白学慧 吴贵宏 邵维治 罗 琴 张洪波③
(1 云南省德宏热带农业科学研究所 云南瑞丽678600;2 瑞丽海关综合技术中心 云南瑞丽678600)
粉蚧科(Pseudococcidae)昆虫是一类重要的农林害虫,全世界超过2000种[1]。据Waller等报道,国外为害咖啡花、叶的粉蚧科害虫有南洋臀纹粉蚧Planococcus lilacinusCockerell、肯尼亚粉蚧P. kenyaeLe Pelley、柑橘臀纹粉蚧P.citriRisso、 双条拂粉蚧Ferrisia virgataCockerell 等4 种;为害咖啡根部的粉蚧科害虫有Benedictycoccina omataHambleton、Capitisetella migransGreen、Cataenoccus podagrosusGreen、Coccidella globoculusHambleton、菠萝灰 粉 蚧Dysmicoccus brevipesCockerell、D.debregeasiaeGreen、 香蕉灰粉蚧D. grassiLeonardi、D. probrevipesMorrison、D. radicisGreen、D. subterreusWilliams、D. tex-ensisTinsley、 格 林 蚁 粉 蚧Formicococcus greeniVayssière、印度蚁粉蚧F. robustusEzzat & McConnell、咖啡荒粉蚧Geococcus coffeaeGreen、Neochavesia caldsiaeBalachowsky、N.eversiBeardsley、斐济簇粉蚧Paraputo leveriGreen、柬埔寨臀纹粉蚧P. angkorensisTakahashi、柑橘臀纹粉蚧P. citriRisso、P. fungicolaWatson & Cox、南洋臀纹粉蚧P. lilacinusCockerell、P. radicumWatson & Cox、橘小粉蚧Pseudococcus cryptusHempel、P. pseudocitriculusBetrem、Pseudorhizoecus proximusGreen、Puto antioquensis(Murillo)、P.mexicanusCockerell、 美 洲 根 粉 蚧Rhizoecus americanusHambleton、R. arabicusHambleton、R. caladiiGreen、咖啡根粉蚧R. coffeaeLaing、R. divaricatusHambleton、R. elotiGiard、R. falciferKunckel d'Herculais、R.nemoralisHambleton、Ripersiella andensis
Hambleton、柑橘土粉蚧R. kondonisKuwana 等37种[2]。中国报道,为害咖啡叶部的粉蚧有双条拂粉蚧F. virgataCockerell[3],为害咖啡根部的粉蚧有广布蚁粉蚧F. polysperes(Williams)、南洋臀纹粉蚧P. lilacinusCockerell、大洋臀纹粉蚧P. minorMaskell[4]和印度牦粉蚧Planococcoides robustus[5]。2018年笔者在云南省瑞丽咖啡种植园发现有粉蚧为害,并采用形态学与分子生物学对该粉蚧进行了鉴定,现将研究结果报道如下。
粉蚧标本采自云南省瑞丽市咖啡(Coffea arabica)植株地上部分,其中10头雌成虫用于形态学鉴定,6 头(雌虫3 头,若虫3 头)用于分子生物学鉴定。
1.2.1 形态学鉴定
玻片标本的制作参照张江涛[4]方法,玻片显微形态特征观察使用Leica DM5000B 双筒光学显微镜观测、拍照。
1.2.2 分子生物学鉴定
1.2.2.1 DNA提取、PCR扩增
采用DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen,Duesseldorf,Germany)试剂盒进行粉蚧DNA 提取。以文献报道的粉蚧通用引物组合PCOF(5’-CCTTCAACTAATCATAAAAATATYAG-3’)/LepR1 (5’-TAAACTTCTGGATGTCCAAAAAATCA-3’)[6],扩 增P.citri的COI基因条形码序列区段,引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。PCR 反应体系:模板DNA 1.5 μL,10×Buffer 2.5 μL,dNTPs 0.4 μL (10 mmol/L),上游引物和下游引物各0.4 μL (10 μmol/L),Taq 酶0.4 μL (2.5 U/μL),ddH2O 19.4 μL,总体积为25 μL。扩增程序为:94 ℃2 min;94 ℃40 s,45 ℃50 s,72 ℃50 s,5 个循环;94 ℃40 s,51 ℃50 s,72 ℃50 s,35个循环;72 ℃5 min。扩增反应在VeritiTM96-well Thermal Cycler (ABI-Applied Biosystems,USA)上进行。
1.2.2.2 电泳检测及序列测定
取5 μL PCR 扩增产物 在含有Gold viewII 的1.0%琼脂糖凝胶上以100 V 电泳分离45 min,然后,以凝胶成像系统分析电泳结果。最后,将经电泳检验合格的PCR产物直接送生工生物工程(上海)股份有限公司进行双向测序。
1.2.2.3 序列处理与分析
以MEGA 5.22[7]和Dna SP5.10.01[8]软件进行序列校正、拼接、多序列比对和单倍型多样性分析,并对COI基因所有的单倍型进行Blast,分析其与NCBI 数据库中同名种的序列一致性;然后,将测样本序列整合NCBI 中同名种和臀纹粉蚧属的其他粉蚧的序列(每种单倍型选用1 条序列),以NCBI 中的扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsisTinsley 序列(GeneBank 登录号:AB858432))作为外群,用MEGA5.22 软件,采用HKY+G+I 模型,以最大似然法maximum likelihood(ML)构建系统进化树,并对各分支进行1000次Bootstrap检验。
P.citri雌成虫和若虫吸食咖啡叶片、嫩稍、花和浆果(图1),造成咖啡叶片变黄枯萎、该蚧虫排泄的蜜露可引发煤污病,影响咖啡的光合作用。
雌成虫(活体)虫体扁平,椭圆形,背面稍向上隆起,表面盖有白色蜡粉,体节明显,虫体边缘有17 对细长蜡丝,尾端蜡丝稍长(图2-A)。雌成虫(玻片)呈椭圆形,长1.96~2.52 mm,宽1.19~1.90 mm(图2-B)。触角全长410.5~429.6 μm,共8 节,第1 节长52.0~61.5 μm,第2 节长52.0~60.0 μm,第3 节长53.0~59.0 μm,第4 节长28.5~36.5 μm,第5 节长32.0~38.5 μm,第6节长30.5~38.0 μm,第7节长46.0~48.5 μm,第8节长97.5~102.5 μm(图3-A),眼位于触角之后近体缘,呈锥状。口器发达。足细长发达,前足基节长60.5~66.5 μm,转节+腿节长216.0~255.0 μm,胫节+跗节长239.5~259.0 μm;中足基节长72.5~82.0 μm,转节+腿节长256.0~270.0 μm,胫节+跗节长265.0~301.0 μm;后足基节长86.5~94.0 μm,转节+腿节长275.5~296.0 μm,胫节+跗节长295.0~329.0 μm;后足基节、胫节有多个透明孔。爪粗壮,无爪齿。腹脐横椭圆形,位于第3、第4 腹节腹板间,有节间褶。肛环位于背末呈圆形,长约85.5 μm,宽75.5~82.5 μm,有6 根长环毛,长110.5~130.5 μm。尾瓣发达,腹面有硬化棒,刺孔群18 对。末对刺孔群C18有2 根锥刺,2~3 根附毛和多个三格腺(图3-B)。管腺长6.5~8.5 μm,宽3.0~3.5 μm,头部和胸部第8 刺孔群附近管腺20~50 个,在腹部体缘成群(图3-C)。与张江涛[4]、汤祊德[9]描述的柑橘臀纹粉蚧P.citri雌成虫形态特征基本一致。因此,该虫鉴定为柑橘臀纹粉蚧P. citri。
2.3.1 PCR扩增及序列分析
以不同虫态的P. citri为对象,以COI基因条形码区段的通用引物进行PCR扩增,无论成虫还是若虫均可扩增出长度约为710 bp 的单一靶标片段(图4)。扩增片段经双向测序、拼接、比对和剪切处理后,各靶标片段大小均为666 bp。单倍型分析结果表明,6头P. citri的序列完全相同,为同一单倍型;将获得的P. citriCOI基因5’端的所有单倍型序列与NCBI 中P. citri的相应序列进行比对分析,其核苷酸序列一致性为99%~100%;与其它种相应核苷酸序列的一致性<98%。
2.3.2 系统发育分析
整合NCBI 中臀纹粉蚧属粉蚧的序列,进行系统发育分析。结果显示,本研究中的P. citri与NCBI 中的P. citri聚为一支,分支支持率为90%(图5)。而且,臀纹粉蚧属的其他物种亦各自聚为一支,并共同构成臀纹粉蚧属分支。
柑橘臀纹粉蚧P. citri寄主植物很多,报道有83 科239 种。我国报道的寄主植物有41 科85种,其中茜草科Rubiaceae 植物有:栀子Gardenia jasminoides、 白 纸 扇Mussaenda es-quiroill、团花Neolamarckia cadamba、龙船花Ixora chinensis等4 种[4]。目 前 国 内 尚 未 见P.citri为害咖啡的报道。P. citri是东南亚最为常见的粉蚧之一。由于该蚧腹面管腺数量常有不同程度的变异,极易与P. minor混淆。印度、菲律宾、越南和印度尼西亚有P. citri为害咖啡根部的记录,但Williams 在其对东方粉蚧的综述中未引用印度或菲律宾的材料,并认为是将P. minor误认为P. citri[2]。本研究通过形态学与分子生物学方法将该粉蚧鉴定为P. citri,鉴定结果可靠真实。
据郭俊等[10]报道,P. citri在云南瑞丽柠檬园的发生、分布与温湿度相关。7~10月份进入雨季,湿度大、温度高该虫在地上部分危害较重,4~6月份湿度较低,该虫在地下根部危害较重,并采用10%吡虫啉可湿性粉剂2000 倍液在P.citri低龄虫期,进行灌根,取得了较好的防治效果。本研究发现,P.citri可为害咖啡地上部分,尚未发现其为害咖啡根部,是由于本研究调查地点和时间范围的影响,还是该蚧不为害咖啡根部有待进一步研究,同时,P. citri、F. polysperes、P. lilacinus、P. minor和Pl. robustus等蚧虫在云南咖啡园的分布发生情况及流行动态还需作系统研究,以便制定合理的咖啡园蚧虫防治方案。
形态学与分子生物学相结合的鉴定结果表明,该为害咖啡的粉蚧为柑橘臀纹粉蚧P.citri(Risso),隶属于半翅目(Hemiptera) 蚧总科(Coccoidea) 粉蚧科(Pseudococcidae) 臀纹粉蚧属(Planococcus)。