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摘要 本研究克隆了二化螟（Chilo suppressalis）、台湾稻螟（C.auricilius）、芦苞螟（C.luteellus）、甘蔗条螟（C.sacchariphagus）、三化螟（Tryporyza incertulas）、亚洲玉米螟（Ostrinia furnacalis）、甘蔗红尾白螟（Scirpophaga excerptalis）、黄纹髓草螟（Calamotropha paludella）、桃蛀螟（Conogethes punctiferalis）、棘禾草螟（Chilo hyrax）和稻蛀茎夜蛾（Sesamia inferens） 11种常见蛀茎害虫102个个体的线粒体DNA细胞色素氧化酶亚基Ⅰ（COⅠ）基因片段。序列分析显示：该COⅠ基因片段长为709 bp，序列都未发生缺失或插入现象，碱基颠换率（55.42%）高于转换率（44.58%）；种间遗传距离平均值为0.140（0.088～0.179），种内遗传距离平均值为0.004（0～0.015）， 两者之间没有重叠区域；聚类分析表明，不同种蛀茎害虫分别形成独立的进化分支，分支自展值均为100%。研究结果表明该COⅠ基因序列具有适宜的变异信息，种内相对保守，种间变异显著，适用于蛀茎害虫的物种识别，并为开发蛀茎害虫DNA条形码技术奠定了基础。
关键词 蛀茎害虫； 线粒体COⅠ基因； 分子鉴定
中图分类号： S 435.1
文献标识码： A
蛀茎害虫是以蛀茎秆方式为害禾本科植物的鳞翅目害虫，除了稻田中常见的二化螟[Chilo suppressalis （Walker）]、三化螟[Tryporyza incertulas （Walker）]、稻蛀茎夜蛾（旧称大螟）[Sesamia inferens （Walker）]和台湾稻螟[Chilo auricilius （Dudgeon）]外，还有其他禾本科植物蛀茎害虫。它们的栖境、形态和为害方式类似。生产上通过田间调查监测幼虫、蛹、卵以及成虫来准确预测害虫的发生期、发生量，并选择适当防治措施进行及时防控。因此，准确鉴定蛀茎害虫的种类是防治的关键。
目前蛀茎害虫的鉴定主要依据形态特征，包括体型、体色、翅面斑纹、翅脉、生殖器形状等；幼虫则主要依据腹足、背线、体色、毛片等；卵的特征主要是形状、产卵方式和位置、卵块的性质和卵的排列方式等；蛹的鉴定特征较少。此外，水稻重要螟虫与近似种的差异通常很细微，例如， 稻田常见的台湾稻螟幼虫与二化螟的幼虫极为相似，仅有前胸背板颜色略有差异，鉴别主要依靠前胸气门附近的毛片相对于气门上线的位置；而芦禾草螟的成虫在体型、形态上与二化螟也非常相似，仅体色略有差异，详细区分需要检查翅脉和生殖器。
由于昆虫的传统形态学分类鉴定专业性强，对材料要求较高。此外，大多数昆虫在不同的发育阶段形态结构变化很大，同种昆虫也会因为地理分布不同产生形态差异，因此根据形态学直接进行昆虫鉴定有时会比较困难，尤其是近缘种的幼体（卵、幼虫、蛹），形态非常相似，很难对其进行快速、准确的鉴定。更重要的是，许多分类记录种和次要害虫，仅有成虫形态描述，难以对不同虫态进行准确判断。因此，生产上迫切需要简便的蛀茎害虫鉴定技术。
2002年Tautz等基于分子生物学和网络技术的发展， 提出DNA分类的概念[1]，即以DNA序列为主体构建DNA分类系统平台，对生物进行鉴定分类。随后Hebert等对不同类群动物的线粒体DNA细胞色素氧化酶亚基Ⅰ（COⅠ）进行了碱基序列和氨基酸序列分析，认为线粒体COⅠ序列可以作为动物物种鉴定的核心序列，并构建了COⅠ动物物种鉴定系统[2]。目前已有报道表明，利用线粒体COⅠ基因序列对不同类群昆虫的种，甚至种下类群均可以进行有效的鉴定[310]。因此，本研究通过探讨基于线粒体COⅠ基因序列的DNA分子鉴定方法用于蛀茎害虫分类的可行性，确定适宜的DNA片段，建立蛀茎害虫的快速识别的技术，对蛀茎害虫的准确预测预报和及时防治具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 11种蛀茎害虫的采集和鉴定
采用受害植株剥查法采集幼虫，运用形态学知识通过镜检幼虫和饲养羽化的成虫进行鉴定。在水稻、芦苇、甘蔗和玉米等多种禾本科寄主植物上采集二化螟（浙江温岭）、台湾稻螟（广东广州）、芦苞螟[Chilo luteellus （Motschulsky）]（江苏南京）、甘蔗条螟（Chilo sacchariphagus Bojer）（广东广州）、稻蛀茎夜蛾（江苏南京）、三化螟（广东广州）、亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis （Guenée）]（湖北襄阳）、甘蔗红尾白螟（Scirpophaga excerptalis Walker）（广东广州）、黄纹髓草螟（Calamotropha paludella Hübner）（湖北大冶）、桃蛀螟[Conogethes punctiferalis （Guenée）]（江苏南京）和棘禾草螟（Chilo hyrax Bleszynski）（湖北石首）等11种蛀茎害虫，共102头。其中， 稻蛀茎夜蛾属于夜蛾科（Noctuidae）， 其余昆虫都是草螟科（Crambidae）害虫。
1.2 基因组DNA的提取和PCR扩增
采用QIAGEN DNeasy Blood
关键词 蛀茎害虫； 线粒体COⅠ基因； 分子鉴定
中图分类号： S 435.1
文献标识码： A
蛀茎害虫是以蛀茎秆方式为害禾本科植物的鳞翅目害虫，除了稻田中常见的二化螟[Chilo suppressalis （Walker）]、三化螟[Tryporyza incertulas （Walker）]、稻蛀茎夜蛾（旧称大螟）[Sesamia inferens （Walker）]和台湾稻螟[Chilo auricilius （Dudgeon）]外，还有其他禾本科植物蛀茎害虫。它们的栖境、形态和为害方式类似。生产上通过田间调查监测幼虫、蛹、卵以及成虫来准确预测害虫的发生期、发生量，并选择适当防治措施进行及时防控。因此，准确鉴定蛀茎害虫的种类是防治的关键。
目前蛀茎害虫的鉴定主要依据形态特征，包括体型、体色、翅面斑纹、翅脉、生殖器形状等；幼虫则主要依据腹足、背线、体色、毛片等；卵的特征主要是形状、产卵方式和位置、卵块的性质和卵的排列方式等；蛹的鉴定特征较少。此外，水稻重要螟虫与近似种的差异通常很细微，例如， 稻田常见的台湾稻螟幼虫与二化螟的幼虫极为相似，仅有前胸背板颜色略有差异，鉴别主要依靠前胸气门附近的毛片相对于气门上线的位置；而芦禾草螟的成虫在体型、形态上与二化螟也非常相似，仅体色略有差异，详细区分需要检查翅脉和生殖器。
由于昆虫的传统形态学分类鉴定专业性强，对材料要求较高。此外，大多数昆虫在不同的发育阶段形态结构变化很大，同种昆虫也会因为地理分布不同产生形态差异，因此根据形态学直接进行昆虫鉴定有时会比较困难，尤其是近缘种的幼体（卵、幼虫、蛹），形态非常相似，很难对其进行快速、准确的鉴定。更重要的是，许多分类记录种和次要害虫，仅有成虫形态描述，难以对不同虫态进行准确判断。因此，生产上迫切需要简便的蛀茎害虫鉴定技术。
2002年Tautz等基于分子生物学和网络技术的发展， 提出DNA分类的概念[1]，即以DNA序列为主体构建DNA分类系统平台，对生物进行鉴定分类。随后Hebert等对不同类群动物的线粒体DNA细胞色素氧化酶亚基Ⅰ（COⅠ）进行了碱基序列和氨基酸序列分析，认为线粒体COⅠ序列可以作为动物物种鉴定的核心序列，并构建了COⅠ动物物种鉴定系统[2]。目前已有报道表明，利用线粒体COⅠ基因序列对不同类群昆虫的种，甚至种下类群均可以进行有效的鉴定[310]。因此，本研究通过探讨基于线粒体COⅠ基因序列的DNA分子鉴定方法用于蛀茎害虫分类的可行性，确定适宜的DNA片段，建立蛀茎害虫的快速识别的技术，对蛀茎害虫的准确预测预报和及时防治具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 11种蛀茎害虫的采集和鉴定
采用受害植株剥查法采集幼虫，运用形态学知识通过镜检幼虫和饲养羽化的成虫进行鉴定。在水稻、芦苇、甘蔗和玉米等多种禾本科寄主植物上采集二化螟（浙江温岭）、台湾稻螟（广东广州）、芦苞螟[Chilo luteellus （Motschulsky）]（江苏南京）、甘蔗条螟（Chilo sacchariphagus Bojer）（广东广州）、稻蛀茎夜蛾（江苏南京）、三化螟（广东广州）、亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis （Guenée）]（湖北襄阳）、甘蔗红尾白螟（Scirpophaga excerptalis Walker）（广东广州）、黄纹髓草螟（Calamotropha paludella Hübner）（湖北大冶）、桃蛀螟[Conogethes punctiferalis （Guenée）]（江苏南京）和棘禾草螟（Chilo hyrax Bleszynski）（湖北石首）等11种蛀茎害虫，共102头。其中， 稻蛀茎夜蛾属于夜蛾科（Noctuidae）， 其余昆虫都是草螟科（Crambidae）害虫。
1.2 基因组DNA的提取和PCR扩增
采用QIAGEN DNeasy Blood