虱B型;iofbiotypesQandBofBemisiatabaci

(Gennadius)andtheinfluentialfactors

CHUDong

1,2

　LIUGuo2xia　TAOYun2li　WANFang2hao　ZHANGYou2jun

11323

(1.High2techResearchCenter,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100,ShandongProvince,China;2.InstituteofVegetablesandFlowers,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,

China;3.TheStateKeyLaboratoryforBiologyofPlantDiseasesandInsectPests,InstituteofPlantProtection(SouthSection),ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China)

Abstract:Bemisiatabaci(Gennadius)paredtobiotypeB,biotypeQhasbeenanewharmfulbiotypeduringtherecentyears.OnthebasisofintroductionofthephylogeneticrelationshipandgeneflowbetweenbiotypesQandBof

B.tabaci,thepopulationdynamicsofthetwobiotypesandtheinfluentialfactorswereintroduced.The

purposeofthereviewwastoexploretheinvasionmechanismsothatthereferenceinformationofthetwoinvasivebiotypeswasprovidedtohelptheircontrol.

Keywords:BemisiatabacibiotypeQ;BemisiatabacibiotypeB;populationdynamics;influentialfactors

烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)是一种重要

的农业经济害虫,根据其寄主范围、危害习性和传毒

[1]

能力等方面的差异可分为许多生物型,其中烟粉

虱B型是近20年来传入世界各国并暴发成灾的重

[2]

要入侵害虫。烟粉虱B型引起人们的密切关注,源于20世纪80年代末烟粉虱在美国及其它国家相

基金项目:国家重点基础研究发展计划(2002CB111400),国家自然科学基金(30500331),北京市自然科学基金(6062024),山东省农业科　　　　学院青年科研基金项目(2005YQ032)

作者简介:褚栋,男,1977年生,副研究员,从事入侵生物学和分子生态学研究,email:chudong1977@

3通讯作者(Authorforcorrespondence),email:zhangyj@,Tel:010-62146130;收稿日期:2006-11-16

烟粉虱Q型与B型种群动态及其影响因子研究进展

继暴发成灾。利用分子标记研究表明,烟粉虱B型起源于北非/东非、中东以及阿拉伯半岛地区散

[5]

[3～4]

,

随一品红或其它花卉的调运等在全世界范围内扩

。近20年间,烟粉虱B型已成功入侵美国、澳

[2]

利用mtDNACOI基因序列研究表

[24]

明,西班牙Q型与苏丹L型聚为一支(Brown将西班牙Q型与苏丹L型视为中东/非洲支),然后与

Kirk等

[23]

大利亚、哥伦比亚、韩国、巴西、中国等许多国家并造成严重危害

。随着烟粉虱B型在各国的暴发成

灾,各国科研人员加强了烟粉虱生物型的监测工作。

相对于烟粉虱B型,人们对烟粉虱Q型的研究较晚。20世纪90年代末在伊比利亚半岛的西班牙和葡萄牙地区发现了烟粉虱Q型

。RAPD分子标记表明,这些地区烟粉虱Q型种群(无论雌、雄)比B型具有更高的遗传多样性,这表明该生物型可能

[6]

通过rDNAITS1分

子标记研究认为,烟粉虱主要分为6个种族(race),B型形成姐妹支。DeBarro等

[25]

即亚洲、巴厘、澳洲、非洲南部、地中海/亚细亚/非洲、新大陆种族,其中烟粉虱Q型先与苏丹L型、尼日利亚J型等聚为地中海支,然后与B型以及其它种群组成地中海/亚细亚/非洲种族。最近,我们基于mtDNACOI序列构建的系统树分析结果表明

[26]

,烟粉虱Q型和B型以及北非、地中海和中东

出现在烟粉虱B型传入该地区之前

[7]

。最初认为,

地区种群聚为B型/地中海/中东/北非/Ms型组,其

[8]

中地中海亚组中含QL型(在Rúa等中,均被视为Q,)。由此,,,尚有许多生物型/亚组内的烟Q型亲缘关系更近,如苏丹L型与Q型聚为地中海亚组,然后与北非、中东、B型、Ms型相继形成姐妹支。

1.2烟粉虱Q型与B型的基因交流

烟粉虱Q型仅仅分布在伊比利亚半岛。然而,随后的调查表明在加那利群岛、意大利、摩洛哥、阿尔及

[8]

利亚、以色列、突尼斯、埃及、塞浦路斯(个人通讯)、德国

[9]

了该生物型。Q[10]

功入侵中国、、墨西哥(Brown,个人通讯)、日本牙东南部地区

[11]

,烟粉虱Q型和B

[12]

型在许多国家或地区同域发生并造成危害,如西班

[6]

、以色列地区。

烟粉虱Q型和B型是否存在生殖隔离,一直是

世界各国科研人员关注的问题。因为烟粉虱不同生物型能否成功杂交,不仅仅是分类学上的问题,而且产生的一些生态学后果会影响外来生物型成功入侵的可能性

。Marques等对葡萄牙南部的Agar2

ve地区烟粉虱种群(1999年)聚丙烯酰胺凝胶电泳

[27]

[28]

近年来烟粉虱Q型之所以引起各国科研人员的密切关注,主要有两个原因:一方面,烟粉虱Q型具有较强的入侵性,并在世界各地包括我国

[13～14]

不

断地蔓延;另一方面,该生物型比B型具有更大的潜在危害性,一些植物寄主上Q型比B型具有更强的生物学优势力性

[18～19][9,20～21]

[15～17]

研究表明,20%的雌性个体具有烟粉虱B型和Q型的酯酶带,F1子代能够诱导西葫芦产生银叶反应(之前该反应被认为是烟粉虱B型特有的生物学特征);同时,这些烟粉虱具有不同于烟粉虱B型的形态特征。这些资料似乎表明葡萄牙种群存在B型与Q型的杂交后代。Ronda等

[29]

,具有相似或更强的传毒能

,对某些化学农药具有更强而稳定的抗药

。鉴于该生物型已在我国局部地区发生

[13～14]

危害并不断蔓延

,有必要加强对Q型的遗传

学特征以及生物学特性方面的深入认识。作者论述烟粉虱Q型与B型种群动态及其影响因子的研究进展,旨在探讨烟粉虱Q型和B型的成功入侵机制,为这两种入侵性生物型的控制提供依据。

在实验室条件下

获得了烟粉虱Q型和B型的雌性杂交后代个体。利用埃及、塞浦路斯的烟粉虱B型和西班牙、塞浦路斯的烟粉虱Q型杂交,产生了少量的F1代雌性个体,然而这些个体产生的F2代不能成功发育。这种生殖隔离主要是由于存在受精前行为障碍机制,同时还存在阻止F2代正常发育的受精后发育障碍机制

[30]

1烟粉虱Q型与B型的系统发育关系

及基因交流

1.1烟粉虱Q型与B型的系统发育关系

RAPD以及AFLP

[7]

[22]

。

[7]

分子标记研究表明,烟粉对田间烟粉虱生物型调查表明,没有发现烟粉虱Q型和B型的杂交后代

。可能是由于在自然

[7]

虱Q型和B型亲缘关系较近并聚为一支。该结果

和近年来使用的核糖体ITS1(rDNAITS1)、线粒体COI(mtDNACOI)分子标记的分析结果基本一致。

条件下,烟粉虱Q型和B型杂交后代的适合度比烟粉虱Q型或B型的差,数量极少而未检测到

。

烟粉虱Q型与B型种群动态及其影响因子研究进展

2烟粉虱Q型与B型的种群动态及其

葵Solanumnigrum上从卵到成虫的发育历期分别为22、20天,明显短于烟粉虱B型的23、22天

[15]

影响因子

2.1烟粉虱Q型的生物学优势

;烟

粉虱Q型在这些杂草上具有比烟粉虱B型更强的危害性。杂草是烟粉虱Q型的重要寄主,为该生物型危害农作物提供了大量虫源

[15]

烟粉虱B型具有很强的竞争取代能力,在入侵一个地区后往往会取代当地的烟粉虱土著种群

[2]

。而且,在部分农

。

作物也发现烟粉虱Q型具有比烟粉虱B型更强的生物学优势。如烟粉虱Q型在甜椒上17、20、23、26、30、33和35℃时平均发育历期均比烟粉虱B型

然而,在西班牙地区,虽然20世纪80年代就发现了烟粉虱B型,但该生物型在这个地区的蔓延并不迅

速。1997～1998年间在西班牙东南部两次调查(分别25、35个种群)中,均没有发现烟粉虱B型

[31～32]

的短,达到显著性差异

[16]

。1998～1999年在西班

牙Almeria地区,烟粉虱B型能够完成19世代,而烟粉虱Q型能完成20世代。

然而,Pascual等

[12]

。后来的调查表明,西班牙东南部地区烟粉

[6]

虱Q型和B型同域发生并造成危害,并且烟粉虱Q型明显占有优势

。Sim∏n等

[32]

研究表明,西班牙东南部地

的调查表明,该地

区烟粉虱Q,是不能完全由Q型。这种竞争取代B型与烟Q型相比,单头雌性产卵量高且孵化时间短,幼虫的死亡率低,F1代雌性比例高,雌性成虫死亡率低并达到显著水平升至79%

[12]

[12]

区烟粉虱B型种群显著下降,而烟粉虱Q型种群则相应上升。在西班牙Tenerife地区,自2001年以来烟粉虱B型的比例下降

[12]

[区9个烟粉虱种群调查发现,8Q型,仅1亚、西西里岛地区B。在萨丁尼亚17,13个种群是烟粉虱B型,仅有2个种群是Q型,同时有2个以B型为主的B型/Q型混合种群;在西西里岛7个种群中,4个为烟粉虱Q型,3个为烟粉虱B型/Q型混合种群。对摩洛哥苏斯(Souss)地区番茄地中烟粉虱生物型鉴定表明,所有烟粉虱均在Q型支(clade)内,没有发现烟粉虱B型

[34]

[33]

。在混合饲养的条件下,仅

仅经过1个世代,烟粉虱B型的种群即可从50%上

。在田间,可能是环境因子强烈影响

[12]

了烟粉虱B型的竞争取代机制,而有利于烟粉虱Q型种群的增长

。

分析表明,在意大利萨丁尼亚、西西里岛地区烟粉虱Q型/B型的扩散、分布与寄主植物的品质相关性不大,而环境特征和作物系统的类型似乎对生物型的选择具有直接的作用

[33]

。在西班牙东南部等地区中,烟

粉虱Q型不但没有像美国烟粉虱A型那样被烟粉虱B型竞争取代,其种群数量反而比烟粉虱B型占有优势

[15～16]

:烟粉虱B型主要在耕

作密集的地区,而烟粉虱Q型则更经常出现在自然环境或空闲农事操作的地区。而根据最新的资料推测,化学杀虫剂的施用可能是影响这两种生物型种群动态的重要环境因子。

2.2杀虫剂对两种生物型种群动态的影响

。对这种现象的形成原因,主要有两种

观点:第一,由于烟粉虱Q型具有生物学优势;第二,由于烟粉虱Q型较强而稳定的抗药性。

Moya等

[7]

推测,由于烟粉虱Q型和B型均是

多食性、具有很高的遗传相似性,二者可能具有相似的生物学效应。试验表明,在一些杂草上和部分农作物上烟粉虱Q型比B型具有更强的生物学优势。在冬季杂草免葵MalvaparvifloraL.、荠菜Capsella

bursa2pastorisL.、野芥末Brassicakaber上,烟粉虱Q

烟粉虱Q型抗药性有三个方面的特点:第一,

[35]

烟粉虱Q型对吡丙醚(pyriproxyfen)、吡虫啉(im2idacloprid)Horowitz等

[36]

等化学杀虫剂容易产生较高抗性。对从以色列采集的11个烟粉虱种群

[37]

研究发现,6个Q型或Q型为主的种群中,仅有1个是敏感种群,而5个烟粉虱B型均为敏感种群。Dennehy等

[21]

型雌虫产卵量、化蛹数、成虫羽化率等明显比烟粉虱B型的高;烟粉虱Q型在夏季杂草反枝苋Amaran2

thusretroflexus、灰菜Chenopodiumalbum植株和叶片

研究表明,烟粉虱Q型对能够有效控

制烟粉虱B型的杀虫剂均具有较高的抗性。第二,在没有杀虫剂选择压力下,烟粉虱Q型对新烟碱类杀虫剂的抗性比较稳定,如在没有杀虫剂筛选的情况下,在西班牙Almeria地区烟粉虱Q型对新烟碱

上的危害比例、每天危害植株的成虫数量及每个植株上蛹数量比烟粉虱B型明显高

[15]

。26℃情况下,

烟粉虱Q型在杂草曼陀罗Daturastramonium和龙

烟粉虱Q型与B型种群动态及其影响因子研究进展

[9]

类杀虫剂能够保持至少2年的抗性

;而烟粉虱B

[36]

要指导价值。

此外,烟粉虱Q型和B型的生殖隔离程度及其

机制、烟粉虱Q型抗药性的产生对其适合度的影响、在侵入新环境下烟粉虱Q型和B型的扩散情况和烟粉虱生物型亲缘关系与生物学相似程度的相关性等问题的研究,对于揭示它们的入侵机制以及预防新入侵性生物型的传入等具有重要意义。

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型对新烟碱类杀虫剂的抗性则会急剧下降。第

三,烟粉虱Q型对同一类型不同杀虫剂间能够产生交互抗性。从意大利(1999年12月)和德国(2001年6月)采集的烟粉虱Q型对新烟碱类杀虫剂具有很高的交互抗性

[9]

。

在室内没有施用杀虫剂的环境下,对2002年后期收集的烟粉虱子代对吡丙醚的敏感性研究表明,烟粉虱种群对该杀虫剂的敏感性又完全恢复,这可能在上述条件下与烟粉虱B型取代Q型有关。Horowitz等cual等

[12]

[38]

推测在不施用杀虫剂的情况下,烟粉

虱B型比Q型具有更强的适合度,这种推测与Pas2

的结果一致。然而,在施用杀虫剂的情况

下,烟粉虱Q型与B型种群动态则发生了变化。

许多研究表明,以色列地区烟粉虱对吡丙醚产生了很高的抗性。虫脒、丙醚的抗性并未下降不明显

[39]

[38]

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,。现,Q型的情况下,烟粉虱种群对吡丙醚具有很高的抗性;而在仅有烟粉虱B型或以烟粉虱B型占据主导的种群,烟粉虱对吡

丙醚的抗性显著下降

[38]

。因此,可以推测烟粉虱种

群较高的抗药性与Q型的出现相关。而烟粉虱Q型的出现,可能是由于这些杀虫剂对烟粉虱Q型的选择作用。研究表明,吡丙醚和新烟碱类农药对B型比对Q型更具有决定性的影响

[39]

。这些杀虫剂

的施用,使得具有更强而稳定抗药性的烟粉虱Q型在吡丙醚或新烟碱类杀虫剂施用后能够更大程度地存活下来

[38]

。因此,可以推测杀虫剂的施用在烟粉

虱Q型与B型种群动态中起着重要的作用。

3展望

烟粉虱Q型和B型是烟粉虱不同生物型中入侵性很强的两种生物型。上述研究表明,烟粉虱Q型与B型种群动态可能受到烟粉虱Q型的生物学优势或者杀虫剂的影响。然而,影响物种竞争取代的因素很多,除了上述竞争者本身生物学优势以及杀虫剂的因素外,寄主/食物资源、天敌、气候、初始种群数量等也是竞争取代的重要影响因素

[40]

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。因

此,对于烟粉虱Q型和B型种群动态及其影响因素尚需深入研究。该方面的研究对于寻找控制不同生物型的关键因素,指导烟粉虱的可持续控制具有重

烟粉虱Q型与B型种群动态及其影响因子研究进展

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6mp4.html