浙江外来烟粉虱入侵过程及不同生物型烟粉虱生物学特性的比较研究

摘要

浙江省是我国花卉苗木的一个主要调运中心，入侵烟粉虱和土著烟粉虱在该省境内均有报道，为了了解浙江省内烟粉虱遗传型的类别及其地理分布情况，明确外来烟粉虱的入侵途径及其取代土著烟粉虱的进程，从2004年至2008年，本研究在浙江省内选取有代表性的地点，对这些地区主要作物上的烟粉虱遗传型组成情况及其动态变化过程开展了详细的调查。同时在实验室内对浙江省内发现的烟粉虱生物型之间的生殖隔离程度进行了测定，并开展了寄主适应性试验、竞争取代试验和药剂敏感性试验，以明确烟粉虱各生物型间的种下分类关系以及B型烟粉虱与浙江土著烟粉虱竞争取代的部分机制。主要研究结果如下： 2004年至2008年，本研究在浙江省内对按交通发达程度选择的19个有代表性的地点进行了连续5年的田间调查，通过RAPD-PCR和线粒体CO1测序方法对154个样块中11652头烟粉虱进行生物型鉴定，结果显示，浙江省内至少存在5个烟粉虱遗传型，且具有各自特定的分布区域。在沿海交通发达地区，B型烟粉虱的比例在2004至2006年迅速增长，且B型烟粉虱入侵和取代土著ZHJ1型烟粉虱的过程伴随着B型雌虫比例的上升和ZHJ1型雌虫比例的下降。Q型烟粉虱自2005年在浙江省内首次发现以来，其种群在大部分东部沿海地区及金华盆地迅速成为优势遗传型。 B型和ZHJ2型烟粉虱之间存在着完全生殖隔离，而ZHJ1型烟粉虱和ZHJ2型烟粉虱之间、B型和Q型烟粉虱之间生殖上也基本隔离，仅存在很低水平的生殖亲和性。不同生物型杂交处理中产生的F1代成虫总数较同生物型自交产生的后代数显著减少，表明在不同烟粉虱生物型之间存在交配行为互作并干扰雌虫的产卵活动。 B型烟粉虱在西葫芦、番茄和烟草上的寄主适应性比ZHJ2型烟粉虱的显著高；两生物型在棉花和甘薯上的适应性相当；在菜豆上ZHJ2型烟粉虱的适应性比B型的高，ZHJ2型烟粉虱在两个辣椒品种上的适应性也比B型烟粉虱的略高。 当B型与ZHJ2烟粉虱以3:20的比例开始在西葫芦上竞争，经过短短3代，B型就可完全取代ZHJ2型烟粉虱。混合种群中，成虫数量在竞争开始后迅速增长，同时B型雌虫比例逐渐上升，ZHJ2型雌虫比例呈现下降。 以12.5ppm的吡虫啉杀虫剂处理B型和ZHJ2型烟粉虱的卵、若虫和成虫，B型烟粉虱各虫态的死亡率均比ZHJ2型烟粉虱的显著低。吡虫啉对两生物型卵的毒力低，但对若虫和成虫毒力高。 本研究首次以一个地理区域内广泛系统的野外调查数据证实，B型和Q型烟粉虱首先通过花卉苗木调运入侵交通较为发达的地区，然后迅速向周边扩张并取代土著烟粉虱，同时入侵取代过程伴随着混合种群中性比的变化；杂交试验证明烟粉虱复合种内存在多个生殖上隔离或基本隔离的遗传群；B型烟粉虱在浙江省内迅速取代土著烟粉虱，除行为机制外，生物型之间寄主适应性和药剂敏感性等方面的差异也可能在此过程中起着重要作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1文献综述及研究目的

1.1分布及危害

1.1.1烟粉虱的分布

1.1.2烟粉虱的危害

1.2形态学分类历史及面临的困境

1.3寄主型与生物型

1.3.1寄主型

1.3.2生物型及该命名法存在的缺陷

1.4烟粉虱系统分类学

1.4.1早期的系统发育分析及其存在的缺陷

1.4.2烟粉虱全球谱系遗传结构分析的最新研究进展

1.4.3生殖隔离研究

1.5烟粉虱入侵历史及现状

1.5.1 B型烟粉虱的入侵历史及现状

1.5.2 Q型烟粉虱的入侵历史及现状

1.5.3入侵机制研究

1.6本研究的目的和主要内容

1.6.1本研究的目的

1.6.2本研究的主要内容

2基本材料和方法

2.1基本材料

2.1.1植物

2.1.2昆虫

2.1.3生态学研究相关的主要仪器和设备

2.1.4生化及分子生物学研究相关的主要试验仪器和化学试剂

2.2方法

2.2.1烟粉虱生物型鉴定

2.2.2试验数据分析

3浙江省烟粉虱遗传型类别、地域分布及其年间变化趋势调查

3.1材料与方法

3.1.1采样地点的选择

3.1.2样品采集和保存方法

3.1.3遗传型鉴定

3.1.4结果统计与分析

3.2结果与分析

3.2.1 RAPD-PCR和CO1测序方法鉴定烟粉虱遗传型结果

3.2.2浙江省内烟粉虱遗传型的分布情况及入侵烟粉虱取代土著烟粉虱的进程

3.2.3 B型和zHJ1型烟粉虱在棉花上的性比变化

3.3讨论

4浙江省各烟粉虱生物型间的生殖隔离程度

4.1材料与方法

4.1.1供试植物及供试昆虫

4.1.2未交配初羽化成虫的获取

4.1.3 B型与Q型烟粉虱之间、B型与ZHJ2型烟粉虱之间以及ZHJ1型与ZHJ2型烟粉虱之间在个体水平上的杂交试验

4.1.4 B型与Q型烟粉虱之间、B型与ZHJ2型烟粉虱之间以及ZHJ1型与ZHJ2型烟粉虱之间在群体水平上的杂交试验

4.1.5 B型与Q型烟粉虱杂交F1代可育性检测

4.1.6 RAPD-PCR鉴定方法

4.1.7数据分析

4.2结果与分析

4.2.1 B型与Q型烟粉虱之间的杂交试验结果

4.2.2 B型与ZHJ2型烟粉虱之间的杂交试验结果

4.2.3 ZHJ1型和ZHJ2型烟粉虱之间的杂交试验结果

4.3讨论

5 B型与ZHJ2型烟粉虱寄主植物适应性的比较

5.1材料与方法

5.1.1供试植物与昆虫

5.1.2初羽化成虫的获取

5.1.3 B型与ZHJ2型烟粉虱对不同寄主植物的适应性比较

5.1.4数据分析

5.2结果与分析

5.2.1棉花上发育羽化的烟粉虱成虫在8种寄主植物上的寿命

5.2.2棉花上发育羽化的烟粉虱成虫在8种寄主植物上的产卵量

5.2.3烟粉虱在8种寄主植物上的幼期存活和发育历期

5.2.4烟粉虱在4种寄主上的成虫期寿命及产卵量

5.3讨论

6 B型与ZHJ2型烟粉虱在西葫芦上的竞争取代

6.1材料与方法

6.1.1供试植物与供试昆虫

6.1.2初羽化烟粉虱成虫的获取

6.1.3试验设计

6.1.4种群维持和种群密度控制

6.1.5数据分析

6.2结果与分析

6.2.1种群数量变化动态

6.2.2混合种群中B型烟粉虱比例、单一种群B型与ZHJ2型雌虫比例及混合种群雌虫比例的变化动态

6.3讨论

7 B型与ZHJ2型烟粉虱对吡虫啉杀虫剂的药剂敏感性

7.1材料与方法

7.1.1供试植物与供试昆虫

7.1.2供试药剂

7.1.3初羽化烟粉虱成虫的获取

7.1.4卵对吡虫啉的敏感性测定

7.1.5若虫对吡虫啉的敏感性测定

7.1.6成虫对吡虫啉的敏感性测定

7.1.7试验条件

7.1.8数据分析

7.2结果与分析

7.3讨论

8结论与展望

8.1外来烟粉虱入侵扩张的动态过程和基本规律

8.2烟粉虱不同遗传型的生殖亲和性研究及其在烟粉虱系统分类学中的重要性

8.3不同烟粉虱生物型对寄主植物的适应性及其在竞争取代中的作用

8.4值得继续研究的几个问题

8.4.1 B型烟粉虱与Q型烟粉虱之间的竞争取代

8.4.2烟粉虱各生物型之间生殖隔离机制

8.4.3 B型与土著烟粉虱对野生植物的适应性

8.4.4烟粉虱不同生物型对寄主植物次生物质的生理适应机制

8.4.5 B型与土著烟粉虱对不同杀虫剂的敏感性比较及其机理研究

8.5本研究特色和创新之处

参考文献

附录