全 文 :收稿日期(Received):2016-05-21 接受日期(Accepted):2016-07-05
基金项目:“十二五”国家科技支撑计划(2015BAD08B02);国家国际科技合作计划(2011DFB30040);科技部科技伙伴计划
(KY201402015)
作者简介:陈婷,女,助理研究员。研究方向:入侵生物学。E-mail:ch.t120@ 126.com
* 通讯作者(Author for correspondence),E-mail:lhlu@ gdppri.com
DOI:10.3969 / j.issn.2095-1787.2016.03.009
广东朱槿曲叶病发生及传播介体烟粉虱
种群组成调查
陈 婷1,赵 蕊1,2,齐国君1,何自福1,吕利华1*
1广东省农业科学院植物保护研究所,广东省植物保护新技术重点实验室,广东 广州 510640;
2华南农业大学农学院,广东 广州 510642
摘要:【背景】2006年我国广东地区发现由木尔坦棉花曲叶病毒(CLCuMuV)侵染引起的朱槿曲叶病,但有关该病害在朱槿
植物上的发病率、传播介体———烟粉虱隐种的组成尚未见报道。【方法】在广东省广州和清远地区对感染 CLCuMuV的朱槿
植株进行抽样调查;利用 mtCOⅠ引物扩增鉴定烟粉虱隐种种群组成。【结果】调查表明,广州和清远地区朱槿上 CLCuMuV
的发病率分别为 53.98%~71.78%和 38.42%~45.27%。烟粉虱种群均为 MEAM1 和 AsiaⅡ7 隐种的混合种群;广州地区烟
粉虱种群中 AsiaⅡ7隐种的比例为 6.25%~17.71%,清远地区 AsiaⅡ7隐种的比例为 76.25%~89.17%。【结论与意义】随着
带病植株种植范围的扩大以及可传毒烟粉虱隐种的扩散,CLCuMuV很有可能大范围扩散流行,应做好防控监测工作。
关键词:广东省;朱槿曲叶病;烟粉虱
Incidence of leaf curl disease and the composition of Bemisia tabaci
(Hemiptera:Aleyrodidae)population on Hibiscus rosa-sinensis
in Guangdong Province,China
Ting CHEN1,Rui ZHAO1,2,Guo-jun QI1,Zi-fu HE1,Li-hua L1*
1Guangdong Provincial Key Laboratory of High Technology for Plant Protection,Plant Protection Research Institute,
Guangdong Academy of Agricultural Sciences,Guangzhou,Guangdong 510640,China;2College of Agriculture,
South China Agricultural University,Guangzhou,Guangdong 510642,China
Abstract:【Background】The Cotton leaf curl Multan virus (CLCuMuV),transmitted by the whitefly Bemisia tabaci was first repor-
ted in Guangdong Province in 2006. Due to the cryptic species structure of the B. tabaci complex,the interacton between the CLCu-
MuV and the whitefly in southern China is not clear.【Method】We investigated the CLCuMuV infection rates and identified the
cryptic species of B. tabaci in Guangzhou and Qingyuan cities in Guangdong Province.【Result】The percentage of China rose plants
(Hibiscus rosa-sinensis)infected with CLCuMuV was 53.98% ~ 71.78% in Guangzhou and 38. 42% ~ 45. 27% in Qingyuan. The
whiteflies were a mixture of MEAM1 and AsiaⅡ7,with the latter being in the minority (6.25%~17.71%)in Guangzhou but form-
ing the majority (76.25%~89.17%)in Qingyuan.【Conclusion and significance】With the sick plants range expansion and poison
cryptic species of B. tabaci diffusion,CLCuMuV is may spread in large scale,prevention and monitoring work should be developed.
Key words:Guangdong Province;Hibiscus rosa-sinensis leaf curl disease;Bemisia tabaci
由烟粉虱 Bemisia tabaci Gennadius传播的棉花
曲叶病是巴基斯坦和印度棉花生产的头号病害
(Briddon & Markham,2000;Mansoor et al.,2003;
Rishi & Chauhan,1994),其主要病原为木尔坦棉花
曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCuMuV)。
2006 年我国广东首次发现了由 CLCuMuV 侵染引
起的朱槿曲叶病(毛明杰等,2008);2010 年广西发
现该病毒侵染棉花并引起棉花曲叶病(Cai et al.,
生物安全学报 2016,25(3):204-208
JOURNAL OF BIOSAFETY http:∥www.jbscn.org
2010);此后陆续在福建、江苏等地区发现其侵染为
害朱槿、红麻、棉花等(何自福等,2012;林林等,
2011;汤亚飞等,2015;张晖等,2015;章松柏等,
2013)。
据报道,烟粉虱是一种复合种,由 30 个以上的
隐种组成(刘银泉和刘树生,2012;De Barro et al.,
2011;Liu et al.,2012),且不同隐种传播双生病毒
的种类及效率存在明显差异(Jiu et al.,2006;Li et
al.,2010)。在巴基斯坦和印度棉花曲叶病的流行
区域,烟粉虱隐种种群由 MEAM1 和 AsiaⅡ1、AsiaⅠ、
AsiaⅡ5、AsiaⅡ7 组成(Ahmed et al.,2011;Ashfaq
et al.,2014),该病害给当地棉花生产造成了巨大经
济损失(Briddon & Markham,2000;Mansoor et al.,
2003)。陈婷等(2016)研究表明,引起棉花曲叶病
的 CLCuMuV不是由广泛存在的入侵隐种 MEAM1
(生物型 B)而为,而是由土著隐种 AsiaⅡ7、AsiaⅡ1
传播并引起红麻及黄秋葵罹病;而林林等(2011)和
Cai et al.(2010)研究认为,引起棉花曲叶病的
CLCuMuV的传播介体为 MEAM1隐种(B生物型)。
明确传播 CLCuMuV的烟粉虱隐种种群组成对于预
防该病的迅速传播至关重要。目前,华南地区广泛
种植的朱槿受到该病毒的严重侵染,这种病毒可通
过介体在朱槿间传播,甚至传播到红麻及黄秋葵植
株上(陈婷等,2016)。但有关华南地区朱槿曲叶病
的发生情况及其传播介体种群组成尚不明确,因此
本文对此进行调查研究,以期为 CLCuMuV 的流行
学研究和预防监测提供依据。
1 材料与方法
1.1 调查地点及取样方法
调查时间为 2014 年 8—11 月,调查地点位于
广东省广州市的南沙区天后宫和万顷沙镇、清远市
佛冈县汤塘镇和龙山镇。
1.1.1 朱槿曲叶病发病率调查及叶片取样 广州
市南沙区公园绿化区的朱槿,调查面积为 100 m2;
清远市 2个调查点,以道路绿化朱槿为对象,调查
长度约 100 m。在每个调查点,选取 3 ~ 5 个取样
点,记录朱槿的发病株及健康株。调查标准:朱槿
全株叶片黄化、向上卷曲,叶脉肿大明显,且产生叶
耳,开花少或不开花,视为发病株;全株叶片无上述
症状即为健康株。在每个调查点,分别采集 7 株显
症朱槿叶片和未显症叶片,放入塑料密封袋中,标
记采集地点及时间;带回实验室,放入-80 ℃超低
温冰箱保存,备用。
1.1.2 朱槿上烟粉虱成虫的采集 在调查朱槿曲
叶病的同时,用吸虫器随机采集烟粉虱成虫,每个
地区采集 50头成虫作为烟粉虱隐种鉴定样本。将
采集的标本浸泡于装有 2 mL 95%乙醇的离心管
中,带回实验室,保存于-20 ℃冰箱中,备用。
1.2 朱槿叶片 CLCuMuV的检测
从-80 ℃超低温冰箱中取出样本,采用植物细
胞组织基因组试剂盒 EF111-12 提取朱槿植株叶片
总 DNA,具体操作方法参照试剂盒说明。分别采用
CLCuMuV 特 异 引 物 AF (5-CAGGAAGCAG-
GAAAATACGAGA-3)/AR(5-TGGCAGTCCAACA-
CAAAATACG-3)和 β 卫星分子特异引物 βF(5-
AAGTCGAATGGAACGTGAATGT-3)/βR(5-GGAGAC-
CAAAAGAGGAGAGAGA-3)进行 PCR 扩增(汤亚飞
等,2015)。PCR反应体系及反应条件参见陈婷等
(2016)。
1.3 烟粉虱隐种的鉴定
将保存的烟粉虱样本取出,采用 DP304-03 试
剂盒提取单头烟粉虱 DNA,具体操作方法参照试剂
盒说明书。利用烟粉虱 mtCOⅠ基因通用引物 C1-J-
2195 (5-TTGATTTTTTGGTCATCCAGAAGT-3)和
TL2N-3014 (5-TCCAATGCACTAATCTGCCATATTA-
3)(Simon et al.,1994) ,对单头烟粉虱 DNA 进行
PCR检测,PCR 反应体系及反应条件参见陈婷等
(2016)。
利用 DNAstar软件对获得的烟粉虱 mtCOⅠ基
因序列进行序列拼接,并利用 BLAST 程序搜索序
列相似性。
2 结果与分析
2.1 朱槿上 CLCuMuV的发生情况
2.1.1 朱槿上 CLCuMuV 的 PCR 检测 PCR 检测
结果显示,显症病株叶片总 DNA 中均能扩增出
CLCuMuV的 831 bp 特异条带及其 β 卫星分子的
837 bp的特异条带(图 1),不显症叶片样本不能扩
增出预期的目的条带。这说明显症的朱槿叶片样
本含有 CLCuMuV 及其 β 卫星分子,未显症的朱槿
叶片样本不含有 CLCuMuV及其 β卫星分子。
·502·第 3期 陈婷等:广东朱槿曲叶病发生及传播介体烟粉虱种群组成调查
图 1 朱槿植株上 CLCuMuV的 PCR检测
Fig.1 Detection of the presence of the CLCuMuV in China rose (Hibiscus rosa-sinensis)plants by PCR
M:Marker;A:CLCuMuV;B:β卫星分子;1、3、5、7、9、11、13:显症朱槿植株;2、4、6、8、10、12、14:未显症朱槿植株;15:空白对照。
M:Marker;A:CLCuMuV;B:β-satellite;1,3,5,7,9,11,13:Diseased China rose plants infected by CLCuMuV;
2,4,6,8,10,12,14:Healthy plants;15:Blank control.
2.1.2 朱槿曲叶病的发病率 调查结果表明,广州
市南沙区与清远市佛冈县均发现了感染 CLCuMuV
的朱槿植株;广州地区朱槿上 CLCuMuV 的发病率
为 53.98%~71.78%,清远地区朱槿上 CLCuMuV 的
发病率为 38.42%~45.27%(表 1)。
表 1 广州市南沙区和清远市佛冈县的朱槿曲叶病发病率
Table 1 The percentage of Hibiscus rosa-sinensis infected with CLCuMuV in the cities of Guangzhou and Qingyuan
调查地点 Location 总株数Total of plants tested
病株数
No. of infected plants
发病率
Morbidity (%)
平均发病率
X±SD (%)
广州市南沙区 天后宫 Tian Hou Temple 60 48 80.00 71.78±11.69
Nansha District,Guangzhou City 60 35 58.33
63 55 87.30
66 45 68.18
43 28 65.12
万顷沙镇Wanqingsha District 72 36 50.00 53.98±7.23
85 40 47.06
65 32 49.23
65 40 61.53
66 41 62.12
清远市佛冈县 汤塘镇 Tangtang District 70 32 45.71 38.42±18.35
Fogang County,Qingyuan City 57 10 17.54
50 26 52.00
龙山镇 Longshan District 72 42 58.30 45.27±24.06
60 36 60.00
40 7 17.50
2.2 朱槿上烟粉虱隐种种群组成
烟粉虱mtCOⅠ基因片段序列比较结果表明,广州
市南沙区和清远市佛冈县的烟粉虱均为 MEAM1 和
AsiaⅡ7隐种的混合种群,但不同地区 2种隐种的比例
存在差异。南沙区天后宫和万顷沙镇的MEAM1隐种的
比例分别为(93.75±10.83)%和(82.29±15.41)%,AsiaⅡ7
隐种比例分别为(6.25±10.83)%和(17.71±15.41)%;佛冈
县汤塘镇和龙山镇的MEAM1隐种的比例分别为(10.83
±10.10)%和(23.75±21.03)%,AsiaⅡ7 隐种比例分别为
(89.17±10.10)%和(76.25±21.03)%(表 2)。
·602· 生物安全学报 Journal of Biosafety 第 25卷
表 2 广州市南沙区和清远市佛冈县朱槿上烟粉虱隐种的比例
Table 2 Proportion of cryptic whitefly species collected from Hibiscus rosa-sinensis plants in the cities of Guangzhou and Qingyuan
采集地点 Location
样本量(头)
No. of whiteflies
MEAM1 AsiaⅡ7
隐种百分比 Percentage of cryptic species (%)
MEAM1 平均值Mean±SD AsiaⅡ7
平均值
Mean±SD
广州市南沙区 天后宫 Tian Hou Temple 1 16 100 93.75±10.83 0 6.25±10.83
Nansha District,Guangzhou City 2 16 100 0
3 16 81.25 18.75
万顷沙镇Wanqingsha District 1 16 75 82.29±15.41 25 17.71±15.41
2 16 71.88 28.12
3 16 100 0
清远市佛冈县 汤塘镇 Tangtang District 1 16 0 10.83±10.10 100 89.17±10.10
Fogang County,Qingyuan City 2 16 20 80
3 16 12.5 87.5
龙山镇 Longshan District 1 16 0 23.75±21.03 100 76.25±21.03
2 16 40 60
3 16 31.25 68.75
3 讨论
本研究表明,广州市南沙区与清远市佛冈县的
调查点均发现朱槿植株感染 CLCuMuV,前者发病
率高于后者;朱槿上烟粉虱隐种为入侵种 MEAM1
与土著种 AsiaⅡ 7 的混合种群,清远市佛冈县
AsiaⅡ7隐种比例高于广州市南沙区。由 CLCuMuV
引起的朱槿曲叶病通过插枝繁殖(未发表数据)和
AsiaⅡ7转染(陈婷等,2016)得以传播,推测这种差
异可能与人为干扰程度相关。佛冈县调查点位于
农田区,虽然在短期内土著隐种 AsiaⅡ7种群高,但
因移植朱槿数量较少且移植时间较短,尚未能引起
较多朱槿植株染病;在广州南沙区的调查点,朱槿
发病时间约 10年之久,且朱槿种植面积较大,有的
可能通过插枝繁殖感染病毒,虽然在调查时段内
AsiaⅡ7种群数量较低,但长期循环侵染导致发病率
较高。
我国 CLCuMuV 的来源途径:(1)通过带毒烟
粉虱随东南亚进口的花卉或水果等农产品传入并
定殖;(2)随朱槿、黄秋葵等寄主植物直接带毒入侵
我国(何自福等,2010)。对广东省某实验基地
CLCuMuV发生地块、野外的朱槿曲叶病发病植株,
以及健康朱槿植株上的烟粉虱进行检测,均有携带
CLCuMuV的烟粉虱个体(未发表数据)。烟粉虱入
侵隐种 MEAM1 和土著隐种具有不同的取食偏好
性。据报道,MEAM1在棉花、甘蓝、黄瓜和番茄等 4
种寄主植物上的适合度没有差异,而 AsiaⅡ1 对棉
花的适合度高于其他寄主植物(Ashfaq et al.,
2014);MEAM1 隐种在蔬菜上的内禀增长率高于观
赏植物,AsiaⅡ7 隐种则在观赏植物上的内禀增长
率高于蔬菜(Qiu et al.,2011)。由此推断,AsiaⅡ7
的寄主适生性与朱槿曲叶病发病存在相关性,今后
仍需在更大范围内对更多寄主植物种类进行连续
调查,并通过开展室内传染试验来验证。
朱槿是一种在广东、广西、海南、福建、台湾、云
南等地广泛种植的园林植物(刘小冬等,2008),而
华南地区朱槿普遍感染 CLCuMuV,加上我国大部
分地区种植的黄秋葵极易感染曲叶病(陈婷等,
2016),这些带毒植株已成为该病毒长期稳定的毒
源库(何自福等,2012;Du et al.,2015);同时,可传
播 CLCuMuV 的土著烟粉虱隐种在我国广泛分布,
随着带病植株种植范围的扩大以及可传毒土著烟
粉虱隐种的扩散,CLCuMuV 很有可能大范围扩散
流行。因此,今后仍需对华南地区携带 CLCuMuV
的更多锦葵科寄主上的烟粉虱隐种进行调查鉴定。
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(责任编辑:杨郁霞)
·802· 生物安全学报 Journal of Biosafety 第 25卷