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烟粉虱，又称甘薯粉虱，是一种世界性害虫，它是复合性、高度杂食性的昆虫。本试验研究的目的是：针对来自不同地方、不同寄主的多种烟粉虱种群，利用以线粒体DNA和核糖体DNA为分子标记，对其生物型进行准确鉴定、研究各种群之间的系统进化关系；测定烟粉虱的不同生物型及其寄生性和捕食性天敌之间沃尔巴克氏体(Wolbachia)的感染情况，探究烟粉虱不同生物型之间、烟粉虱及其天敌之间可能存在的沃尔巴克氏体的传播途径。研究结果如下：
1.COI和ITS1基因在烟粉虱生物型鉴定、系统进化关系分析中的效果比较
烟粉虱(同翅目，粉虱科)是一种破坏性非常强的农业害虫，它至少有41种不同的群体，包括已鉴定的24种生物型。由于烟粉虱的种群鉴定局限于形态学特征上，因此，烟粉虱的分类仍然存在很大的争议，而分子生物学技术也已经加入其鉴定的手段中。在过去十年里，以核酸技术为基础的分子标记法的发展为烟粉虱变种以及生物型鉴定提供了新的视野。在一定的范畴内，选择适当的分子标记物或基因序列插入到有机体内的一种特定体系中仍然是一个非常困难的过程。核糖体DNA和线粒体DNA的分析过去常常用于推断烟粉虱生物型之间的种群关系。本实验通过比较烟粉虱不同生物型的mt COI基因和ITS1 rDNA的部分序列，调查它们分类学上和进化学上的关系。B、Q型烟粉虱和非B/Q型烟粉虱mt COI基因序列的分歧，显示mt COI基因在研究烟粉虱的分类和进化方面是一个有用的手段。在进化距离对照试验中，ITS1基因的转型作用没有提供进化信息，而COI基因显示，在大多数情况下，它都能提供转换和颠换信息。
2.烟粉虱Q型地中海种群与中国种群之间的遗传差异及其Wolbachia共生菌感染研究
烟粉虱是一种亲缘种复杂的世界害虫，它至少有41个不同的种群包括24个生物型。其中Q型(推测源自地中海盆地)是一种已广泛传播的严重为害的害虫。在第3章中，基于烟粉虱的mt COI基因序列，研究了采自地中海国家和中国的不同Q型种群之间的遗传区别。结果表明，所有Q型中群可分为2个群，标注为MedBasin1和MedBasin2。MedBasin1是地中海西部地区的本土型，MedBasin2是地中海东部地区的本土型。与MedBasin2群相比，MedBasin1群体中发现的Q型具有更高的遗传变异。不同于美国同时发生MedBasin1和MedBasin2的入侵种，中国的所有Q型烟粉虱都是MedBasin1群。来自中国、埃及和叙利亚的8个具有代表性的Q型种群进行Wolbachia检测，结果显示所有的种群都能被Wolbachia感染，中国种群的感染率(42.5％)与两个地中海国家埃及和叙利亚种群的感染率(51.4％)之间的差异不显著。系统发育的研究表明，Wolbachia种群的进化与它们的烟粉虱寄主不是同步进化的。
3.巴基斯坦、埃及和中国棉花种植区的烟粉虱种群的遗传变异
烟粉虱是一种复杂的物种，它能通过其刺吸汁液的行为向向寄主植物传播100多种病毒。它因其遗传结构而具有强烈的地域模式，构成一个复杂独特的基因组。最近的研究中，对来自巴基斯坦和中国棉花种植区的烟粉虱种群进行了遗传结构研究。结果表明，所有巴基斯坦的烟粉虱种群属于不确定的生物型-PCG—1，它与在该地区早先报道的PCG—2明显不同。比较样本的采集地点和采集时间，可认为在巴基斯坦，PCG—2已被PCG—1取代。近年来巴基斯坦的棉花卷叶病的大量发生可能与PCG—2被PCG—1取代有关。讨论了PCG—2、PCG—1和中国ZHJ—2型以及其他有代表性的生物型的系统发育关系。
4.Wolbachia群组A和B在烟粉虱及其天敌中的发生与流行
在第5章中，介绍了对烟粉虱共生生菌Wolbachia的第一个系统调查，以及它的天敌与拟寄生蜂。16S rDNA基因和ftsZ基因的PCR揭示了，跟在蚜小蜂和捕食性甲虫中一样，Wotbachia的两种不同群组A跟B对烟粉虱有单一的或双重的感染。约89％的粉虱样本被Wolbachia所感染；其中34％被群组A所感染，51％被群组B感染，只有5％被群组A和B同时感染。在不同生物型、地方/国家的烟粉虱中，Wolbachia的感染频率有差别。比起群组B，烟粉虱中B/Q生物型更有可能携带群组A，然而在非B/Q生物型则恰恰相反。60％的蚜小蜂和72％的瓢虫同样会被Wolbachia感染，如非B/Q生物型一样，它们更有可能携带群组B。此外，本章第一次报道在国外的B型烟粉虱中检测到Wolbachia。最大简约法系统发育树明确显示烟粉虱中Wolbachia群组B序列与瓢虫和寄生蜂的非常相似，这将反映Wolbachia种群在双营养水平寄主的协同进化。
5.沃尔巴克氏体在烟粉虱中的遗传分化及其横向传播的证据
节肢动物中沃尔巴克氏体菌(alpha-Proteobacteria)的广泛流行在一定程度上归因于内共生体菌可通过母系遗传的能力使它们在物种界限中顺利转移寄主。目前仍不清楚沃尔巴克氏体在物种间的转移是否存在优先路线。在第6章，通过检测不同生物型烟粉虱的种群，评价沃尔巴克氏体是否存在证据表明其寄主特异性和其菌株在烟粉虱不同生物型内、不同生物型之间的横向传播的相关关系。沃尔巴克氏体菌的特点是沃尔巴克氏体表面蛋白(wsp)序列，并分析与其相关的寄主系统发育、线粒体的多样性。试验结果表明至少有三种不同的沃尔巴克氏体入侵烟粉虱。每次入侵以后，沃尔巴克氏体在烟粉虱的生物型间通过横向转移而不是通过协同物种形成的方式进行择优重组。本章也表明，烟粉虱的拟寄生蜂类特别容易受到沃尔巴克氏体的感染。丽蚜小蜂、桨角蚜小蜂和长角广腹细蜂的八个群体已发现被感染；此外，沃尔巴克氏体感染不同物种的寄主—寄生蜂群落的系统发育状况已通过wsp基因进行研究。研究结果揭示寄生蜂内与寄主内的沃尔巴克氏体变种之间存在极其相似性。以上这些论点有力地支持了沃尔巴克氏体在物种内、物种间的频繁发生自然转移的假设，开创了物种间的遗传交换的新一页，尤其是寄主—寄生蜂的关联分析。
6.内共生菌在烟粉虱种群内的感染与三种抗生素对其防治效果的比较
有报道指出烟粉虱体内存在初生内共生菌和次生内共生菌，以及这些内共生菌因烟粉虱的生物型不同而不同。本研究对中国的两个入侵生物型(B和Q型)以及本地生物型(Cv)的初生内共生菌Portiera aleyrodidarum和次生内共生菌Arsenophonus and Wolbachia的普遍发生进行检测，以及三种抗生素(四环素、三水氨苄青霉素和利福平)的防治效果进行了比较研究。结果表明在三种生物型中均存在初级内共生菌Portiera aleyrodidarum和次级共生菌Wolbachia，而次级共生菌Arsenophonus只在Q和Cv型中发现。生物型B、CV和Q中的p.aleyrodidarum感染率最高，而Wolbachia的在感染率分别是58％，68％ and68％，感染率在不同生物型之间存在着显著性差异。在Q型中Arsenophonus的感染率(44％)显著高于其在Cv中的感染率(22％)。内共生菌的灭活试验结果表明，在本研究中的三种抗生素都未能灭除B、Cv和Q型中的p.aleyrodidarum，却能灭活次生内共生菌Arsenophonus与Wolbachia。但在三种生物型烟粉虱内灭除Arsenophonu的试验显示不同的效果：利福平>三水氨苄青霉素>四环素。在Cv型和Q型中灭活Wolbachia的效果水平：四环素>三水氨苄青霉素>利福平，而在B型中的效果是四环素>利福平>三水氨苄青霉素。