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Identification of the cryptic species of Bemisia tabaci transmitting Cotton leaf curl Multan virus

传播木尔坦棉花曲叶病毒的烟粉虱隐种鉴定



全 文 :植物保护学报 Journal of Plant Protection, 2016, 43(1): 91 - 98 DOI: 10􀆰 13802 / j. cnki. zwbhxb. 2016􀆰 01􀆰 013
基金项目: “十二五”国家科技支撑计划(2015BAD08B02),国家自然科学基金(31171817),广州市科技计划项目(2013J4500032)
∗通讯作者(Authors for correspondence), E⁃mail: hezf@ gdppri. com, lhlu@ gdppri. com
收稿日期: 2015 - 09 - 10
传播木尔坦棉花曲叶病毒的烟粉虱隐种鉴定
陈  婷  汤亚飞  赵  蕊  何自福∗  吕利华∗
(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, 广州 510640)
摘要: 为明确广东地区传播木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCuMuV)的烟粉虱
隐种,采用分子鉴定、烟粉虱传毒试验与分子检测的方法,对传播 CLCuMuV 的烟粉虱隐种进行了
鉴定。 结果表明:在广东棉花、红麻和黄秋葵曲叶病发生的田间,2014 年采集的 30 头烟粉虱 mt
COI与 Asia II 7 隐种序列同源性为 98􀆰 3% ~ 99􀆰 6% ,2015 年采集的 10 头烟粉虱中,8 头烟粉虱
mtCOI与 MEAM1 隐种序列同源性为 99􀆰 2% ~99􀆰 5% ,2 头烟粉虱 mtCOI与 Asia II 7 隐种序列同源
性为99􀆰 8% ~99􀆰 9% ,说明烟粉虱种群包括入侵隐种 MEAM1 和土著隐种 Asia II 7。 在利用烟粉虱
人工传毒试验中,MEAM1、Asia II 7 和 Asia II 1 这 3 个隐种均可在棉花曲叶病株上饲毒获得
CLCuMuV及 β卫星分子;除 MEAM1 隐种外,Asia II 7、Asia II 1 隐种可传播 CLCuMuV,侵染红麻及
黄秋葵植株引起曲叶病,前者传毒效率分别为 50%和 100% ;而后者为 33%和 100% 。 以上 3 个烟
粉虱隐种传毒接种棉花未见成功。
关键词: 木尔坦棉花曲叶病毒; 烟粉虱; 隐种; 传毒
Identification of the cryptic species of Bemisia tabaci transmitting
Cotton leaf curl Multan virus
Chen Ting  Tang Yafei  Zhao Rui  He Zifu∗   Lü Lihua∗
(Guangdong Provincial Key Laboratory of High Technology for Plant Protection; Research Institute of Plant Protection,
Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, Guangdong Province, China)
Abstract: In order to clarify the cryptic species of the whitefly Bemisia tabaci transmitting Cotton leaf curl
Multan virus (CLCuMuV) in Guangdong Province, molecular identification, whitefly transmission and
molecular detection were conducted in the study. The results indicated that, in the fields occurring leaf
curl disease of upland cotton Gossypium hirsutum, okra Abelmoschus esculentus and kenaf Hibiscus
cannabinus, mtCOI sequences of all 30 individual whitefly adults collected from the diseased plants in the
field in 2014 showed the nucleotide sequence identities of 98􀆰 3% -99􀆰 6% with that of Asia II 7; among
ten individual adults collected in 2015, mtCOI sequences of eight whitefly individual adults had the
nucleotide sequence identities of 99􀆰 2% - 99􀆰 5% with that of MEAM1, and the sequences of two
whitefly adults had 99􀆰 8% -99􀆰 9% identities with that of Asia II 7. The consequence implied that the
whitefly field populations consisted of two cryptic species, invasive MEAM1 and indigenous Asia II 7, in
Guangdong Province. The whitefly transmission experiment showed that the three cryptic species
MEAM1, Asia II 7 and Asia II 1 were able to acquire CLCuMuV and beta⁃satellite from the diseased
cotton plants infected by CLCuMuV, and with the exception of MEAM1, Asia II 7 and Asia II 1 cryptic
species were able to transmit CLCuMuV to infect kenaf and okra plants. The transmission efficiency of the
former was 50% and 100% , while that of the latter was 33% and 100% , respectively. No infected
CLCuMuV cotton plant transmitted by three cryptic species was found.
Key words: Cotton leaf curl Multan virus; Bemisia tabaci; cryptic species; transmission virus
    烟粉虱 Bemisia tabaci (Gennadius)属同翅目粉
虱科,又名棉粉虱、甘薯粉虱,是一种世界性害虫,其
成虫和若虫直接吸取植物汁液导致植物衰弱,分泌
蜜露引起真菌感染使植物光合作用受阻,并可传播
植物病毒(Brown et al. ,1995;Oliveira et al. ,2001)。
长期以来,人们一直认为烟粉虱具有多种生物型,依
据寄主范围、寄主利用、诱导寄主生理变化能力、抗
药性水平、分布能力、传播双生病毒能力、酯酶差异、
RAPD及序列变异等生物学特性,鉴定出至少 36 个
生物型(Brown et al. ,1992;Perring,2001;Qiu et al. ,
2006)。 近年来,基于 mtCOI 基因序列分析表明,烟
粉虱是包含 30 个以上隐种的复合体,各隐种之间存
在明显差异(de Barro et al. ,2011;Liu et al. ,2012;
刘银泉和刘树生,2012)。 烟粉虱可传播 300 多种植
物病毒,主要传播双生病毒科 Geminiviridae 菜豆金
色花叶病毒属 Begomovirus病毒,也是迄今为止该属
病毒的唯一传播介体。 烟粉虱不同隐种传播同种或
不同种双生病毒的效率存在差异( Jiu et al. ,2006;
Li et al. ,2010),而虫龄、性别、数量等也影响烟粉虱
的传毒效率(Mansour & Al⁃Musa,1992;Czosnek et
al. ,2001)。
木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan vi⁃
rus,CLCuMuV)属双生病毒科菜豆金色花叶病毒属,
基因组仅含 DNA⁃A;已报道的 CLCuMuV 各分离物
普遍伴随有 β卫星分子(Cotton leaf curl Multan beta⁃
satellite,CLCuMuB)。 该病毒最先发现于巴基斯坦
木尔坦地区棉花上,是引起巴基斯坦棉花曲叶病大
流行的主要病毒(Briddon & Markham,2000;Mansoor
et al. ,2003),目前主要分布于巴基斯坦( Zhou et
al. ,1998;Mansoor et al. ,2003)、印度(Rishi & Chau⁃
han,1994),以及东南亚的菲律宾、老挝和越南(待
发表)。 2006 年,首次在我国发现 CLCuMuV(毛明
杰等,2008),此后相继在广东、广西、海南、福建、云
南和江苏等省(自治区)发现其侵染朱槿 Hibiscus ro⁃
sa⁃sinensis(林林等,2011;章松柏等,2013;张晖等,
2015 )、 黄秋葵 Abelmoschus esculentus (董迪等,
2010)、垂花悬铃花 Malvaviscus arboreus(汤亚飞等,
2013)、陆地棉花 Gossypium hirsutum ( Cai et al. ,
2010;汤亚飞等,2015a)及红麻 Hibiscus cannabinus
(汤亚飞等,2015b)等植物。
在巴基斯坦和印度等棉花曲叶病的流行区域,
烟粉虱隐种包括入侵种 MEAM1(旧称 B 生物型)和
本地种 Asia II 1、Asia I、Asia II 5、Asia II 7 等隐种
(Ahmed et al. ,2011;Ashfaq et al. ,2014),但这些隐
种传播棉花曲叶病毒的情况尚未见研究报道。 林林
等(2011)曾报道 MEAM1 烟粉虱可以将 CLCuMuV
广西分离物从朱槿病株传播到朱槿、红麻、棉花、西
菲葵、黄蜀葵等锦葵科植物上;但目前对于能够传播
CLCuMuV的烟粉虱隐种尚不清楚。 因此,本研究通
过在棉花曲叶病发生田间采集烟粉虱进行隐种鉴
定,并利用获得的隐种纯品系对棉花、红麻及黄秋葵
进行人工介体传毒验证试验,旨在明确广东 CLCu⁃
MuV传播介体烟粉虱的隐种种类,以期为预防和控
制 CLCuMuV在我国的传播、扩散与为害提供科学
依据。
1 材料与方法
1􀆰 1 材料
供试毒源及植物:CLCuMuV及其 β卫星分子侵
染性克隆由本实验室构建并保存,将由其接种引发
的棉花曲叶病发病植株置于室温的防虫笼内保存作
为毒源(汤亚飞等,2015a)。 供试棉花品种 112⁃2、
红麻品种 319 和黄秋葵的种子由本实验室收集和保
存,播种于直径 10 cm的塑料盆内,置于无烟粉虱的
植物育苗防虫网室内,在温度 26℃、光周期L ∶ D =
16 h ∶ 8 h条件下培育,常规水肥管理,待植株 3 ~ 5
片真叶时用于传毒试验。
供试虫源:烟粉虱 MEAM1 隐种采自茄子植株,
2011 年 8 月建立室内供试种群;Asia II 7 隐种采自
清远市佛冈朱槿植株,经分离纯化后于 2014 年 11
月建立室内供试种群;Asia II 1 隐种由浙江大学刘
树生教授提供。 以上 3 个烟粉虱隐种种群均在
25 ~ 28℃、光周期 L ∶ D = 16 h ∶ 8 h条件下于中棉 40
植株上饲养,隔离在不同饲养室的笼网 120 目的养
虫笼(55 cm ×55 cm ×55 cm)中,每个月对各种群的
纯度进行分子鉴定。
试剂:动物 DNA提取试剂盒 DP304⁃03,天根生
物科技(北京)有限公司;植物细胞组织基因组试剂
盒 EF111⁃12,北京全式金生物技术有限公司;PCR
Mixer,日本 TaKaRa 公司;5%啶虫脒( acetamiprid)
29 植  物  保  护  学  报 43 卷
乳油,广东大丰植保科技有限公司;其余为国产分析
纯。 引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合
成;测序由上海英骏生物技术有限公司完成。
仪器:Mastercycler gradient 梯度 PCR 仪,德国
Eppendorf公司;BIO⁃RAD Gel Doc XR 凝胶成像系
统,美国 BIO⁃RAD 公司;DYY⁃12 电泳仪,北京六一
仪器厂;自制吸虫器,用塑料软管和移液器枪头组合
而成。
1􀆰 2 方法
1􀆰 2􀆰 1 田间烟粉虱隐种的分子鉴定
在广东省广州市 CLCuMuV 侵染引起的棉花、
朱槿、红麻和黄秋葵等曲叶病严重发生田间,用自制
吸虫器分别于 2014 年 7 月随机吸取寄主植物上烟
粉虱 30 头,2015 年 7 月随机吸取烟粉虱 10 头,在实
验室进行单头烟粉虱 DNA提取,用于分子鉴定。 烟
粉虱 DNA的提取采用 DP304⁃03 试剂盒进行,具体
操作参照试剂盒说明书。
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。 50
μL PCR反应体系:DNA 模板 4 μL( ~ 40 ng)、PCR
Mixer 25 μL、10 μmol / L上下游引物各 2 μL、灭菌水
17 μL。 PCR反应条件:94℃预变性 3 min;96℃变性
30 s,50℃退火 30 s,72℃延伸 90 s,35 个循环;68℃
延伸 10 min。 PCR 反应结束后,取 5 μL PCR 产物
在 1%琼脂糖凝胶上进行电泳,并对 PCR 特异片段
进行测序分析。 利用 DNAstar软件将获得的烟粉虱
mtCOI基因序列进行拼接,并利用 BLAST 程序进行
序列相似性搜索,应用 MegAlign 程序进行序列间同
源性比较分析。
1􀆰 2􀆰 2 烟粉虱 3 个隐种的传毒试验
用 120 目的自制接虫袋(12 cm ×12 cm)分别将
400 ~ 500 头 1 ~ 2 周虫龄的 MEAM1、Asia II 7、Asia
II 1 烟粉虱隐种成虫接种到毒源棉花病株的上部叶
片,每个叶片套 1 个接虫袋,每个袋内约 50 头成虫,
获毒饲育 48 h后收集,分别用新的接虫袋转接于健
康的棉花、红麻及黄秋葵植株的上部叶片,其中
MEAM1 和 Asia II 7 隐种的接虫量为每株 20 头,A⁃
sia II 1 接虫量为每株 10 头,传毒饲育 48 h。 传毒结
束后,用 25 mg / L的啶虫脒药液喷雾处理接种植株,
杀灭带毒烟粉虱。 各处理植株放置于不同防虫笼
内,常规水肥管理,每天观察接种植株的发病情况。
接种后 60 d统计各处理的总株数和发病植株数,并
计算传毒效率;同时提取各处理植株顶部叶片
DNA,进行 PCR 检测与验证。 每处理株数为 5 ~ 20
株,以未作处理的健康供试寄主为对照。
1􀆰 2􀆰 3 接种植株 CLCuMuV及 β卫星分子检测
接种植株叶片总 DNA 提取采用植物细胞组织
基因组试剂盒 EF111⁃12,具体操作按试剂盒说明书
进行。 采用 CLCuMuV 特异引物 AF(5′⁃CAGGAAG⁃
CAGGAAAATACGAGA⁃3′) / AR ( 5′⁃TGGCAGTCCAA⁃
CACAAAATACG⁃3′)和 β卫星分子特异引物 βF(5′⁃
AAGTCGAATGGAACGTGAATGT⁃3′) / βR ( 5′⁃GGAG
ACCAAAAGAGGAGAGAGA⁃3′) (汤亚飞等,2015a)
分别进行 PCR检测,预期目的片段大小分别为 831
bp和 837 bp。 25 μL PCR 反应体系:DNA 模板 2
μL (~ 20 ng)、PCR Mixer 12􀆰 5 μL、10 μmol / L 上下
游引物各 1 μL、灭菌水 8􀆰 5 μL。 PCR 反应条件:
94℃预变性 4 min;94℃变性 45 s,52℃退火 45 s,
52℃延伸 1 min,35 个循环;72℃延伸 10 min。 PCR
反应结束后,取 10 μL PCR 产物在 1%琼脂糖凝胶
上进行电泳分析。
2 结果与分析
2􀆰 1 烟粉虱隐种田间调查与分子鉴定结果
烟粉虱 mtCOI 基因片段序列比较结果表明,
2014 年随机挑取的 30 头烟粉虱 mtCOI 基因序列间
同源性为 96􀆰 7% ~100% ,与Asia II 7隐种(GenBank
登陆号 KM821541) 的同源性最高,为 98􀆰 3% ~
99􀆰 6% ,说明这些烟粉虱均为 Asia II 7 隐种。 2015
年随机挑取的 10 头烟粉虱 mtCOI 基因序列间同源
性为 84􀆰 4% ~ 100% ,其中有 8 头烟粉虱 mtCOI 与
MEAM1 隐种 ( FJ188505)的序列同源性最高,为
99􀆰 2% ~99􀆰 5% ,应属 MEAM1 隐种;另有 2 头烟粉
虱 mtCOI与 Asia II 7 隐种(KM821541)的序列同源
性最高,为 99􀆰 8% ~ 99􀆰 9% ,应为 Asia II 7 隐种;
MEAM1 和 Asia II 7 隐种分别占 80%和 20% 。
2􀆰 2 烟粉虱 3 个隐种传播 CLCuMuV结果
2􀆰 2􀆰 1 MEAM1 隐种传播 CLCuMuV结果
以 CLCuMuV和 β卫星分子的侵染性克隆混合
接种的棉花发病植株为毒源,烟粉虱 MEAM1 隐种
传毒接种 60 d 后,接种的棉花、红麻及黄秋葵植株
均没有产生类似的曲叶病症状;PCR 检测这些接种
植株均呈阴性,但从饲毒 48 h 的 MEAM1 隐种总
DNA中能扩增出 CLCuMuV的 831 bp特异条带和 β
卫星分子的 837 bp特异条带(图 1)。 表明 MEAM1
隐种可以从毒源病株上获得 CLCuMuV 及其 β 卫星
391 期 陈  婷等: 传播木尔坦棉花曲叶病毒的烟粉虱隐种鉴定
分子,但不能将其传播到接种植株上引起侵染和
发病。
图 1 烟粉虱MEAM1 隐种在毒源植株上饲毒
48 h的 PCR检测结果
Fig. 1 PCR detection of CLCuMuV and β⁃satellite
in MEAM1 whitefly 48 h after acquisition access
period on CLCuMuV⁃infected cotton plants
M: Marker; 1 ~ 3: CLCuMuV; 4 ~ 6: β 卫星分子;
1、4: 毒源棉花病株; 2、5: 饲毒 MEAM1 隐种; 3、6: 无
毒 MEAM1 隐种。 M: Marker; 1 - 3: CLCuMuV; 4 - 6:
β⁃satellite; 1, 4: diseased cotton plant infected by CLCu⁃
MuV; 2, 5: MEAM1 whitefly fed with CLCuMuV; 3, 6:
non⁃viruliferous MEAM1 whitefly.
 
2􀆰 2􀆰 2 Asia II 7 隐种传播 CLCuMuV结果
以 CLCuMuV和 β卫星分子的侵染性克隆混合
接种的棉花发病植株为毒源,烟粉虱 Asia II 7 隐种
传毒处理 60 d后,棉花表现正常(图 2⁃A),6 株红麻
中有 3 株以及 8 株黄秋葵全部出现新叶卷曲、叶脉
肿大和叶脉深绿色等曲叶病的典型症状(图 2⁃B、
C),而相应未接种的对照表现正常(图 2⁃D ~ F)。
PCR检测结果显示,从饲毒 48 h的 Asia II 7 隐种及
这些显症病株叶片总 DNA中均能扩增出 CLCuMuV
的 831 bp特异条带和 β 卫星分子的 837 bp 特异条
带(图 3)。 以每株 20 头烟粉虱进行传毒接种时,
Asia II 7隐种从毒源病株上传播 CLCuMuV 到健康
红麻和黄秋葵植株上的效率分别为 50%和 100%
(表 1)。 表明 Asia II 7 隐种可以将 CLCuMuV 及其
β卫星分子从毒源病株传播到健康红麻和黄秋葵植
株,并能引起红麻曲叶病和黄秋葵曲叶病的典型症
状,且在黄秋葵上传播效率明显高于红麻。
2􀆰 2􀆰 3 Asia II 1 隐种传播 CLCuMuV结果
以 CLCuMuV及其 β卫星分子的侵染性克隆混
合接种的棉花发病植株为毒源,烟粉虱 Asia II 1 隐
种传毒处理 60 d 后,棉花表现正常(图 4⁃A),12 株
红麻中有 4 株、12 株黄秋葵全部出现新叶卷曲、叶
脉肿大和叶脉深绿色等曲叶病的典型症状(图 4⁃B、
C),而相应未接种的对照表现正常(图 4⁃D ~ F)。
PCR检测结果显示,从饲毒 48 h的 Asia II 1 隐种及
这些显症发病株叶片总 DNA 中均能扩增出 CLCu⁃
MuV的 831 bp特异条带和 β 卫星分子的 837 bp 特
异条带(图 5)。 以每株 10 头烟粉虱进行传毒接种
图 2 烟粉虱 Asia II 7 隐种传毒接种 3 种
寄主植物的结果
Fig. 2 Three host plants inoculated with Asia II 7
whitefly transmitting CLCuMuV
A: 接种棉花植株; B: 接种红麻病株; C: 接种黄秋
葵病株; D: 健康棉花植株; E: 健康红麻植株; F: 健康
黄秋葵植株。 A: G. hirsutum plant inoculated with Asia II
7 whitefly transmitting CLCuMuV; B: diseased H. cannabi⁃
nus plant inoculated with Asia II 7 whitefly transmitting
CLCuMuV; C: diseased A. esculentus plant inoculated with
Asia II 7 whitefly transmitting CLCuMuV; D: healthy G.
hirsutum plant; E: healthy H. cannabinus plant; F: healthy
A. esculentus plant.
 
图 3 烟粉虱 Asia II 7 隐种传毒接种不同植物的
PCR检测结果
Fig. 3 PCR detection of the inoculated plants with Asia II 7
whitefly transmitting CLCuMuV
A: CLCuMuV; B: β卫星分子; M: marker; 1: 毒源
棉花病株; 2 ~ 4: 接种红麻病株; 5 ~ 12: 接种黄秋葵病
株; 13: 饲毒 Asia II 7 烟粉虱; 14: 健康红麻植株; 15:
健康黄秋葵植株; 16: 无毒 Asia II 7 烟粉虱。 A: CLCu⁃
MuV; B: β⁃satellite; M: marker; 1: diseased cotton plant
infected by CLCuMuV; 2 - 4: diseased H. cannabinus
plants inoculated with whitefly transmitting CLCuMuV; 5 -
12: diseased A. esculentus plants inoculated with whitefly
transmitting CLCuMuV; 13: Asia II 7 whitefly feeding
CLCuMuV; 14: healthy H. cannabinus plant; 15: healthy
A. esculentus plant; 16: non⁃viruliferous Asia II 7 whitefly.  
49 植  物  保  护  学  报 43 卷
时,Asia II 1 隐种从毒源病株上传播 CLCuMuV到健
康红麻和黄秋葵植株上的效率分别为 33%和 100%
(表 1)。 表明烟粉虱 Asia II 1 隐种可以将 CLCu⁃
MuV及其 β卫星分子从毒源病株传播到健康红麻
和黄秋葵植株上,并能引起红麻曲叶病和黄秋葵曲
叶病的典型症状,其中在黄秋葵上传播效率明显高
于红麻。
表 1 三个烟粉虱隐种对木尔坦棉花曲叶病毒的传播
Table 1 The results of three cryptic species of whitefly transmitting CLCuMuV
隐种
Cryptic
species
寄主植物
Host
plant
处理株数
No. of
inoculated
plants
接虫量
(头 /株)
No. of
whiteflies
病株数(株)
No. of
diseased
plants
PCR检测
阳性株数
PCR
positive no.
传毒效率
(% )
Transmission
efficiency
MEAM1 棉花 Cotton 20 20 0 0 0
红麻 Kenaf 5 20 0 0 0
黄秋葵 Okra 30 20 0 0 0
Asia II 7 棉花 Cotton 13 20 0 0 0
红麻 Kenaf 6 20 3 3 50
黄秋葵 Okra 8 20 8 8 100
Asia II 1 棉花 Cotton 18 10 0 0 0
红麻 Kenaf 12 10 4 4 33
黄秋葵 Okra 12 10 12 12 100
图 4 烟粉虱 Asia II 1 隐种传毒接种 3 种
寄主植物的结果
Fig. 4 Three host plants inoculated with Asia II 1
whitefly transmitting CLCuMuV
A: 接种棉花植株; B: 接种红麻病株; C: 接种黄秋
葵病株; D: 健康棉花植株; E: 健康红麻植株; F: 健康
黄秋葵植株。 A: G. hirsutum plant with Asia II 1 whitefly
transmitting CLCuMuV; B: diseased H. cannabinus plant
inoculated with Asia II 1 whitefly transmitting CLCuMuV;
C: diseased A. esculentus plant inoculated with Asia II 1
whitefly transmitting CLCuMuV; D: healthy G. hirsutum
plant; E: healthy H. cannabinus plant; F: healthy A. escu⁃
lentus plant.
 
图 5 烟粉虱 Asia II 1 隐种传毒接种不同植物
的 PCR检测结果
Fig. 5 PCR detection of the inoculated plants with Asia II 1
whitefly transmitting CLCuMuV
A: CLCuMuV; B: β卫星分子; M: marker; 1: 毒源
棉花植株; 2 ~ 5: 接种红麻病株; 6 ~ 17: 接种黄秋葵病
株; 18: 饲毒烟粉虱; 19: 健康红麻植株; 20: 健康黄秋
葵植株; 21: 无毒烟粉虱。 A: CLCuMuV; B: β⁃satellite;
M: marker; 1: diseased cotton plant infected by CLCuMuV;
2 - 5: diseased H. cannabinus plant inoculated with
Asia II 1 whitefly transmitting CLCuMuV; 6 - 17: diseased
A. esculentus plant inoculated with Asia II 1 whitefly trans⁃
mitting CLCuMuV; 18: Asia II 1 whitefly feeding CLCu⁃
MuV; 19: healthy H. cannabinus plant; 20: healthy A. es⁃
culentus plant; 21: non⁃viruliferous Asia II 1 whitefly.
 
3 讨论
本研究结果表明,在广东地区由 CLCuMuV 侵
染引起的棉花、红麻和黄秋葵曲叶病严重发生田间,
591 期 陈  婷等: 传播木尔坦棉花曲叶病毒的烟粉虱隐种鉴定
烟粉虱隐种包括入侵隐种 MEAM1 和土著隐种 Asia
II 7,且混合发生。 在巴基斯坦,烟粉虱隐种主要有
Asia II 1、MEAM1、Asia I、Asia II 5、Asia II 7 和 1 个
巴基斯坦新隐种,其中在棉花曲叶病严重流行的
Punjab 省和 Sindh省均有 Asia II 1 和 MEAM1 隐种,
但 Asia II 7 隐种仅在 Punjab 省发生(Ahmed et al. ,
2011;Ashfaq et al. ,2014)。 在印度棉花曲叶病发生
区域,存在烟粉虱土著隐种 Asia I、 Asia II 5、
Asia II 7和 Asia II 8(Dinsdale et al. ,2010;Rajagopa⁃
lan et al. ,2012)。 由此可知,在印度和巴基斯坦的
CLCuMuV发生区域,也存在烟粉虱隐种混合发生的
情况,而且包括本研究中传播 CLCuMuV的 Asia II 7
和 Asia II 1 隐种。 在我国,至今已发现有 15 个烟粉
虱隐种,包括 MEAM1 和 MED 入侵隐种,以及 Asia
II 1、Asia II 2、Asia II 3、Asia II 4、Asia II 6、Asia II 7、
Asia II 9、Asia II 10、Asia III、China1、China2、China3
和 Asia I这 13 个土著隐种;其中广东已发现有 Asia
II 1、Asia II 4、Asia II 6、Asia II 7、Asia II 10、China1、
China2 和 Asia I这 8 个隐种(Qiu et al. ,2007;Hu et
al. ,2011;刘银泉和刘树生,2012)。 本研究调查和
监测了广州近郊 CLCuMuV 侵染引起的棉花、红麻
和黄秋葵曲叶病严重发生田间的烟粉虱隐种,至于
广东省锦葵科植物分布区,尤其是朱槿曲叶病和黄
秋葵曲叶病发生区域的烟粉虱复合种组成还需进行
深入调查。
传毒试验结果表明,烟粉虱 MEAM1、Asia II 7
及 Asia II 1 隐种对 CLCuMuV 的传播能力存在明显
差异,MEAM1 隐种不能将 CLCuMuV 从棉花病株传
播到健康棉花、红麻及黄秋葵植株上,而 Asia II 7 和
Asia II 1 隐种可以将 CLCuMuV 从棉花病株传播到
健康红麻及黄秋葵植株上,并能成功侵染引起植株
发病,产生曲叶病典型症状,说明烟粉虱隐种对
CLCuMuV的传播能力存在差异。 双生病毒科菜豆
金色花叶病毒属病毒均由烟粉虱以持久方式传播,
已有研究证实不同烟粉虱隐种对同种或不同种病毒
的传播能力存在差异。 如 Jiu et al. (2006)研究表
明,入侵烟粉虱隐种 MEAM1 和土著隐种 Asia II 3
均可以传播中国番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow
leaf curl China virus,TYLCCNV),但 MEAM1 隐种的
传播效率显著高于 Asia II 3 隐种,而 MED隐种不能
传播 TYLCCNV;Li et al. (2010)研究显示,烟粉虱土
著隐种 Asia II 1 对番茄黄化曲叶病毒 ( Tomato
yellow leaf curl virus,TYLCV)的传毒效率显著低于
入侵隐种 MEAM1。 本研究证实了 Asia II 7 和 Asia
II 1 隐种均可传播 CLCuMuV 并侵染引起红麻和黄
秋葵发生曲叶病,但利用它们传毒接种棉花尚未成
功,其原因有待于进一步研究。
可传播 CLCuMuV的烟粉虱 Asia II 1和 Asia II 7
隐种在我国分布较广,可能成为在棉花主产区棉花
曲叶病毒扩散并流行的重要因素。 Asia II 1 隐种主
要分布在海南、广东、广西、台湾、贵州、浙江等省
(自治区);Asia II 7 隐种主要分布在广东、广西、台
湾、福建、江苏等省(自治区)(Qiu et al. ,2007;Hu et
al. ,2011;刘银泉和刘树生,2012)。 自 2006 年首次
在我国发现 CLCuMuV入侵以来(毛明杰等,2008),
该病毒已迅速扩散到广东、广西、海南、福建、云南及
江苏等地,侵染为害的寄主植物包括朱槿、黄秋葵、
垂花悬铃花、棉花等。 朱槿是一种常绿灌木,作为园
林植物在广东、广西、海南、福建、台湾、云南等地广
泛种植(刘小冬等,2008),由于华南地区朱槿普遍
感染 CLCuMuV,这些带毒植株已成为该病毒的长
期、稳定的毒源库 (何自福等, 2012; Du et al. ,
2015)。 因此,虽然尚未发现 Asia II 1 和 Asia II 7 隐
种在我国长江流域、黄河流域和西北内陆 3 大棉区
的报道,但需要高度关注及深入调查。 此外,本研究
结果表明,Asia II 7 和 Asia II 1 隐种在黄秋葵上的
传毒接种成功率均高达 100% ,说明在我国大部分
地区种植的黄秋葵极易感病,很可能成为加快该病
害迅速扩散的重要推动因子。 随着带病朱槿或黄秋
葵种植范围的扩大以及可传毒土著隐种的扩散,
CLCuMuV传至长江流域、黄河流域和西北内陆 3 大
棉花主产区的风险剧增。 为了有效降低我国棉花曲
叶病向棉花主产区的扩散蔓延,今后亟需开展可传
播木尔坦棉花曲叶病毒的烟粉虱隐种分布调查、棉
花品种抗性鉴定及抗病育种等研究。
致谢:浙江大学昆虫科学研究所刘树生教授在烟粉虱供试虫
源和隐种纯化方面提供帮助,特此致谢!
参 考 文 献 (References)
Ahmed MZ, de Barro PJ, Greeff JM, Ren XS, Naveed M, Qiu BL.
2011. Genetic identity of the Bemisia tabaci species complex
and association with high cotton leaf curl disease (CLCuD) in⁃
cidence in Pakistan. Pest Management Science, 67(3): 307 -
317
Ashfaq M, Hebert PDN, Mirza MS, Khan AM, Mansoor S, Shah
GS, Zafar Y. 2014. DNA barcoding of Bemisia tabaci complex
(Hemiptera: Aleyrodidae) reveals southerly expansion of the
dominant whitefly species on cotton in Pakistan. PLoS ONE, 9
69 植  物  保  护  学  报 43 卷
(8): e104485
Briddon RW, Markham PG. 2000. Cotton leaf curl virus disease.
Virus Research, 71(1 / 2): 151 - 159
Brown JK, Coats S, Bedford JD, Markham PG, Bird J. 1992.
Biotypic characterization of Bemisia tabaci populations based
on esterase profiles, DNA fingerprinting, virus transmission,
and bioassay to key host plant species. Phytopathology, 82
(10): 1104
Brown JK, Frohlich DR, Rosell RC. 1995. The sweet potato or sil⁃
ver leaf whiteflies: biotypes of Bemisia tabaci or a species com⁃
plex? Annual Review of Entomology, 40(1): 511 - 534
Cai JH, Xie K, Lin L, Qin BX, Chen BS, Meng JR, Liu YL.
2010. Cotton leaf curl Multan virus newly reported to be associ⁃
ated with cotton leaf curl disease in China. Plant Pathology, 59
(4): 794 - 795
Czosnek H, Ghanim M, Morin S, Rubinstein G, Fridman V, Zeidan
M. 2001. Whiteflies: vectors, and victims (?), of geminivir⁃
uses. Advances in Virus Research, 56: 291 - 322
de Barro PJ, Liu SS, Boykin LM, Dubsdale AB. 2011. Bemisia
tabaci: a statement of species status. Annual Review of Ento⁃
mology, 56: 1 - 19
Dinsdale A, Cook L, Riginos C, Buckley YM, de Barro P. 2010.
Refined global analysis of Bemisia tabaci (Hemiptera: Sternor⁃
rhyncha: Aleyrodoidea: Aleyrodidae) mitochondrial cytochrome
oxidase 1 to identify species level genetic boundaries. Annals of
the Entomological Society of America, 103(2): 196 - 208
Dong D, He ZF, Chai ZX. 2010. Detection of whitefly⁃transmitted
geminivirus associated with the okra yellow vein leaf curl dis⁃
ease in Guangdong. Plant Protection, 36(1): 65 - 68 (in Chi⁃
nese) [董迪, 何自福, 柴兆祥. 2010. 广东黄秋葵黄脉曲叶
病样中检测到烟粉虱传双生病毒. 植物保护, 36(1): 65 -
68]
Du ZG, Tang YF, He ZF, She XM. 2015. High genetic homogenei⁃
ty points to a single introduction event responsible for invasion of
Cotton leaf curl Multan virus and its associated betasatellite into
China. Virology Journal, 12: 163
He ZF, She XM, Tang YF. 2012. Cotton leaf curl Multan virus in⁃
vading China and its damage potential. Journal of Biosafety, 21
(2): 87 - 92 ( in Chinese) [何自福, 佘小漫, 汤亚飞.
2012. 入侵我国的木尔坦棉花曲叶病毒及其为害. 生物安
全学报, 21(2): 87 - 92]
Hu J, de Barro PJ, Zhao H, Wang J, Nardi F, Liu SS. 2011. An
extensive field survey combined with a phylogenetic analysis re⁃
veals rapid and widespread invasion of two alien whiteflies in
China. PLoS ONE, 6(1): e16061
Jiu M, Zhou XP, Liu SS. 2006. Acquisition and transmission of two
begomoviruses by the B and a non⁃B biotype of Bemisia tabaci
from Zhejiang, China. Journal of Phytopathology, 154 (10):
587 - 591
Li M, Hu JA, Xu FC, Liu SS. 2010. Transmission of Tomato yellow
leaf curl virus by two invasive biotypes and a Chinese indigenous
biotype of the whitefly Bemisia tabaci. International Journal of
Pest Management, 56(3): 275 - 280
Lin L, Cai JH, Luo EB, Qin BX, Hu DM, Meng JR, Chen BS,
Nong HZ. 2011. Molecular identification and host range of a
geminivirus infecting Hibiscus in Nanning City. Plant Protec⁃
tion, 37(4): 44 - 47 (in Chinese) [林林, 蔡健和, 罗恩波,
秦碧霞, 胡冬梅, 蒙姣荣, 陈保善, 农恒志. 2011. 南宁市
朱槿曲叶病毒病病原分子鉴定和寄主范围研究. 植物保护,
37(4): 44 - 47]
Liu SS, Colvin J, de Barro PJ. 2012. Species concepts as applied to
the whitefly Bemisia tabaci systematics: how many species are
there? Journal of Integrative Agriculture, 11(2): 176 - 186
Liu XD, Jiang WB, Weng ML. 2008. On tree species of Hibiscus
Linn and their application in landscape architecture. Chinese
Agricultural Science Bulletin, 24(8): 315 - 320 (in Chinese)
[刘小冬, 姜卫兵, 翁忙玲. 2008. 论木槿属树种及其在园
林绿化中的应用. 中国农学通报, 24(8): 315 - 320]
Liu YQ, Liu SS. 2012. Species status of Bemisia tabaci complex and
their distributions in China. Journal of Biosafety, 21 ( 4 ):
247 - 255 (in Chinese) [刘银泉,刘树生. 2012.烟粉虱的分
类地位及在中国的分布. 生物安全学报, 21 (4): 247 -
255]
Mansour A, Al⁃Musa A. 1992. Tomato yellow leaf curl virus: host
range and virus⁃vector relationships. Plant Pathology, 41(2):
122 - 125
Mansoor S, Briddon RW, Bull SE, Bedford ID, Bashir A, Hussain
M, Saeed M, Zafar Y, Malik KA, Fauguet C, et al. 2003.
Cotton leaf curl disease is associated with multiple monopartite
begomoviruses supported by single DNA β. Archives of Virolo⁃
gy, 148(10): 1969 - 1986
Mao MJ, He ZH, Yu H, Li HP. 2008. Molecular characterization of
Cotton leaf curl Multan virus and its satellite DNA that infects
Hibiscus rosa⁃sinensis. Chinese Journal of Virology, 24 (1 ):
64 - 68 ( in Chinese) [毛明杰, 何自福, 虞皓, 李华平.
2008. 侵染朱槿的木尔坦棉花曲叶病毒及其卫星 DNA全基
因组结构特征. 病毒学报, 24(1): 64 - 68]
Oliveira MRV, Henneberry TJ, Anderson P. 2001. History, current
status, and collaborative research projects for Bemisia tabaci.
Crop Protection, 20(9): 709 - 723
Perring TM. 2001. The Bemisia tabaci species complex. Crop Pro⁃
tection, 20(9): 725 - 737
Qiu BL, Coats SA, Ren SX, Idris AM, Xu CX, Brown JK. 2007.
Phylogenetic relationships of native and introduced Bemisia
tabaci (Homoptera: Aleyrodidae) from China and India based
on mtCOI DNA sequencing and host plant comparisons. Pro⁃
gress in Natural Science, 17(6): 645 - 654
Qiu BL, Ren SX, Mandour NS, Wen SY. 2006. Population differ⁃
entiation of Bemisia tabaci (Gennadius) (Hemiptera: Aleyrodi⁃
dae) by DNA polymorphism in China. Journal of Entomology
791 期 陈  婷等: 传播木尔坦棉花曲叶病毒的烟粉虱隐种鉴定
Research, 30(1): 1 - 6
Rajagopalan PA, Naik A, Katturi P, Kurulekar M, Kankanallu RS,
Anandalakshmi R. 2012. Dominance of resistance breaking
Cotton leaf curl Burewala virus (CLCuBuV) in northwestern In⁃
dia. Archives of Virology, 157(5): 855 - 868
Rishi N, Chauhan MS. 1994. Appearance of leaf curl disease (?)
of cotton in northern India. Journal of Cotton Research and De⁃
velopment, 8(1): 179 - 180
Simon C, Frati F, Beckenbach A, Crespi B, Liu H, Floors P.
1994. Evolution, weighting, and phylogenetic utility of mito⁃
chondrial gene sequences and a compilation of conserved poly⁃
merase chain reaction primers. Annals of the Entomological So⁃
ciety of America, 87(6): 651 - 701
Tang YF, He ZF, Du ZG, Han LF, She XM, Luo FF. 2013. Mo⁃
lecular characterization of the Cotton leaf curl Multan virus in⁃
fecting Malvaiscus arboreus. Acta Phytopathologica Sinica, 43
(2): 120 - 127 (in Chinese) [汤亚飞, 何自福, 杜振国, 韩
利芳, 佘小漫, 罗方芳. 2013. 侵染垂花悬铃花的木尔坦棉
花曲叶病毒分子特征研究. 植物病理学报, 43(2): 120 -
127]
Tang YF, He ZF, Du ZG, She XM, Lan GB. 2015a. The complex
of Cotton leaf curl Multan virus and its associated betasatellite
molecule causing cotton leaf curl disease in Guangdong Prov⁃
ince. Scientia Agricultura Sinica, 48 (16): 3166 - 3175 ( in
Chinese) [汤亚飞, 何自福, 杜振国, 佘小漫, 蓝国兵.
2015a. 木尔坦棉花曲叶病毒及其伴随的 β卫星分子复合侵
染引起广东棉花曲叶病. 中国农业科学, 48(16): 3166 -
3175]
Tang YF, He ZF, Du ZG, She XM, Lan GB. 2015b. Detection and
identification of the pathogen causing kenaf (Hibiscus cannabi⁃
nus) leaf curl disease in Hainan Province of China. Acta Phyto⁃
pathologica Sinica, 45(6): 561 - 568 (in Chinese) [汤亚飞,
何自福,杜振国,佘小漫,蓝国兵. 2015b. 海南红麻曲叶病
的病原检测与鉴定. 植物病理学报, 45(6): 561 - 568]
Zhang H, Ji YH, Wu SH, Zhao WH, Zhou T, Zhou YJ. 2015.
Identification and characterization of Cotton leaf curl Multan vi⁃
rus from Hibiscus rosa⁃sinensis in Jiangsu. Acta Phytopathologica
Sinica, 45(4): 361 - 369 ( in Chinese) [张晖, 季英华, 吴
淑华, 赵文浩, 周彤, 周益军. 2015. 江苏朱槿上分离到的
木尔坦棉花曲叶病毒基因组结构特征分析. 植物病理学报,
45(4): 361 - 369]
Zhang SB, Xia XX, Zhang J, Zhang YJ, Wu ZJ. 2013. A leaf curl
disease on Hibiscus rose⁃simemsis in Fuzhou caused by Cotton
leaf curl Multan virus. Plant Protection, 39(2): 196 - 200 (in
Chinese) [章松柏, 夏宣喜, 张洁, 张友军, 吴祖建. 2013.
福州市发生由木尔坦棉花曲叶病毒引起的朱槿曲叶病. 植
物保护, 39(2): 196 - 200]
Zhou XP, Liu YL, Robinson DJ, Harrison BD. 1998. Four DNA⁃A
variants among Pakistani isolates of Cotton leaf curl virus and
their affinities to DNA⁃A of geminivirus isolates from okra. Jour⁃
nal of General Virology, 79(4): 915 - 923
(责任编辑:李美娟)
89 植  物  保  护  学  报 43 卷