烟粉虱的危害生物型及有关生物化学的研究进展

北京农业科学 烟粉虱专辑
14烟粉虱的危害
北京市农林科学院植保环保所 北京 100089Ô-²úÓÚÈÈ´øºÍÑÇÈÈ´øµØÇø¸Ã³æΪ¶àʳÐÔº¦³æ»¨»ÜµÈ¾-¼Ã×÷ÎïÓëÎÂÊÒ°×·ÛÊ-Trialeurodes vaporariorum 相比涉及74科420余种植物具有更大的经济危害性
烟粉虱在我国部分地区正在取代温室白粉虱成为温室及其它经济作物的主要害虫本文对国外烟粉虱的部分研究成果综述如下
1889年Gennadius 记述了希腊的一种烟草害虫这是烟粉虱的首次报道在美国的甘薯上发现了第一个新北区白粉虱标本称之为甘薯粉虱[2]·ÖÀàµØλҲ±äµÃ»ìÏý²»Ç彫19个种名作为B. tabaci 的同物异名[3]ÑÌ·ÛÊ-ÔÚÎÄÏ×Öл¹ÓÐÃÞ·ÛÊ-ºÍ¸ÊÊí·ÛÊ-µÈ¼¸¸öÃû³Æ
¼ÄÖ÷Ö²ÎïÊÊÓ¦ÄÜÁ¦ÒÔ¼°´«²¥Ö²Îﲡ¶¾µÄÄÜÁ¦ÉÏÓÐËù²»Í¬ÓÚÊÇһЩѧÕßÒÀ¾ÝÑÌ·ÛÊ-µÄÕâЩ²îÒ콫ÑÌ·ÛÊ-Çø·ÖΪÈô¸ÉÉúÎïÐÍ
¶øÓÐÈ˽«B 生物型重新命名为银叶粉虱
文中描述了烟粉虱在温室花卉上前所未有的的危害据统计从1985~1998年间
A B 型比A 型产更多的卵因而分泌更大量的蜜露
而A 型不会它具有导致西葫芦叶片银叶化的特征从世界许多地方收集的烟粉虱标本证明了这样的假设B 生物型的存在可以用异构酶标记法和多态DNA 扩增法来证实
Bellows (1994)提出以烟粉虱B 生物型为基础建立粉虱新种Bemisia argentifolii
B 型蛹的几个形态特征成为鉴别银叶粉虱的依据
B 生物型argentifolii 前蜡缨细窄与之相反这些描述和用于区分A 和B 生物型异构酶标记以及在某些条件下生物型不能交配的证据已经被用做新的分类单元
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15大量的研究资料说明
人们使用生物型
B
生物型 分布热带以及温带边缘地区
温室大棚提供了烟粉虱在温带和寒温带躲避寒冷的理想场所过去仅生存于热带和亚热带的烟粉虱据报道在过去的十几年间地中海盆地亚洲
北美洲阿根廷哥伦比亚和委内瑞拉现在烟粉虱超过温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum
我国关于温室白粉虱的资料丰富近年来烟粉虱在北京新疆现场采集的标本显示田间发生危害的粉虱中烟粉虱已经发展成为优势种群烟粉虱为多食性害虫
其中包括很多重要的经济作物
Azab
等
曾报道烟粉虱在埃及可寄生155种植物[5]
至1995年Brown 等人估计仅仅烟粉虱的一个
生物型—B 型的寄主植物已查明就达500种以上资料表明烟粉虱能够成功地寄生于全球的很多种植物 烟粉虱的经济重要性表现在寄主植物中有许多花卉除了与温室白粉虱危害相同的寄主番茄茄子温室白粉虱不嗜好的十字花科蔬菜也是烟粉虱的危害对象烟粉虱对寄主作物的危害表现为直接取食Perring 等
估计1991年烟粉虱在美国部分地区造成的经济损失达5亿美元以上[7]½«¿ÚÕë´©¹ý¼ÄÖ÷Ö²Îïϸ°û¼ä϶ÉîÈëÈÍƤ²¿È¡Ê³ÑÌ·ÛÊ-¶ÔÅ©×÷ÎïÒѾ-Ôì³ÉÉÏÒÚÃÀÔªµÄËðʧ֢״µÄ±ä»¯Óë¼ÄÖ÷ÖÖÀà»òÔÔÅàÆ·ÖÖÓйØʹ·¬ÇѳÉÊì¶È²»ÕûÆë¼ÈʹÔÚB 生物型发生密度低时多种花卉和蔬菜上的脉明症中美洲墨西哥和美国
而不和来自古北区的病毒杂交
1994µ«ÎÞÂÛÖÖȺÀ´×Ժδ¦
在一些情况下
而不能传播所有的WFT 联体病毒例如而在实验室内通过病毒DNA biolistic 接种手段传到豆类植物上Ｂ生物型都能从豆类传到豆类上
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16
3 分子与生物化学 大量的研究文献资料对烟粉虱的生物型和生物学特征进行了论述
因为围绕着生物型地位和烟粉虱特性许多问题的解决可能要依赖于适当的生物化学和分子标记物技术的发展
同功酶并且利用DNA 标记探索多态性的初步研究已获成果这些分析还包括特殊基因和RAPD
1987之后有的学者研究了蛋白质多态
1989
EST -磷酸甘油脱氢酶
活性分析法评估了采自哥伦比亚和以色列的烟粉虱种群[10]GDPH 则不能将来自两个国家的个体分开１９９１和用聚丙
烯酰胺凝胶(PAGE)法区分为害本国南瓜和棉花的种群
Brown 等用普通酯酶标记法进一步检测采集到的具有明显生物学特性的生物型Burban 等用相同的PAGE 法
描述了四种酶[13]
À´×ÔÎ÷·Ç的种群已经被分出两个生物型一个食性更广的种群没有在木薯上发现
Perring
等使用等电荷聚焦法分析了异构酶在构成14种酶的18个位点中的变异
性[14]ÎÞÂÛµÈλ»ùÒò´æÔÚÓë·ñ
¶øÀ´×ÔÃÞ»¨µÄÑÌ·ÛÊ-ÖÖȺµÄIET 图谱有所区别1993
计算了Nei’s 的遗传距离Bartlett 等评论了这个结果并指出报道的遗传差异可能由于来自试验室或发现者的误差另外也没有说明是群体还是种群
详细报道了EST 等位基
因频率表现出明显的异质性[16]¶øÓëÀ´×Ôɱ³æ¼Á´¦Àí¼°ÎÞÅçÒ©´¦ÀíµÄÖÖȺÓйØ并报导了A 和B 生物型的EST 在分子量同分异构关系和酶作用底物的亲缘关系的差异
最早的工作涉及到粉虱和蚜虫等昆虫内共生菌中编码16S rDNA 的核苷酸序列1992但由于不同生物型的内共生菌很难区分Campbell 做了进一步的工作
比较了A 和B 生物型之间的差异[19]
Perring
等也讨论了种的问题
试验用七个不同的引物检测了A ½á¹ûÏÔʾͬһ
ÉúÎïÐ͸öÌå¼äÓÐ80-100%的扩增产物是相同的
Gawel 等使用约20个引物进行PAPD 研究Ｂ生物型和山丁子粉虱Parabrmisia myricae 与束翅粉虱Trialaurodes abutilonea 之间的遗传相似系数[21]
¶øÇÒÑÌ·ÛÊ-ÉúÎïÐÍÖ®¼äµÄ²îÒì±ÈºóÃæÁ½¸öÖÖȺ֮¼äµÄ²îÒì¸ü´óµ«ÔÚÕâ¸öÇé¿öϲ»ÊÊÓÚÓÃÀ´²ûÃ÷·ÖÀàµØ
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17位1995ËûÃÇʹ
ÓÃSimon 等所建议的引物进行扩增并测序测定了50个个体线粒体核糖体亚单位中550个碱基对的核酸序列[22]
ÕâЩ¸öÌå´ú±íÐÔÐòÁвⶨµÃ³öµÄÏàËÆÖµ¾ØÕó±í±íÃ÷ÁËÏàËÆÖµ·¶Î§ÔÚ0.78~0.98之间
尽管这些研究是初步而非结论性的
尤其当结合交配研究和双联体病毒~烟粉虱~寄主三者间互作的生物学特性的研究资料考虑时
4 抗药性与粉虱的生物型
对生物型和关于B 生物型对杀虫剂的抗药性被广泛认识之前
Prabhaker 等证实美国南加州的三个种群对倍硫磷对硫磷有中等抗性Dittrich 等和Abdeldaffie 等描述了苏丹的种群对有机磷和菊酯类农药抗性的发展[24] [25]
ÓÉÓÚ1964年以后高频率使用乐果而成为主要害虫
尽管粉虱抗药性的发展一直为世界各地所认识开始趋向集中研究不同地区之间或在不同作物上种群的差异利用增效剂探索不同解毒作用
1987
结果与久效磷和甲胺磷等相比氯氰菊酯
在田间的毒性提高可达5-50倍1990
½á¹ûÏÔʾ¾¡¹ÜÕâÁ½¸öÖÖȺ¶¼ÊÇB 生物型
Byrne 在苏丹描述了用于做抗性和敏感试验两个种群的类似的B 酯酶变异体
Costa 等报道A
µ«B 生物型对氯氰菊酯抗性要强的多[29]1993˵Ã÷ÓÐÒ»¸öÒÒõ£µ¨¼îõ¥Ã¸µÄÃô¸ÐÌåºÍ¶þ¸ö²»Ãô¸Ð±äÒìÌå[30]
Saxena 等(1987) 提出在其他植食性昆虫中抗药性和寄主植物的变化都引发生物型的形成或使生物型维持原状[31]Ñо¿ÕßÓÃÌØÊâµÈλ»ùÒòPCR 手段对不同品系的烟粉虱进行了变异检测有意思的是而专食种群在非寄主作物上不产生变异可能寄主植物的选择和杀虫剂的应用对抗药性进化起到重要作用
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Entomol. Soc. 52:122-23
4. Bellows TS Jr, Perring TM, Gill RJ, Headrick DH. 1994. Description of a species of Bemisia (Homoptera:
Aleyrodidae) infesting North American agriculture. Ann. Entomol. Soc. Am. 87:195-206
5. Azab A, Megahed MM, El-Mirsawi HD.1970. On the range of host-plants of Bemisia tabaci (Genn.) Bull.
Soc. Entomol. Egypt 54:319-26
6. Greathead AH. 1986. Host plants. See Ref. 36: 17-25
7. Perring TM, Cooper AD, Rodriguez RJ, Farrar CA,Bellows TSJ. 1993. Identification of a whitefly species
by genomic and behavioral studies. Science 259:74-77
8. Bedford ID, Briddon RW, Brown JK, Rosell RC, Markham PG.1994. Geminivirus transmission and
biological characterisation of Bemisia tabaci (Gennadius) biotypes from different geographic regions. Ann.
Appl. Biol. 125: In press
9. Prabhaker N, Coudriet DL, Meyerdick DE.1987. Determination of three whitefly species by electrophoresis
of nonspecific esterases. J. Appl. Entomol. 103:447-51
10. Wool D, Gerling D, Nolt BL, Constantino LM, Bellotti AC, Morales FJ. 1989. The use of electrophoresis for
identification of adult whiteflies (Homoptera. Aleyrodidae) in Israel and Columbia J. Appl. Entomol.
107:344-50
11. Costa HS, Brown JK. 1991. Variation in biological characteristics and in esterase patterns among populations
of Bemisia tabaci Genn. and the association of one population with silverleaf symptom development.
Entomol. Exp. Appl. 61:211-19
12. Brown JK, Coats S, Bedford ID, Markham PG. 1994. General esterase polymorphisms as genetic markers of
Bemisia tabaci Genn. biotypes and evidence for the worldwide distribution of the ‘B’biotype. Biochem. Gen.
In press
13. Burban C, Fishpool LDC, Fauquet C, Fargette D, Thouvenel J-C.1992. Host-associated biotypes within West
African populations of the whitefly Bemisia tabaci (Genn.) (Hom., Aleyrodidae). J. Appl.Entomol.
113:416-23
14. Perring TM, Cooper A, Kazmer DJ. 1992. Indentification of the poinsettia strain of Bemisia tabaci
(Homoptera: Aleyrodidae) on broccoli by electrophoresis. J. Econ. Entomol. 85:1278-84
15. Perring TM, Cooper AD, Rodriguez RJ, Farrar CA, Bellows TSJ. 1993. Identification of a whitefly species
by genomic and behavioral studies. Science 259:74-77
16. Wool D, Gerling D, Bellotti AC, Morales FJ. 1993. Esterase electrophoretic variation in Bemisia tabaci
(Genn.) (Hom., Aleyrodidae) among host plants and localities in Israel. J. Appl. Entomol. 115:185-96
17. Coats SA, Brown JK, Hendrix DL.1994. Biochemical characterization of biotype-specific esterases in the
whitefly, Bemisia tabaci Genn. (Homoptera: Aleyrodidae). Insect Biochem. In press
18. Clark MA, Baumann L, Munson MA, Baumann P, Campbell BC, et al. 1992. The eubacterial endosymbionts
of whiteflies (Homoptera: Aleyrodidae) constitute a lineage distinct from the endosymbionts of aphids and mealybugs. Curr. Microbiol. 25:119-23
19. Campbell BC. 1993. Congruent evolution between whiteflies (Homoptera: Aleyrodidae) and their bacterial
endosymbionts based on respective 18S and 16S rDNAs. Curr.Microbiol. 26:129-32
20. Perring TM, Cooper AD, Rodriguez RJ, Farrar CA, Bellows TSJ. 1993. Identification of a whitefly species
by genomic and behavioral studies. Science 259:74-77
21. Gawel NJ, Bartlett AC. 1993 Characterization of differences between whiteflies using RAPD-PCR. Insect
Mol. Biol. 2:33-38
22. Sinom S, Franke A, Martin A. 1991. The polymerase chain reaction: DNA extraction and amplification. In
Molecular Techniques in Taxonomy. NATO ASI Ser., ed. GM Hewitt, AWB Johnston, JPW Young, pp. 329-55.
Berlin: Springer-Verlag
23. Prabhaker AW, Coudriet DL, Meyerdick DE.1985. Insecticide resistance in the sweetpotato whitefly,
18
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Bemisia tabaci (Homoptera: Aleyrodidae). J.Econ. Entomol. 78:748-52
24. Dittrich V, Ernst GH, Ruesch O, Uk S. 1990. Resistance mechanisms in sweetpotato whitefly (Homoptera:
Aleyrodidae) populations from Sudan, Turkey, Guatemala, and Nicaragua. J. Econ. Entomol. 83:1665-70
25. Abdeldaffie EYA, Elhag EA, Bashir NHH. 1987. Resistance in the cotton whitefly, Bemisia tabaci (Genn.),to
insecticide recently introduced into Sudan Gezira. Trop. Pest Manage. 33:283-86
26. Ishaaya I, Mendelson Z, Melamed-Mad-jar V. 1987. Effect of buprofezin on egg fertility and larval
development of Bemisia tabaci. Phytoparasitica 15:263-64
27. Wool D, Greenberg S. 1990. Esterase activity in whiteflies (Bemisia tabaci) in Israel in relation to insecticide
resistance. Entomol. Exp. Appl. 57:251-58
28. Byrne FJ, Devonshire AL,.1991. In vivo inhibition of esterase and acetylcholin-esterase activities by
profenefos treatments in the tobacco whitefly Bemisia tabace (Genn.): implications for routine biochemical monitoring of these enzymes. Pestic. Biochem. Physiol. 40:198-204
29. Costa HS, Brown JK, Sivasupramaniam S, Bird J.1993. Regional distribution, insecticide resistance, and
reciprocal crosses between the A and B biotypes of Bemisia tabace. Insect Sci. Appl. 14:255-66
30. Byrne FJ, Devonshire AL. 1993. Insensitive acetylcholinesterase and esterase polymorphism in susceptible
and resistant populations of the tobacco whitefly Bemisia tabaci (Genn.). Pestic. Biochem. Physiol. 45:34-42 31. Saxena RC, Barrion AA.1987. Biotypes of insect pests of agricultural crops. Insect Sci. Appl. 8:453-58
Study progress on damage, biotype and
biochemistry of Bemisia tabaci
Gong Yajun Lu Hong
(The Plant & Environment Protection Institute,
Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100089, China)
19。