植物病虫害生物学国家重点实验室,北京100193; 3.全国农业技术推广服务中心,北京100125)摘要原产于美洲的草地贪夜蛾已入侵我国,对我国粮食生产安全构成重大威胁。在美洲,该虫的寄主类型、迁飞 行为以及抗药性等方面因群体分化而存在较大差异。本研究利用2个分子标记对中国13省(市、自治区)131个县 市的318份样品进行群体遗传特征比较,基于线粒体CO I基因分析结果显示96 %以上为水稻型,玉米型比例不
到4%,且中国样品 CO I序列特征与美国佛罗里达州种群有很高的一致性,而基于核基因组丁如基因分析结果
表明所有样品单倍型特点均表现为玉米型。分析认为,入侵我国的草地贪夜蛾群体很可能来自一个水稻型母本 和玉米型父本杂交群体的后代,在长期的演化扩散过程中,玉米型的核基因组占据了主导地位,从而成为一种特
殊的玉米型。厘清入侵中国的草地贪夜蛾具体的遗传特征属性,对于风险评估、精准监测和科学防控具有重要 指导意义。关键词 草地贪夜蛾;群体演化;水稻型;玉米型;杂交中图分类号:S 435.132
文献标识码:A DOI: 10.16688/j. zwDh.2019296Molecular characterization analysis of fall armyworm populations in ChinaZHANG Le( , LIU Bei2, JIANG Yuying3, LIU Jie3, WU Kongming2, XIAO Yutao1(1. Agricultural Genomics Institute at Shenzhen, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Shenzhen 518120, China ;2. State Key Laboratory for Biology of Plant Diseasss and Insect Pests & Institute of Plant Protection & Chinese Academy of
Agricultural Sciencss & Beijing 100193, China; 3. National Ago-Tech Extension and Serviee Center & Beijing 100125, China')Abstract The fall army worm, Spodoptera frugiperda (J. E. Smith), native to America, has invaded China and
posed a major threat to food production security. Several characteristics of fall armyworm such as host range, migration capability & resistance to pesticides and genetically modified crops are varied depending on regional popula- tiondiferentiation.Inthisstudy thegeneticcharacteristicsof 3#8 populationssampledfrom #3#countiesand
cities of 13 provinces (autonomous regions and municipalities) of China were analyzed using two molecular markers. The results of mitochondrial CO I -gene analysis showed that more than 96% of the samples were rice-strain
and less than 4% were corn-strain. Moreover & there is a strong consistency in CO I -sequence between the Chinese samples and those from Florida & USA. The results of nuclear genomic Tpi gene analysis revealed that the haplo
type characteristics of all samples were corn-strain. It is speculated that the population of fall armyworm invaded China may come from the offspring of a hybrid population of rice-strain female and corn-strain male. In the long-
8ermevoluionandspreadingproces&8henucleargenomeofcorn-s8rainbecamedominan8&8husformedaspecial
corn-strain. Determination of genetic characteristics of fall armyworm invaded China could have important guiding significance for risk assessment & precise monitoring and scientific prevention and control of this pest.Key words Spodoptera frugiperda ; population evolution; rice-strain; corn-strain; interstrain联合国粮农组织全球预警的重大害虫草地贪夜
蛾自2019年1月入侵中国以来,5个月时间内已扩
散至18个省(市、自治区),大有席卷全国之势,给我国农业生产造成重大影响,国家粮食安全和生态安\"收稿日期:2019-06-15 修订日期:2019-06- 16基金项目:转基因生物新品种培育重大专项(2016ZX08012-004);大鹏新区产业发展专项资金(KY20180216) 致!谢:感谢全国农业技术推广服务中心以及各地植保站技术人员提供样品及相关资料。* 通信作者 E-mail: xiaoyutao@caas. cn为并列第一作者+5卷第+期张磊等:中国不同地区草地贪夜蛾种群生物型分子特征分析• 21 •全受到严重威胁。目前,草地贪夜蛾在我国主要为害玉米和甘
蔗1,对其他作物的潜在危害造成的损失尚未确定。
的幼虫和性诱的成虫。采集地点包括云南、广西、广
东、四川、贵州、海南、湖南、福建、浙江、江西、上海、
重庆、湖北13个省(市、自治区)131个县(市、区),
样品采集时间为2019年3月11日至6月11日,寄
考虑到草地贪夜蛾在美洲的为害特征,其寄主植物
多达80余种,对玉米、水稻、高粱、大豆、小麦、棉花、
主植物主要为玉米,少数样品取于苏丹草或水稻。 幼虫样品收到后用75%乙醇浸泡30 min,随后常温
牧草等均造成较大的经济损失,其危害的潜在风
险巨大。草地贪夜蛾还存在寄主种类嗜好性差异, 主要由于存在两种不同的亚型,通常称为水稻型和
玉米型,除此之外,迁飞行为%门、农药抗性以
运送至实验室,成虫样品保持干燥,常温运送至实验
室。各县市具体样品信息见表1$1.2 PCR扩增及测序成虫或幼虫单头虫体用液氮研磨成粉后,采用
及对转基因作物的抗性1\"1也与不同地理群体相
关。目前我国发生草地贪夜蛾的省份都是水稻种植 区,水稻是否会受到为害引起高度关注。因此,对入
侵我国的草地贪夜蛾进行群体遗传特征鉴定显得极
Multisource Genomic DNA Miniprep Kit 试剂盒进行
DNA提取,DNA经过1%琼脂糖电泳检测,使用
NanoDrop ND-2000仪器测定浓度。根据已发表引物 和PCR扩增方法(6)分别对CO I基因和T*基因片
段进行扩增,使用1%琼脂糖电泳检测扩增结果,PCR 产物送生工生物工程(上海)股份有限公司测序。为迫切。分子标记是鉴定草地贪夜蛾不同亚型的主要手
段,其中来源于线粒体的细胞色素C氧化酶亚基I
基因(cytochrome c oxidase subunit I ,CO I )以及 位于Z染色体上的磷酸甘油醛异构酶基因(Hose-
1%数据分析利用BioEdit软件查看测序序列峰图,去除两
端低质量序列,区分杂合位点,获得准确的基因片段
phosphate isomerase, T/>i),是当前最常用也是最成
熟的标记基因(221] $不同亚型之间的杂交行为在实 验室以及田间均证实存在(223),由于线粒体具有母
序列。从GenBank数据库下载全球各代表性地区
草地贪夜蛾CO I基因核酸序列。所有序列采用
系遗传的特征,基于线粒体CO I基因的亚型鉴定具 MEGA 5. 0软件进行比对,删除两端不对齐序列,选
有一定的不确定性,而基于核基因组Z染色体的
Tpi基因则表现出相对的稳定性然而,关于
草地贪夜蛾复杂的群体遗传动态分析,这两个标记
取Kimura-2参数模型,以邻接法(neighbor joining,
NJ)构建系统进化树,系统树各分支的自举检验值
(bootstrap)由1 000次重复检验获得。针对玉米型
依然是当前最合适的选择。本研究采集我国13个省(市、自治区)131个县
和水稻型Tpi基因序列单倍型差异特点(5)运用
DNAMAN软件进行特异位点比对分析。(市、区)的318份草地贪夜蛾样品,利用CO I和
Tpi两个基因片段进行分子检测,鉴定具体生物型,
2结果与分析通过对CO I基因序列进行比对分析,从318份
并分析种群遗传特征。1材料与方法1.1试验材料样品中鉴定出水稻型和玉米型两种基因型,其中水
稻型306份,占96.2%,玉米型不到4%(表1)$可
见以CO I基因作为分子标记,水稻型在群体数量上
本次研究的样品一共有318份,包含田间采集 占绝对主导。表1基于OOI基因片段鉴定中国各地草地贪夜蛾样品的分型结果Table 1 Strain identification of fall armyworm in China based on €\" ! gene fragments样品编号采集地点采集时间/年-月-日虫态寄主植物或来源水稻型数量/头 玉米型数量/头Sample no.Collection sites福建宁德市12345广东潮州市广东东莞市广东东莞市莞城区广东佛山市Colectiontime2019-05-142019-05-252019-05-112019-05-142019-05-18Stages成虫幼虫幼虫幼虫幼虫Host or source性诱Rice-strain12222Corn-:train玉米玉米玉米玉米00000・22・2019续表]Table 1( Continued)样品编号采集地点采集时间/年-月-日虫态寄主植物或来源 水稻型数量/头 玉米型数量/头
Sampleno6789Colectionsites广东广州市广东广州市白云区广东广州市花都区广东广州市南沙区广东广州市南沙区广东广州市增城区广东河源市10111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849广东河源市和平县广东河源市紫金县广东惠州市广东惠州市惠城区广东惠州市惠东县广东惠州市惠州区广东惠州市龙门县广东江门市恩平市广东江门市鹤山市广东江门市江海区广东江门市开平市广东江门市台山市广东江门市新会区广东揭阳市揭东区广东揭阳市揭西县广东雷州市徐闻县广东陆丰市广东罗定市广东茂名市高明市广东茂名市广东茂名市茂南区广东梅州市大埔县广东梅州市平远县广东梅州市五华县广东清远市广东清远市清新区广东韶关市仁化县广东韶关市乳源瑶族自治县广东韶关市翁源县广东韶关市翁源县广东韶关市武江区广东深圳市广东阳春市广东阳江市阳东区广东阳江市阳西县广东云浮市新兴县广东云浮市郁南县广东云浮市云安区广东云浮市云城区广东云浮市云城区广东湛江市50515253545556广东湛江市赤坎区广东湛江市雷州市广东湛江市坡头区广东湛江市遂溪县广东湛江市吴川市广东湛江市霞山区Colectiontime2019 -05-082019 -05- 222019 -04- 292019 -06- 112019 -05- 112019 -04- 232019 -05-062019 -05-072019 -05-062019 -05-082019 -05- 112019 -06-072019 -05- 142019 -04- 262019 -04- 292019 -05-072019 -05- 112019 -05-042019 -05-052019 -05-072019 -05- 172019 -05- 182019 -05-082019 -05- 112019 -05- 192019 -05- 112019 -05- 112019 -05- 152019 -05- 202019 -05- 222019 -05- 202019 -06- 112019 -05- 252019 -05- 112019 -05- 112019 -05- 252019 -06-072019 -05-072019 -05- 112019 -05-082019 -05-082019 -05- 152019 -05- 172019 -05- 172019 -05- 292019 -05- 212019 -05- 292019 -05-072019 -05-052019 -04- 302019 -05- 122019 -04- 282019 -05- 122019 -05- 19Stages成虫幼虫幼虫Hostorsource性诱玉米玉米性诱性诱成虫成虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米性诱性诱、 玉米成虫成虫、幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫玉米玉米玉米玉米玉米玉米性诱成虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫玉米玉米玉米玉米玉米玉米性诱成虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米性诱成虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米Rice-strain213116222212226222323022122222222222123222222216221522Corn-strain00000000000000000000010000000000000010000000000020000045卷第4期张磊等:中国不同地区草地贪夜蛾种群生物型分子特征分析续表 1 Table 1( Continued)・23・样品编号采集地点采集时间/年-月-日虫态寄主植物或来源 水稻型数量/头 玉米型数量/头
Sampleno.Colectionsites广东肇庆市高要区57585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108广东肇庆市四会市广东中山市民众镇广东珠海市斗门区广西百色市田林县广西百色市右江区广西北流市北流镇广西贵港市港南区广西河池市东兰县广西河池市东兰县广西河池市都安县广西河池市大化县广西河池市天峨县广西河池宜州广西贺州市广西靖西市禄峒镇广西来宾市广西柳州市融安县广西钦州市浦北县广西钦州市浦北县广西钦州市灵山县广西玉林市陆川县贵州贵阳市海南海口市琼山区海南三亚市天涯区湖北咸宁市通山县湖北宜昌市当阳市湖南常德市湖南常德市湖南常德市临澧县湖南郴州市湖南郴州市湖南郴州市良田镇湖南郴州市宜章县湖南衡阳市衡阳县湖南怀化市新晃县湖南怀化市淑浦县湖南怀化市芷江县湖南怀化市中方县湖南连源市湖南娄底市湖南娄底市新化县湖南汨罗市湖南邵阳市湖南邵阳市湖南邵阳市邵东县湖南邵阳市城步县湖南邵阳市隆回县湖南邵阳市邵阳县湖南邵阳市武冈市湖南邵阳市新邵县湖南益阳市南县湖南湘潭市湖南永州市Colectiontime2019 -05- 132019 -05- 292019 -05- 142019 -05- 112019 -03- 252019 -03- 272019 -05- 282019 -04- 152019 -04- 122019 -04-012019 -03- 252019 -05- 112019 -04- 192019 -03- 112019 -05- 112019 -04- 132019 -05- 252019 -04- 262019 -04- 162019 -04- 102019 -04- 112019 -04- 102019 -04- 282019 -05-062019 -06-012019 -06- 112019 -06- 112019 -05- 152019 -05- 192019 -05- 222019 -05-082019 -05- 172019 -05- 182019 -05- 122019 -05- 172019 -05- 252019 -05- 152019 -05- 142019 -05- 152019 -05- 222019 -05- 252019 -05- 172019 -05- 142019 -04- 302019 -05- 122019 -05- 152019 -05- 132019 -05- 172019 -05- 152019 -05- 142019 -05- 292019 -05- 222019 -05- 182019 -05-08Stages幼虫幼虫幼虫幼虫Hostorsource玉米玉米玉米玉米性诱性诱性诱性诱、 玉米成虫成虫成虫Rice-strain2222211成虫、幼虫幼虫玉米性诱性诱性诱性诱、 玉米成虫成虫成虫成虫、幼虫成虫幼虫性诱玉米性诱性诱性诱、 玉米成虫成虫成虫、幼虫成虫成虫成虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫性诱性诱性诱玉米玉米玉米苏丹草玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米性诱成虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米164901612113016852222222211222122222221211222212Corn-strain000000000110000000100000000000000000100000000000000000・24・续表 1 Table 1 (Continued)样品编号2019采集地点采集时间/年-月-日虫态寄主植物或来源 水稻型数量/头玉米型数量/头Sample no.Collection sites湖南永州市零陵区109110111112113114115116117118湖南永州市道县湖南永州市江华县湖南永州市蓝山县湖南永州市冷水滩区湖南岳阳市平江县湖南张家界市慈利县江西九江市江西吉安市井冈山市江西南昌市安义县江西南昌市新建区江西萍乡市安源区江西新余市渝水区119120121122123124125126127128129130131合计Total上海奉贤区青村镇四川泸州市合江县云南昆明市云南西双版纳傣族自治州浙江丽水市蓬都区浙江丽水市松阳县浙江宁波市象山县浙江温州市乐清市重庆巫溪县重庆秀山县Colectiontime2019 - 05 - 122019 - 05 - 012019 - 05 - 032019 - 05 - 222019 - 05 - 182019 - 05 - 252019 - 05 - 192019 - 06 - 112019 - 06 - 072019 - 06 - 112019 - 06 - 112019 - 06 - 072019 - 06 - 112019 - 06 - 072019 - 04- 302019 - 05 - 252019 - 03 - 162019 - 05 - 182019 - 05 - 252019 - 06 - 012019 - 06 - 012019 - 06 - 072019 - 06 - 07Stages幼虫幼虫幼虫Host or source
玉米玉米玉米成虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫幼虫性诱玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米玉米水稻玉米成虫幼虫幼虫性诱玉米玉米成虫幼虫幼虫幼虫性诱玉米玉米玉米Rice-8train22212217222221115222222Corn-8train0220000000000000000000030612将本研究测定的co I基因序列与NCBI公布
里达种群的序列一致,与巴西以及美国的另一种群 的序列有一定差别。虽然整个分支均为水稻型,但
的北美美国、南美巴西、非洲南非、亚洲印度等的草
地贪夜蛾的co I序列进行比对,以棉铃虫Hl-
是从进化树也可看出,美洲不同地域种群的序列之
coverpa armigera CO I序列作为外群构建系统进
化树(图1)。由于我国所有样品中属于同一基因型
间存在一定程度变异。在玉米型分支中,中国样品
strain 1与南非以及美国佛罗里达种群的序列一致。
与水稻型分支类似,来自美国不同地区的玉米型的
的样品序列高度一致,我们仅各选取1条序列
(strain 1和strain 2)进行比对分析,结果表明,中国
样品strain 2的CO I序列与印度、南非、美国佛罗
CO I序列也表现出一定的差异。Strain2 中国 ChinaHM136601 美国佛罗里达 USA-Florida46HQ964393 美国 USAMK105749 印度 India水稻型64MH753326 印度 India97MF593258 南非 South AfricaRice-strain1- JF854745 巴西 BrazilU72978 美国 USA厂 HQ964527 美国 USAU72975 美国 USA96MF593241 南非 South AfricaHM136588美国佛罗里达USA-Florida」Helicoverpa armigera (GUI 88273)玉米型71Strainl 中国 ChinaCom-strain0.01图1基于CO I序列构建的系统进化树Fig. 1 Phylogenetic tree inferred from CO I gene fragments45卷第4期张磊等:中国不同地区草地贪夜蛾种群生物型分子特征分析・25・我们比对所有样品Tpi基因序列,针对水稻型 和玉米型10个差异单倍型位点进行分析,除了部分 样品在2个位点显示为杂合外(图2\"其余样品均
H只显示一种基因型,并且均与玉米型单倍型特征相 符合,该结果表明基于Tpz基因的序列分析显示所
有样品均为玉米型。Tpi-exon-3水稻型 Strain-rice 玉米型 Strain-com
intron-3中国样品 Strain-China T箭头表明差异单倍型位点,方框代表中国部分样品杂合的两个位点Arrows indicate strain-specific polymorphic loci, the box represents two heterozygous loci i图2玉米型和水稻型Tpi基因片段单倍型比较Fig. 2 Comparison of haplotypes of Tpi gene fragments between corn-strain and rice-strain3讨论草地贪夜蛾在原产地美洲由于取食寄主植物的
获得了水稻型线粒体的CO I基因序列,但是核基因
组在长期的繁衍扩散过程中更多地保留了玉米型的 背景基因组,从而演化成特殊的玉米型&本研究中
不同分化出玉米型和水稻型两种亚型,玉米型偏向 取食玉米、甘蔗、高粱、谷子、棉花、大豆、花生等,而 水稻型偏向取食水稻、各种牧草等。两种亚型在形 态学上完全无法区分5 21通过CO I和Tpi等分
占主导的96%的样品为一个杂交型群体的后代,由
水稻型母本和玉米型父本杂交后代演化而来&由于 在我国所有样品中均未检测出完全符合水稻型Tpz
基因单倍型,因此推测该杂交发生在入侵我国、甚至 是入侵非洲之前。子标记进行鉴定一直是主流方法,能够根据不同亚 型单倍型特点将绝大多数水稻型和玉米型有效区
通过构建基于CO I基因的系统进化树,我们发 现入侵我国的草地贪夜蛾与南非、印度以及美国佛
分'2-14, 24-25( &此外,不同亚型在长期进化过程中,形 成了一些特定的群体,包括对农药的抗性群体以及 针对转基因作物的抗性群体,这些群体的鉴定也多
罗里达的草地贪夜蛾聚为一支,序列比对也表明具 有完全一样的基因型&在美洲,根据CO I基因单倍
依赖于分子辅助检测手段9 11( &型频率可以将玉米型草地贪夜蛾分为佛罗里达(FL-
在前期工作中,我们利用CO I和Tpi两种分 子标记联合检测,发现入侵我国云南的82份草地贪 夜蛾幼虫样品具有完全一致的基因型,并且通过
type)和德克萨斯(TX-type)两个地理型亚群$其中
TX-type广泛分布在南美、墨西哥和美国大部分地
区,FL-type限于佛罗里达、加勒比海地区和美国东
Tpi基因单倍型位点比对分析鉴定为玉米型匈&
在本研究中,我们扩大了样品采集地区,大大增加了 样本数量,不仅包含了各龄期幼虫和成虫,还覆盖了 不同类型的寄主植物,运用相同的方法对入侵我国的
海岸'830( &已有研究报道显示$入侵非洲的草地贪 夜蛾群体很可能是通过贸易往来被带入非洲的一小
部分群体繁衍扩散形成的由于在美洲已有少量 关于杂交型群体后代的报道'2( $因此极有可能是来 自美国佛罗里达的杂交演化群体后代传入非洲&从
草地贪夜蛾群体遗传特征进行了更进一步的研究& 分析结果表明入侵我国的草地贪夜蛾具有两种CO I
进化树可以看出,中国草地贪夜蛾与非洲草地贪夜蛾
基因型,而基于Tpi基因的结果显示均为玉米型,
COI基因序列完全一致,且主导型比例相同'5$1(,因
此我们推断草地贪夜蛾入侵非洲之后,不断扩散,随
仅仅部分样品在2个位点表现出杂合现象,使用两
种分子标记鉴定出现了不一致的结果&由于线粒体 属于母系遗传,后代仅能遗传母本的线粒体dna$
后进入西亚$持续往东扩散至东南亚地区,最后通过
中缅边境侵入我国,呈现扩散暴发态势&虽然目前有部分研究报道水稻型在非洲和亚洲
且两种亚型之间并不存在绝对的生殖隔离$雌性水 稻型和雄性玉米型的交配行为在实验室和田间均被
也存在,但是仅仅是基于CO I单基因或多个线粒体
证实存在因此分析认为,本研究中的不一致是 由于水稻型母本和玉米型父本杂交产生,导致后代
来源的基因鉴定'5$7( $对于Tpi基因的分析也是根 据个别变异位点的判断基于PCR的一代测序
・26・2019征'3(,进行具体的测序分析和位点比对,更加深入
也可能会由于扩增或测序误差造成碱基差异。在本 研究中,部分样品Tpi基因也存在2个位点的杂合 (图2),由于草地贪夜蛾性别决定属于ZW型,Ti 基因位于Z染色体,因此可能会因为雌性(ZW)或者
地挖掘入侵我国的草地贪夜蛾的遗传特征,为其防 控提供更加准确的信息。我国当前对于草地贪夜蛾 的群体遗传研究有限,亟待更多的数据支持。还应 密切跟踪非洲、亚洲等国家水稻型扩散动向,提高我
雄性(ZZ)个体性别差异造成杂合&通常情况下,背景单一的小种群长期的近交会 经历种群瓶颈效应,容易造成遗传衰退'2( &而侵入
国防范该类型草地贪夜蛾的主动性。我国的草地贪夜蛾的祖先具有杂交背景,后代理论 上可能具有某种程度的杂交优势,显示出更强的适 参考文献杨普云,朱晓明,郭井菲,等.我国草地贪夜蛾的防控对策与建 应性;也可能由于杂交而产生一定的适合度代价,
导致自身抵抗能力下降。值得注意的是,侵入我国
的草地贪夜蛾在取食行为以及为害特征上可能与 传统的玉米型有所差异,包括农药抗性和对转基因
作物的抗性遗传特征会相应改变,因此仅仅通过连 锁分子标记检测可能造成一定偏差,还需要结合更
加完整的生物测定进行判断。对于这一新的玉米 型草地贪夜蛾,在防控措施上可能要更加的谨慎。
鉴于入侵群体祖先经历过杂交,理论上存在进化出
水稻型的可能性,还需要进一步基因组测序的数据
来论证,因此需要对水稻作物进行更加严密的 监控。目前我国发现受害作物主要有玉米,部分省份
有甘蔗、高粱和少量的谷子、花生,均属于玉米型寄 主植物。四川省合江县植保站4月30日在水稻秧
苗捕捉到几头高龄草地贪夜蛾幼虫(CO I基因鉴定
为草地贪夜蛾,但是Ti基因无法扩增),湖南农业 大学李有志教授5月13日在湖南省岳阳市平江县 稻田发现在3 m2的范围内有17头4龄期幼虫,并
且都在稻株上进行取食,后来当地植保部门普查未 在稻田见有为害。推测为低龄幼虫吐丝扩散至水稻 植株上,或迁入成虫在无法搜寻到最适寄主玉米的
情况下,被迫选择水稻产卵,因此应是环境胁迫造成 的偶然事件。总的来说,目前我国发生的草地贪夜蛾存在两
种线粒体CO I基因型,且比例差异悬殊。然而两种
基因型所代表的群体之间是否有杂交,在雌雄交配 选择上是否有偏好性,需要更进一步的研究。此外,
本研究中有多份样品仅能得到CO I扩增片段,而采 用Tpi引物无法扩增出有效片段,可能是由于样品
DNA质量较差,也不排除具有更加复杂的基因组背
景特征,需要采用全基因组分析手段,选取更多的位
点,针对水稻型和玉米型两种亚型基因组差异特
议[J/OL].植物保护,2019,45. https:/doi. org/10. 16688/j.
zwbh. 2019260.'2( NAGOSHIR N$GOERGEN G$PLESSIS H D etal9Genetic
comparisonsoffalarmyworm populations from 11 countries spanning sub-Saharan Africa provide insights into strain composition and migratory behaviors [J/OL]. Scientific Reports,
2O19,9:8311.[3] STOKSTAD E. New crop pest takes Africa at lightning speed
[J]. Science,2017,356 (6337):473-474.[4] PASHLEY D P, MARTIN J A. Reproductive incompatibility
betweenhoststrainsofthefalarmyworm (Lepidoptera:Noc-
tuidae)[J]9AnnalsoftheEntomologicalSocietyofAmerica,
1987,80(6):731- 733.[5] PASHLEYDP Host-associatedgeneticdiferentiationinfal
army worm (Lepidoptera: Noctuidae) : a sibling species complex
[J].AnnalsoftheEntomologicalSocietyofAmerica,1986,79(6):898- 904.[6] MITCHELL E R, MCNEILJN, WESTBROOK J K, et al9Seasonalperiodicity offalarmyworm,!Lepidoptera: Noctu-
idae) inthe Caribbean basinand northwardto Canada [J].
Journal of Entomological Science,1991,26(1) :39 - 50.[7] WESTBROOK J K, NAGOSHI R N, MEAGHER R L, et al9Modelingseasonalmigrationoffalarmyworm moths [J].In- ternational Journal of Biometeorology, 2016,60: 255 - 267.[8] YU SJ,NGUYEN S N,ABO-ELGHAR G E.Biochemical
characteristicsofinsecticideresistanceinthefalarmyworm,
Spodop%erafrugiperda J9E9Smith)[J]9PesticideBiochem-
istry and Physiology,2003,77 1 - 11.[9] CARVALHO R A,OMOTO C, FIELD L M,etal9Investiga-
tingthe molecularmechanismsoforganophosphateandpyre- throidresistanceinthefalarmywormSpodop%erafrugiperda
[J/OL]. PLoS ONE, 2013,8(4): e62268.[10] STORER N P, BABCOCK J M, SCHLENZ M, et al9Discovery
andcharacterizationoffieldresistancetoBtmaize:Spodop%era frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) in Puerto Rico [J]
Journal of Economic Entomology,2010,103(4) : 1031 - 1038.[11] BANERJEE R, HASLER J, MEAGHER R, et al. Mechanism
andDNA-baseddetectionoffield-evolvedresistancetotrans-
genicBtcorninfalarmyworm (Spodop%erafrugiperda)[J/
45 卷第4 期张磊等:中国不同地区草地贪夜蛾种群生物型分子特征分析• 27 .OL], Scientific Reports,2017,7:10877.[12( MEAGHER R L, CALLO-MEAGHER M. Identifying host of
fall armyworm (Lepidoptera: Noctuidae) in Florida using mito
561 - 56 &[23] PASCALINE D$FABRICE L$CLAIRE L$etal9S,odo,tera
frugi,erda (Lepidoptera: Noctuidae) host-plantvariants:two
chondrial markers [J], Florida Entomologist, 2003, 86 (4): host strains or two distinct species? [J]. Genetica, 2015,143
450-455.[13] NAGOSHI R N, MURUA M G, HAY-ROE M, et al. Genetic
(3):3O5 — 316.[24] NAGOSHI R N, MEAGHER R L. Using intron sequence com-
parisonsinthetriose-phosphateisomerasegenetostudythedi-
vergenceofthefalarmywormhoststrains [J]9InsectMolecu-
characterizationoffalarmyworm (Lepidoptera: Noctuidae) hoststrainsinArgentina [J] JournalofEconomicEntomolo- gy,2012,105(2):418-42 &[14] NAGOSHIR N Thefalarmywormtriosephosphate isomer
lar Biology,2016,25(3) :324- 337.[25] NAGOSHIR N9Improvementsintheidentificationofstrains
ase (T,i) geneasa markerofstrainidentityandinterstrain facilitate population studies of fa l armyworm subgroups[J]9
mating [J] AnnalsoftheEntomologicalSocietyofAmerica$2010,103(2):283 - 292.[15] JACOBS A$VUUREN A V$RONGIH Characterisationof
thefalarmyworm (S,odo,tera frugi,erda J E Smith)
(Lepidoptera:Noctuidae)fromSouthAfrica [J] AfricaEnto-
mology, 2018,26 (1):45-49.[16] NAGOSHI R N, KOFFI D, AGBOKA K,et al. Comparative
molecularanalysesofinvasivefalarmywormin Togoreveal strong similarities to populationsfrom the eastern United
States and the Greater Antilles [J/OL]. PLoS ONE, 2017,12 (7):e0181982[17] KALLESHWARASWAMY C M, ASOKAN R, MAHADE-
VASWAMY H M, et al. First record of invasive fall army-
worm$S,odo,terafrugi,erda (J.E.Smith)(Lepidopter.:
Noctuidae) on rice (Oryaa sat7a) from India [J], Journal of
Entomology and Zoology Studies,2019,7(3) :332 - 337.[18] JUAREZ M L,MURUA M G, GARCIA M Get al. Host as-
sociationofS,odo,terafrugi,erda (Lepidoptera:Noctuidae)
cornandricestrainsin Argentina$Braziland Paraguay[J].
Journal of Economic Entomology,2012,105(2) :573 - 582.[19] OTIM M H$TEK T W$WALSH T K$etal9Detectionof
sister-speciesininvasive populations ofthefalarmyworm S,odo,terafrugi,erda (Lepidoptera: Noctuidae) from Ugan
da [J/OL]9PLoSONE 201813(4):e01945719[20] COCK MJ W$BESEH P K$BUDDIE A G$etal9Molecular
methodstodetectS,odo,terafrugi,erdainGhanaandimpli- cationsformonitoringthespreadofinvasivespeciesindevelo- pingcountries [J/OL]9ScientificReports20177:41039[21] NAGOSHI R N$GOERGEN G$TOUNOU K A etal9Analy-
sisofstraindistribution$migratorypotentialandinvasionhis-
toryoffalarmywormpopulationsinnorthernSub-SaharanAf- rica [J]9ScientificReports20188:37109[22] NAGOSHI R N$MEAGHER R L$NUSSELY G etal9Efects
offalarmyworm (Lepidoptera:Noctuidae)interstrain mating
inwildpopulations [J]9EnvironmentalEntomology200635:AnnalsoftheEntomologicalSocietyofAmerica,2012,1052): 351 - 35 &[26] 张磊,靳明辉,张丹丹,等.入侵云南草地贪夜蛾的分子鉴定
[J].植物保护,2019,45(2): 19 - 24.[27] PASHLEY D P$HAMMOND A M$HARDY T N9Reproduc-
tiveisolatingmechanismsinfalarmywormhoststrains (Lepi-
doptera$Noctuidae)[J]9AnnalsoftheEntomologicalSociety
of America, 1992,85(4) :400 - 405.[28] NAGOSHIR N$SILVIEP$MEAGHER R L.Comparisonof
haplotype frequencies differentiate fall armyworm (Lepidoptera:
Noctuid.e)corn-str.inpopul.tionsfromFlorid..ndBr.zil [J]. Journal of Economic Entomology,2007,100(3) :954- 961.[29] NAGOSHIRN$MEAGHERRL$FLANDERSK etal.Using
haplotypesto monitorthemigrationoffalarmyworm (Lepi-
doptera: Noctuidae) corn-strain populations from Texas and
Florida [J].JournalofEconomicEntomology,2008,101(3)#742- 749.[30] NAGOSHIR N,ROSAS-GARCIA N M, MEAGHER R L,et
al. Haplotype profile comparisons between Spodoptera frugi-,erda (Lepidoptera#Noctuidae) populationsfrom Mexicowith
thosefromPuertoRico,South America,andtheUnitedStates
andtheirimplicationsto migratorybehavior [J]9Journalof
Economic Entomology,2015,108(1) : 135 - 144.[31] NAGOSHI R N. Evidence that a major subpopulation of fall
armywormYoundinthe Western Hemisphereisrareorabsent
inAYrica,whichmaylimittherangeoYcropsatriskoYinYesta-
tion [J/OL]. PLoS ONE,2019,14(4) :e0208966.32] FACON B, HUFBAUER R,TAYEH A,etal9Inbreedingde-
pression is purged in the invasive insect Harmonia axyridis [J]. Current Biology,2011,21(5) :424 - 427.[33] GOUIN A, BRETAUDEAU A, NAM K. Two genomes of
highlypolyphagouslepidopteranpests (S,odo,terafrugi,er-
da,Noctuidae) withdiferenthost-plantranges J/OL]9Scien-
tificReports,2017,7118169(责任编辑:杨明丽)
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