辽宁省发现入侵性草地贪夜蛾

张 丹，董前进，霍梁霄，宁素芳，赵 倩，张万民，屈丽莉，孟 威，周金成，董 辉

（1. 辽宁省农业发展服务中心，沈阳110001；2. 沈阳农业大学植物保护学院，沈阳110161）

草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）原产于美洲，属鳞翅目夜蛾科灰翅夜蛾属，是一种兼具多食性和迁飞性的重大害虫[1-2]。该物种存在玉米型和水稻型两种生态亚型，分别以玉米和水稻为其主要寄主植物[2]。这两种亚型在形态上无法区分，但两种亚型在Z 染色体上编码的磷酸丙糖基因（Tpi）存在10 个碱基位点差异，是区分两种亚型的重要依据[3]。在北美地区，该虫可从墨西哥沿岸长途迁徙达两千公里，最远可到达加拿大南部地区。草地贪夜蛾最早于2016年被发现入侵非洲的尼日利亚，不到2年便扩散至散哈拉沙漠以南的全部44个非洲国家。2018 年5 月，印度的卡纳塔克邦州首次发现草地贪夜蛾，也门也于7 月发现草地贪夜蛾入侵。截至2020 年，草地贪夜蛾已先后入侵孟加拉、斯里兰卡、缅甸、泰国、老挝、越南、韩国、日本等多个亚洲国家[4-6]。2019 年1 月，我国云南省江城县首次发现草地贪夜蛾入侵，此后该虫随我国西南季风迅速北上迁移扩散，至2019年10月便已入侵至我国20余个省份，最远已扩散至河北、山东等省份，迫近我国东北粮食主产区[7]。东北地区玉米种植面积和产量均占全国2/3 以上，需高度防范草地贪夜蛾入侵及为害。我国自华南至东北地区均为典型的季风气候，是多种迁飞性害虫的自然迁飞场[2,7-8]，有利于草地贪夜蛾北迁扩散。随着草地贪夜蛾在我国华南地区定殖并周年繁殖，形成越冬及北迁扩散虫源地，2020年该虫迁飞时间已明显提前[7]。辽宁省是东北地区的“门户”，其中辽东半岛沿线地区是黏虫（Mythimna separata）、甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）、白背飞虱（Sogatella furcifera）等本土迁飞性害虫的重要跨海迁飞通道[8]。因此，加强对辽东半岛地区的草地贪夜蛾监测可为东北粮食主产区提供早期预警，对保障东北地区秋粮生产安全具有重要意义。

为加强对草地贪夜蛾的监测预警，辽宁省各级农业农村部门已预先在辽东湾及辽西走廊等地大量布设草地贪夜蛾性诱捕器，对草地贪夜蛾展开严密监测。2020年8月10日于辽宁省东港市椅圈镇和北井子镇首先发现疑似草地贪夜蛾雄蛾。至2020年10月24日，辽宁省共6个地级市（丹东市、大连市、沈阳市、葫芦岛市、朝阳市和盘锦市）共11个县级行政区41个乡镇累计发现雄蛾551头。本研究利用形态学和分子检测方法对雄蛾展开鉴定，并初步分析草地贪夜蛾首次入侵辽宁地区的迁入动态，研究结果将为东北地区草地贪夜蛾的监测预警提供第一手资料，为防范草地贪夜蛾为害、保障东北秋粮生产安全提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

以辽宁省丹东市东港市椅圈镇性诱捕器捕获的3头雄蛾为例，作为形态和分子鉴定供试材料。

1.2 方法

1.2.1 形态鉴定 将捕获雄蛾冷冻杀死后整姿，于体式解剖镜（Zeiss SV6, Germany）下对其背面观拍照，观察其形态特征并与文献[9]中草地贪夜蛾特征比对。

1.2.2 分子鉴定 剖取单头草地贪夜蛾雄蛾腹部置于2mL 离心管内用于提取其DNA 样品。供试雄蛾样品加入100μL 5% 的Chelex-100（Bio-Rad, USA）研磨，加入4μL 蛋白酶K 后，于55℃水浴60min，而后转入99℃水浴10min，1.5×104r·min-1离心10min，取上清液使用NanoDrop ND-2000（Thomas Scientific, USA）测定样品DNA 浓度后置于4℃贮藏，作为PCR扩增模板。

分别对COI 和Tpi基因片段进行扩增，引物序列见表1[3,10]。PCR 反应体系：2μLDNA 模板，25μL Es Taq Matermix（Promega, USA），上下游引物各1μL，ddH2O 21μL。PCR 扩增程序：94℃预变性3min；94℃变性30s 后55℃退火，72℃延伸30s共循环40次；最后以72℃延伸10min。

表1 CO I 和Tpi基因扩增引物序列Table 1 Primers of CO I and Tpi genes

PCR 扩增产物经1% 琼脂糖凝胶电泳检测其与目的片段长度是否一致，切胶回收的PCR 产物送生工生物工程（上海）股份有限公司测序。

样品COI基因测序结果剔除冗余和低质量序列后，与NCBI数据库（www.ncbi.nlm.nih.gov）已报道的草地贪夜蛾COI序列和灰翅夜蛾属代表性种类COI序列比对，以棉铃虫（Helicoverpa armigera）的COI序列为外群，使用MEGA 7.0采用NJ法进行进化树分析。样品Tpi扩增产物序列分别与草地贪夜蛾玉米型和水稻型Tpi序列特异性突变位点进行比对，鉴定所捕获雄蛾生态型。

1.2.3 草地贪夜蛾发生动态调查 将各地捕获的草地贪夜蛾捕获时间、虫量和发现地点等信息汇总后整理，考察草地贪夜蛾初次入侵辽宁期间的发生动态。

2 结果与分析

2.1 诱捕雄蛾形态特征

经形态学鉴定发现，雄蛾体长15～20mm，前翅翅展32～40mm。前翅为灰棕色，翅顶角向内各具1 白斑，翅中近前缘处具环形纹，环形纹后侧浅黄色，翅前缘至中室间各具1肾形纹，肾形纹前后各有1黄褐色斑点，肾形纹内侧各具1白色楔形纹与环形纹相连。前翅合拢时左右翅顶角白斑与白色亚缘线相连，外缘线黄褐色，缘毛黑褐色，外缘线与亚缘线翅脉间有“T”型黑色斑点，前翅肩角处有黑色内凹线条，近顶角处有4 个黄色斑点（图1）。诱捕雄蛾与草地贪夜蛾典型特征相符。

图1 雄蛾背面观Figure 1 The dorsal view of male moth

2.2 分子鉴定

供试样品DNA 模板经COI 和Tpi引物扩增后，产物经1% 琼脂糖凝胶电泳分别得到约600bp 的COI 扩增产物条带和约400 bp的Tpi扩增产物条带，均与预期片段大小一致（图2）。测序结果与草地贪夜蛾COI基因序列比对（图3），确认所诱捕雄蛾属草地贪夜蛾。通过比对雄蛾Tpi序列的10个特异性碱基，发现其于玉米型品系草地贪夜蛾Tpi特异碱基完全一致，确认其为玉米型草地贪夜蛾（图4）。

图2 CO I（A）和Tpi（B）PCR扩增产物电泳图谱Figure 2 Agarose gel electrophoresis of PCR amplification products of CO I (A)和Tpi (B)

图3 基于CO I序列构建的系统进化树Figure 3 Phylogenetic tree based on CO I sequences

图4 基于Tpi序列比对结果Figure 4 Alignment of Tpi sequences

2.3 草地贪夜蛾成虫迁入动态

8 月10 日～10 月24 日间，先后在辽宁省11 个县级行政区的41 个乡镇捕获草地贪夜蛾雄蛾共551 头。其中，丹东市东港市15个乡镇累积发现雄蛾369头，宽甸满族自治县长甸镇发现雄蛾5头；大连市庄河市9个乡镇发现雄蛾87头，瓦房店市4个乡镇发现雄蛾40头，普兰店区3个街道发现雄蛾36头；朝阳市建平县发现雄蛾5头，凌源市和朝阳县各1头；葫芦岛市绥中县发现雄蛾3头；盘锦市大洼区和沈阳市辽中区各发现雄蛾2头（表2）。

表2 辽宁省各地草地贪夜蛾诱捕蛾量Table 2 Number of moths captured in different location in Liaoning Province

丹东市东港市捕获的草地贪夜蛾数量最多，占辽宁省发现雄蛾总数的67%。雄蛾捕获于8月10日～9月24日之间（图5A）。捕获区域的15个乡镇分布于鸭绿江及朝鲜半岛以西，长白山南麓及辽东丘陵以南，大洋河流域以东的濒临黄海的退海平原地带。东港市当地多水田，作物以水稻为主，种植面积约5.4万hm2，玉米种植面积约2.3万hm2。所捕获的草地贪夜蛾在当地多分布于水稻田附近的保护行玉米、农村住宅附近的小块玉米种植区，而大块玉米种植区域却鲜有发现。

大连市3个县级行政单位累计捕获雄蛾163头，98% 的雄蛾捕获于9月12～30日间，随后又在10月12日和10月24日分别捕获2头和1头雄蛾（图5B）。

图5 丹东市东港市（A）和大连市（B）草地贪夜蛾诱蛾量动态Figure 5 Dynamics of S. frugiperda male moths captured in Donggang, Dandong (A) and Dalian (B)

3 讨论与讨论

此次草地贪夜蛾扩散入侵至辽东半岛东海岸的丹东市及辽西地区，恰逢2020年第4号台风黑格比外围云团、第8 号台风巴威、第9 号台风美莎克和第10 号台风海神自8 月初至9 月接连影响东北地区，导致丹东地区8月至9月上旬连续降雨[11]。一般而言，垂直气流和降雨是许多迁飞性害虫降落的主要原因[12-13]。而台风恰恰是一种强大的低气压气旋系统，伴随有强烈的垂直气流和降雨天气。推测台风可能是辽宁地区草地贪夜蛾迁飞降落的诱因。另一方面，随着草地贪夜蛾在我国南方及东南亚各国建立稳定的迁飞虫源地，其迁飞时间较2019年提前。随着草地贪夜蛾在我国定殖、种群扩张，加之全球气候变暖的大背景，推测未来几年草地贪夜蛾迁入我国东北地区的时间将逐步提前，一些极端年份可能更早迁入并为害成灾[5,14]。

本次入侵辽宁省的草地贪夜蛾多发现于丹东市东港地区的平原地带，推测可能是由当地气候和地理条件两方面因素共同作用形成。除台风影响外，东港地区北部的辽东丘陵海拔平均约500m，且南北绵延150km，辽东丘陵西北部则为海拔更高的千山山脉，属长白山南麓。高山丘陵地形为当地的沿海退海平原地带提供了天然屏障。当云团过境时遇到高山阻隔易形成垂直气流，迎风一侧的平原易形成地形雨。据统计，丹东地区虽属我国中高纬度地区，但年降水量为800～1000mm，是我国北方降雨最多的地区[15-16]。另一方面，草地贪夜蛾成虫多偏好较潮湿的环境活动，而东港地区多水田和沿海滩涂湿地，为草地贪夜蛾的迁入提供了客观条件[17-18]。

除丹东市以外，大连市3 个县级行政单位自9 月12 日后也捕获到163 头草地贪夜蛾雄蛾。大连位于辽宁南部，渤海海峡北侧，是迁飞性害虫季节性跨海迁飞的必经之地。而11月中下旬，大连仍零星发现有草地贪夜蛾成虫，猜测这一时期发现的草地贪夜蛾有可能是由入侵种群在当地繁殖羽化出的成虫。辽宁省盘锦市、葫芦岛市、沈阳市、朝阳市均零星发现草地贪夜蛾。辽西地区葫芦岛市和朝阳市紧邻河北省，华北及黄淮海地区的草地贪夜蛾可能经辽西走廊进入辽宁。盘锦市、沈阳市地处的辽河平原是东北地区的三大平原之一，为辽宁省的玉米主产区，该区域虽然仅零星发现有草地贪夜蛾，但需引起足够重视，未来不排除草地贪夜蛾在某些极端年份大量迁入并为害的可能性[19]。

本研究报道草地贪夜蛾首次入侵辽宁省的发生动态，为明确草地贪夜蛾在东北地区的迁入规律提供了第一手资料。东北地区玉米种植面积占全国2/3 以上，是我国粮食生产重要基地。虽然此次迁入辽宁的草地贪夜蛾种群未造成为害，但草地贪夜蛾繁殖力强，单雌产卵量超过1000粒[20]，种群扩张速度快[1,4]。一旦该虫在东北地区玉米灌浆期前迁入，将严重威胁秋粮生产安全。因此，对草地贪夜蛾的防控应立足于“防早防小”的基本方针，东北地区应进一步加强对草地贪夜蛾的早期预警。