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烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius隶属半翅目、粉虱科、小粉虱属,其食性杂、寄主范围广,是一种世界性的农业害虫。根据其寄主范围、对寄主植物的适应能力、传播植物病毒的能力以及遗传结构等方面的差异,可将该虫分为不同的生物型。开展烟粉虱的生物型鉴定及其遗传分化研究,可为该虫的综合治理提供科学依据。本文应用分子生物学技术对我国部分地区的烟粉虱生物型进行了鉴定,并且对烟粉虱内共生菌作了初步的研究,旨在为国内烟粉虱的综合治理奠定技术基础,主要研究结果如下:
1、应用RAPD分子标记技术对采自全国12个省(自治区)的172个烟粉虱种群进行了检测,发现有102个种群为B型,70个为非B型,其中广东76个种群中有48个为B型,28个为非B型;广西17个种群中有9个为B型,8个为非B型;云南37个种群中有18个为B型,19个为非B型;海南15个种群中有11个为B型,4个为非B型;贵州5个种群中有1个为B型,4个为非B型:在陕西、河南、山东、江西、安徽、福建6个省所有烟粉虱种群均为B型。
2、选取经RAPD分子标记鉴定后的46个烟粉虱种群,利用mtDNA-COI基因、16S rDNA基因、ITS1基因序列进行进一步分析,结果表明:云南有Q型烟粉虱种群(1个),广西,广东有三个ZHJ-2型烟粉虱种群,此外,广东、海南、云南部分烟粉虱种群的COI基因序列与所有已知生物型COI基因序列存在一定的差异,初步认定为新出现的非B型烟粉虱。
3、通过对烟粉虱体内共生菌的检测表明,烟粉虱体内的共生菌可分为:初生内共生菌,肠杆菌科次生共生菌,Wolbachia属细菌,杀雄菌,拟杆菌门的Cardinium和类噬胞细菌,衣原体门细菌,立克次氏体等7类。本论文中,国内14个省区、巴基斯坦、新加坡以及马来西亚的47个烟粉虱种群中初生共生菌、杀雄菌、Cardinium三种内共生菌的检出结果:初生共生菌总体检出率为39.0%,在B型烟粉虱种群内检出率为26.7%,在非B型烟粉虱种群内检出率为48.1%;杀雄菌总体检出率为46.8%,在B型烟粉虱种群内检出率35.0%,在非B型烟粉虱种群内检出率为55.6%;第一次利用PCR扩增技术从烟粉虱体内扩增出了Cardinium16S rDNA基因350bp序列,Cardinium总体检出率为9.2%,在B型烟粉虱种群内检出率为6.7%,在非B型烟粉虱种群内检出率为11.1%。结果表明:在非B型烟粉虱种群中共生菌和次生共生菌的感染率均高于在B型烟粉虱种群的感染率。
4、基于以上烟粉虱的三种内共生菌基因序列,分别构建了MP、ME、NJ系统进化树。烟粉虱初生共生菌基因序列构建的进化树被划分为8个进化分支;烟粉虱杀雄菌基因序列构建的进化树被划分为9个进化分支;烟粉虱Cardinium基因序列构建的进化树被划分为2个进化分支。可以推测,烟粉虱种群的各内共生菌是有遗传进化的,并且据此推测内共生菌的遗传进化可能是由于烟粉虱的基因组成的遗传进化所引起的。