杭州地区扶桑绵粉蚧危害调查及系统进化分析

张莉丽, 林　丹, 王道泽, 尉吉乾, 仇智灵， 吴慧明, 饶　琼*

1杭州市植保土肥总站，浙江 杭州 310020;2浙江农林大学农业与食品科学学院，浙江 临安 311300；3临安市农技推广中心，浙江 临安 311300



杭州地区扶桑绵粉蚧危害调查及系统进化分析

张莉丽1, 林丹2, 王道泽1, 尉吉乾1, 仇智灵3， 吴慧明2, 饶琼2*

1杭州市植保土肥总站，浙江 杭州 310020;2浙江农林大学农业与食品科学学院，浙江 临安 311300；3临安市农技推广中心，浙江 临安 311300

摘要:【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mtDNA 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mtDNA 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。

关键词:扶桑绵粉蚧； mtDNA COI； 系统进化； 入侵

扶桑绵粉蚧PhenacoccussolenopsisTinsley又名棉花粉蚧，是一种繁殖能力强、寄主广且传播迅速的害虫，主要以刺吸式口器吸食植物幼嫩部位(嫩枝、叶片、花芽和叶柄等)汁液，是一种严重威胁农林业安全生产的危险性入侵害虫(马骏等，2009； 武三安和张润志，2009)。扶桑绵粉蚧分布广泛且易扩散，起源于北美洲，随苗木、接穗及果品的调运迅速向世界各地蔓延。2008年，扶桑绵粉蚧在我国广东首次被发现，此后陆续在海南、浙江、新疆、陕西、安徽、云南、江苏等多个省市发生，造成了严重的经济损失(高霞等，2012； 胡婕等，2014； 苗广飞和黄超，2013； 王俊等，2014； 徐卫等，2009； 闫鹏飞等，2013； 周湾等，2010)。通过GARP生态位模型分析，扶桑绵粉蚧在我国的危害风险性大，适生区包括全国绝大多数省、市、自治区的部分地区，特别是一些蔬菜、棉花种植区如长江中下游棉花区，其潜在威胁更大(王艳平等，2009)。杭州地区于2009年首次发现扶桑绵粉蚧危害(周湾等，2010)。为更加准确地掌握该地区疫情发生动态和扩散趋势，本研究调查了2009—2015年杭州地区扶桑绵粉蚧的分布和危害情况，并对该地区扶桑绵粉蚧的mtDNA COI基因进行测序和系统进化分析，为扶桑绵粉蚧的监测和防控提供参考。

1材料与方法

1.1扶桑绵粉蚧调查方法

2009—2015年，在杭州地区组织扶桑绵粉蚧专项普查7次，普查面积2.2万 hm2，重点调查绿化带、草花种植基地、农产品(花木)交易市场及周围区域，调查对象以花卉、蔬菜、杂草及重要农林经济作物为主。调查时仔细观察植株各部位尤其是幼嫩部分，当植株上存在一定数量扶桑绵粉蚧的若虫，便可认定该植株为其寄主植物。

危害程度按虫口密度划分：(1)轻发生，寄主植物上只有零星虫(<7.5头·m-2)；(2)中发生，寄主植物上虫量少，极易查到(7.5～45头·m-2)；(3)重发生，寄主植物上虫量较多(>45头·m-2)。拍摄记录寄主植物的为害部位，并记录已确定的寄主植物种名或请相关专家鉴定寄主植物种类。

1.2扶桑绵粉蚧分子鉴定

1.2.1DNA提取2015年分别于杭州3个发生地临安、余杭、萧山采集扶桑绵粉蚧样品，挑选单头扶桑绵粉蚧提取DNA，方法如下：用ddH2O清洗后，吸取50 μL裂解液(50 mmol·L-1KCl、10 mmol·L-1Tris pH 8.4、0.2% gelatin、0.45% Tween 20、0.45% NP40、60 mg·mL-1proteinase K)于封口膜上，将单头粉蚧置于裂解液中，用PCR管底部研磨，将匀浆液置于65 ℃水浴30 min，100 ℃沸水浴10 min，短暂离心后将DNA样品置于-20 ℃冰箱中保存备用。

1.2.2PCR扩增引物参照Gullanetal.(2003)设计，PCR反应体系总体积50 μL，其中ddH2O 30 μL、10×PCR Buffer 5 μL、dNTP 4 μL、Mg2+4 μL、DNA模板2μL、上游引物(10 μmol·L-1)2 μL、下游引物(10 μmol·L-1)2 μL、Taq酶1 μL。反应条件为94 ℃预变性5 min；95 ℃变性1 min，52 ℃退火1 min，72 ℃延伸1.5 min，共30个循环；72 ℃终延伸5 min。PCR产物保存于4 ℃冰箱中备用。PCR产物用1.5%的琼脂糖凝胶电泳检测。

1.2.3系统发育分析PCR产物经回收纯化后，送上海生工生物工程公司测序，得到测序结果与其他相关序列用MEGA 6.06软件进行比较分析，通过NJ模型构建系统发育树，并计算遗传距离。

2结果与分析

2.1发生与分布

杭州市2009年11月首次在余杭区发现扶桑绵粉蚧，截至2015年年底，杭州地区扶桑绵粉蚧主要分布在余杭区乔司街道、良渚街道，萧山区北干街道和临安市锦城街道、锦北街道，发生面积分别为2.0、5.8、2.5和0.7 hm2。

2.2扶桑绵粉蚧寄主植物种类

本次普查中共发现扶桑绵粉蚧的寄主植物38科61属68种，主要为豆科、茄科、葫芦科、锦葵科、胡麻科、菊科、马齿苋科和马鞭草科植物，其中以辣椒、茄子、番茄、南瓜、棉花、芝麻、菊花、苦荬菜、大花马齿苋和五色梅等受害最严重，受害率达100%，且虫口高度密集(表1、图1)。

2.3分子鉴定及系统进化研究

共测得3个地区的26个扶桑绵粉蚧mtCOI基因序列，基因片段大小约为400 bp，通过Blast比对分析，获得2个扶桑绵粉蚧单倍型：除1个临安地区的样品外(单倍型HZ-Ps01)，其他所有样品的序列相似度均为100%(单倍型HZ-Ps)。通过NCBI数据库与其他地区的扶桑绵粉蚧以及与其相似度较高的粉蚧mtCOI序列进行比对，并构建系统进化树(图2)，分析遗传距离(表2)。结果显示，本研究测定的扶桑绵粉蚧与其他地区的扶桑绵粉蚧聚为一个分支：①与我国其他地区，如广西、湖北、广东、江苏、海南等地的扶桑绵粉蚧(KJ620516、KF878038、KF878039)相似度为99.4%～100%；②与亚洲其他地区，如巴基斯坦的扶桑绵粉蚧(AB499696)相似度为99.1%～99.7%，菲律宾、越南、印度等地的扶桑绵粉蚧(KF442959、KF878057、KC985430)相似度为99.4%～100%；③与美洲地区，如巴西部分地区的扶桑绵粉蚧相似度为99.4%～100%(KJ530610)，美国加利福尼亚州的扶桑绵粉蚧(JN112802)相似度为98.4%～99.1%，其中美国佛罗里达州的扶桑绵粉蚧(EU267210)分化最大，相似度仅为95.6%～96.4%。另外，石蒜绵粉蚧(P.solani，KJ620517)和槭树绵粉蚧(P.aceris，JN546626)是扶桑绵粉蚧的同属近缘种，相似度分别为90.5%～91.4%和86.5%～86.6%；与其他属粉蚧相比，康氏粉蚧(Pseudococcuscomstocki，AB513658)与扶桑绵粉蚧的亲缘关系最近，相似度为87.0%～88.2%。

续表1

3讨论

扶桑绵粉蚧为多食性害虫，寄主范围广，包括大田作物、蔬菜、观赏植物、杂草、灌木和乔木等，我国共记录寄主植物40科87属99种(闫鹏飞等，2013)。扶桑绵粉蚧在浙江省的寄主植物由2009年的19科29种增加到2011年的33科66种(周湾等，2010、2012)，杭州市扶桑绵粉蚧的发生为局部散点式分布。在本次普查中，扶桑绵粉蚧的寄主植物已增加到38科61属68种。根据监测点数据显示，2013年8月芝麻上平均株危害率为82.8%，茄子和番茄株危害率达100%，严重时造成绝收。

本研究中的扶桑绵粉蚧与来自中国、巴西、巴基斯坦、越南的扶桑绵粉蚧相似度较高(相似度99.4%～100%)，而与美国佛罗里达的扶桑绵粉蚧存在一定遗传距离(遗传分歧为3.6%～4.4%)。这与Chuetal.(2009)和赵静等(2014)认为扶桑绵粉蚧存在两大支系(中国+印度+巴基斯坦)+美国加利福尼亚州支系和美国佛罗里达支系的结论一致。目前，国内浙江、广东、广西、江苏、海南等地的扶桑绵粉蚧的同源性达100%，表明我国的扶桑绵粉蚧还未发现支系分歧，均为(中国+印度+巴基斯坦)+美国加利福尼亚州支系。赵静等(2014)对我国6个地区的扶桑绵粉蚧序列样品进行比对分析，推测我国长江中下游地区棉区(如安徽安庆等地)的扶桑绵粉蚧可能是从我国东南、西南扶桑绵粉蚧疫情发生区随苗木调运而来，且该虫于2008年首次在广东发现，传入我国的时间尚短，其mtCOI基因只存在少量变异碱基。本研究中，杭州市地区的扶桑绵粉蚧的序列几乎不存在差异，未发生明显的遗传分化，据此推断，这3个发生区域的扶桑绵粉蚧很可能来源于同一个地区，即可能从国内其他已发生危害地区传入，并在杭州市内随苗木调运而扩散。因此应加强检疫，对从发生区调入的寄主植物及产品加强调运复检，防止疫情再次传入和扩散。

参考文献

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马骏, 胡学难, 刘海军, 梁帆, 赵菊鹏, 冯黎霞, 陈乃中, 2009. 广州扶桑上发现扶桑绵粉蚧. 植物检疫, 23(2): 35-36.

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闫鹏飞, 孙跃先, 李正跃, 陈霞, 邓裕亮, 张宏瑞, 吕要斌, 2013. 云南省扶桑绵粉蚧的分布和危害. 生物安全学报, 22(4): 237-241.

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Gullan P J, Downie D A and Steffan S A, 2003. A new pest species of the mealybug genusFerrisiafullaway(Hemiptera: Pseudococcidae) from the United States.AnnalsoftheEntomologicalSocietyofAmerica, 96(6): 723-737.

(责任编辑:郭莹)

Infestation and phylogenetic study of an invasive mealybugPhenacoccussolenopsisin Hangzhou

Li-li ZHANG1, Dan LIN2, Dao-ze WANG1, Ji-qian WEI1, Zhi-ling QIU3, Hui-ming WU2, Qiong RAO2*

1HangzhouPlantProtection&FertilizerStation，Hangzhou,Zhejiang310020，China;2SchoolofAgricultureandFoodScience，ZhejiangA&FUniversity，Lin′an,Zhejiang311300，China;3Lin′anAgriculturalTechnologyExtensionCenter，Lin′an,Zhejiang311300，China

Abstract:【Background】 The cotton mealybug,PhenacoccussolenopsisTinsley, is an important invasive pest, which has spread rapidly and caused serious damage in China in recent years. 【Method】 During 2009 to 2015, we investigated the infestation ofP.solenopsisin Hangzhou. We also identified the plants on which mealybug were present and constructed a phylogeny tree based on mtDNA COI sequencing. 【Result】 The results showedP.solenopsiswere dispersedly distributed in Yuhang, Xiaoshan and Lin′an counties of the Province of Hangzhou. Altogether presence of the mealy bug 68 plant species from 61 genera and belonging to 38 families were recorded, among whichCapsicumannuum,Solanummelongena,Solanumlycopersicum,Cucurbitamoschata,Gossypiumsp.,Sesamumindicum,Dendranthemamorifolium,Ixerispolycephala,PortulacagrandifloraandLantanacamaracaused the most damage. Based on mtDNA COI sequences, the results showed there was no obvious genetic differentiation among the populations ofP.Solenopsisfrom Hangzhou. The phylogenetic analysis revealed theP.Solenopsisfrom Hangzhou shared 99.4%～100% identity with others from China. 【Conclusion and significance】 The results provided the theoretical foundation for the studies of genetic evolution, invasive ways, prevention and control ofP.solenopsis.

Key words:Phenacoccussolenopsis; mtDNA COI; phylogenetic analysis; invasion

收稿日期(Received)：2015-07-30接受日期(Accepted)： 2015-09-13

基金项目:浙江省自然科学基金(LY14C140003); 杭州市社会发展科研专项(20110533B210); 浙江农林大学科研发展基金人才启动项目(2013FR030)

作者简介:张莉丽， 女， 高级农艺师。 研究方向： 外来有害生物监测与防控技术。 E-mail: lilyzh_hz@126.com *通讯作者(Author for correspondence), E-mail: qiong.rao@163.com

DOI:10. 3969/j.issn.2095-1787.2016.02.008