入侵安徽省草地貪夜蛾的遺傳分析

徐麗娜 胡本進(jìn) 蘇賢巖

摘要 2019年5月17日在安徽省黃山市黃山區(qū)發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害春玉米，首次證實(shí)草地貪夜蛾入侵安徽。本研究采集安徽省7市13縣（區(qū)）草地貪夜蛾樣本共167份，利用線粒體細(xì)胞色素C氧化酶亞基Ⅰ基因（cytochrome c oxidase subunit Ⅰ， COⅠ），以及位于Z染色體上的磷酸甘油醛異構(gòu)酶基因（triosephosphate isomerase， Tpi）兩個(gè)分子標(biāo)記對(duì)樣品的群體遺傳特征進(jìn)行分析。基于線粒體COⅠ基因分析結(jié)果顯示，安徽省草地貪夜蛾樣本中86.23%是水稻型，13.77%是玉米型，而且安徽地區(qū)樣品COⅠ序列特征與美國(guó)佛羅里達(dá)州種群高度一致。針對(duì)水稻型和玉米型的Tpi基因序列10 個(gè)差異單倍型位點(diǎn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)安徽草地貪夜蛾樣品Tpi基因的第3和4位差異單倍型位點(diǎn)有3種不同類型。其中118個(gè)樣本為玉米型（AT），20個(gè)樣本為水稻型（GA），29個(gè)樣本為雜合型（AT/GA），但根據(jù)差異單倍型位點(diǎn)的數(shù)量判斷，所有樣品仍屬于玉米型。草地貪夜蛾在原產(chǎn)地的多種寄主，如玉米、水稻、大豆、棉花等，在安徽省均有種植，該蟲(chóng)對(duì)安徽省糧食生產(chǎn)構(gòu)成巨大安全隱患。

關(guān)鍵詞 草地貪夜蛾; 分子鑒定; 玉米型; 水稻型

中圖分類號(hào)： S 433.4 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ?DOI： 10.16688/j.zwbh.2019348

Abstract On 17th May， 2019， the fall armyworm， Spodoptera frugiperda （J.E.Smith）， was observed on damaged corn plants in Huangshan district， which meant the invasion of the S.frugiperda was confirmed in Anhui province for the first time. In this study， a total of 167 samples of S.frugiperda were collected from 7 cities in Anhui province. The population genetic characteristics of the collected samples were analyzed by using mitochondrial cytochrome C oxidase subunit Ⅰ gene （COⅠ）， and glyceraldehyde phosphate isomerase gene （Tpi） located on the Z chromosome. Based on analysis of COⅠgene， the 86.23% of S.frugiperda in Anhui province was identified as rice strain and 13.77% was corn strain， respectively. In addition， the COⅠsequence characteristics of S.frugiperda in Anhui province was highly consistent with that of the population in Florida， USA.Based on the 10 different haplotype loci of Tpi gene sequences， which were used to define the subpopulations of S.frugiperda， three different types were exited at the haplotype loci 3 and 4 of Tpi gene. Among them， 118 samples were corn strain haplotype （AT）， 20 samples were rice strain haplotype （GA）， and 29 samples were hybrid type （AT/GA）. However， all the collected samples were still belonged to corn strain， according to the number of different haplotype. Various hosts of S.frugiperda in the origin place， such as corn， rice， soybean and cotton， are cultivated in Anhui province. Therefore， this insect poses a huge potential security hazard to the grain production of Anhui province.

Key words Spodoptera frugiperda; molecular identification; corn strain; rice strain

2019年1月11日，在我國(guó)云南省普洱市江城縣首次發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda （J.E.Smith）為害玉米[1]，此后該蟲(chóng)在我國(guó)的為害范圍迅速擴(kuò)大。2019年5月17日，在黃山市黃山區(qū)仙源鎮(zhèn)洋家村首次發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾在安徽省為害玉米，至今安徽全省已有12市57區(qū)（縣）發(fā)現(xiàn)該蟲(chóng)為害，發(fā)生面積達(dá)到1.1萬(wàn) hm2。

草地貪夜蛾幼蟲(chóng)食量大、食性雜，可為害76科353種寄主植物[2]，其中玉米、高粱、水稻、小麥、大豆、棉花、牧草均是其在原產(chǎn)地美洲的主要寄主。在其原產(chǎn)地美洲，草地貪夜蛾有玉米型和水稻型兩種生物型，兩種生物型在寄主偏好、雌性信息素成分、交配行為等生物學(xué)及生理學(xué)特征方面具有較為明顯的差異[3-4]，該蟲(chóng)2016年侵入非洲，目前兩種亞型均已在非洲定殖為害[5]。雖然安徽省目前僅在玉米田發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害，但入侵廣東省的草地貪夜蛾種群中已發(fā)現(xiàn)水稻型個(gè)體存在[6]。

[6] LIU Huan，LAN Tianming，F(xiàn)ANG Dongming，et al.Chromosome level draft genomes of the fall armyworm，Spodoptera frugiperda （Lepidoptera：Noctuidae），an alien invasive pest in China [J/OL].bioRxiv，2019，doi：http：∥dx.doi.org/10.1101/671560.T.

[7] MEAGHER R L，GALLOMEAGHER M.Identifying host strains of fall armyworm （Lepidoptera：Noctuidae） in Florida using mitochondrial markers [J].Florida Entomologist，2003，86（4）：450-456.

[8] NAGOSHI R N，MUR U 'A M G，HAYROE M，et al.Genetic characterization of fall armyworm （Lepidoptera：Noctuidae） host strains in Argentina [J].Journal of Economic Entomology，2012，105（2）：418-428.

[9] NAGOSHI R N.The fall armyworm triose phosphate isomerase （Tpi） gene as a marker of strain identity and interstrain mating [J].Annals of the Entomological Society of America，2010，103（2）：283-292.

[10] NAGOSHI R N，KOFFI D，AGBOKA K，et al.Comparative molecular analyses of invasive fall armyworm in Togo reveal strong similarities to populations from the eastern United States and the Greater Antilles [J/OL].PLoS ONE，2017，12（7）：e0181982.

[11] KALLESHWARASWAMY C M，ASOKAN R，MAHADEVASWAMY H M.First record of invasive fall armyworm，Spodoptera frugiperda （J.E.Smith） （Lepidoptera：Noctuidae） on rice （Oryza sativa） from India [J].Journal of Entomology and Zoology Studies，2019，7（3）：332-337.

[12] JUREZ M L，MUR U 'A M G，GARCA M G，et al.Host association of Spodoptera frugiperda （Lepidoptera：Noctuidae） corn and rice strains in Argentina，Brazil，and Paraguay[J].Journal of Economic Entomology，2012，105（2）：573-582.

[13] OTIM M H，TAY W T，WALSH T K，et al.Detection of sisterspecies in invasive populations of the fall armyworm Spodoptera frugiperda （Lepidoptera：Noctuidae） from Uganda [J/OL].PLoS ONE，2018，13（4）：e0194571.

[14] COCK M J，BESEH P K，BUDDIE A G，et al.Molecular methods to detect Spodoptera frugiperda in Ghana，and implications for monitoring the spread of invasive species in developing countries [J/OL].Scientific Reports，2017，7（1）：4103.

[15] NAGOSHI R N，GOERGEN G，TOUNOU K A，et al.Analysis of strain distribution，migratory potential，and invasion history of fall armyworm populations in northern SubSaharan Africa[J/OL].Scientific Reports，2018，8（1）：3710.

[16] 張磊，靳明輝，張丹丹，等.入侵云南草地貪夜蛾的分子鑒定[J].植物保護(hù)，2019，45（2）：19-24.

[17] JING Daping，GUO Jingfei，JIANG Yuying，et al.Initial detections and spread of invasive Spodoptera frugiperda in China and comparisons with other noctuid larvae in cornfield using molecular techniques[J].Insect Science，2019，https：∥doi.org/10.1111/1744-7917.12700.

[18] 張磊，柳貝，姜玉英，等.中國(guó)不同地區(qū)草地貪夜蛾種群生物型分子特征分析[J].植物保護(hù)，2019，45（4）：20-27.

[19] 郭井菲，趙建周，何康來(lái)，等.警惕危險(xiǎn)性害蟲(chóng)草地貪夜蛾入侵中國(guó)[J].植物保護(hù)，2018，44（6）：1-10.

[20] SIDANA J，SINGH B，SHARMA O.Occurrence of the new invasive pest，fall armyworm，Spodoptera frugiperda （J E Smith） （Lepidoptera：Noctuidae），in the maize fields of Karnataka，India [J].Current Science，2018，115（4）：621.

[21] KALLESHWARASWAMY C M，ASOKAN R，SWAMY H M，et al.First report of the fall armyworm，Spodoptera frugiperda （J.E.Smith） （Lepidoptera：Noctuidae），an alien invasive pest on maize in India[J].Pest Management in Horticultural Ecosystems，2018，24（1）：23-29.

[22] IPPC.First detection of fall army worm on the border of Thailand [EB/OL].IPPC Official Pest Report，No.THA03/1 .FAO：Rome，Italy.2018，https：∥www.ippc.int/.

[23] IPPC.First detection report of the fall armyworm Spodoptera frugiperda （Lepidoptera：Noctuidae） on maize in Myanmar[EB/OL].IPPC Official Pest Report，No.MMR19/2.FAO：Rome，Italy.2019，https：∥www.ippc.int/.

[24] IPPC.Report of first detection of fall armyworm （FAW） in Republic of Korea [EB/OL].IPPC Official Pest Report，No.KOR08/2.FAO：Rome，Italy.2019，https：∥www.ippc.int/.

[25] IPPC.Report of first detection of Spodoptera frugiperdafall armyworm （FAW） in Egypt [EB/OL].IPPC Official Pest Report，No.EGY01/1.FAO：Rome，Italy.2019，https：∥www.ippc.int/.

[26] IPPC.Report of first detection of Spodoptera frugiperdafall armyworm （FAW） in Japan [EB/OL].IPPC Official Pest Report，No.JPN08/6.FAO：Rome，Italy.2019，https：∥www.ippc.int/.

[27] FAO.Briefing note on FAO actions on fall armyworm[R].Rome，Italy.2019，http：∥www.fao.org/3/abs183e.pdf.

[28] PASHLEY D P，MARTIN J A.Reproductive incompatibility between host strains of the fall armyworm （Lepidoptera：Noctuidae）[J].Annals of the Entomological Society of America，1987，80（6）：731-733.

[29] DUMAS P，LEGEAI F，LEMAITRE C，et al.Spodoptera frugiperda （Lepidoptera：Noctuidae） hostplant variants：two host strains or two distinct species？[J].Genetica，2015，143（3）：305-316.

[30] NAGOSHI R N，DHANANI I，ASOKAN R，et al.Genetic characterization of fall armyworm infesting South Africa and India indicate recent introduction from a common source population [J/OL].PLoS ONE，2019，14（5）：e0217755.

（責(zé)任編輯： 田 喆）