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国外麻疯树主要有害生物种类及其入侵风险分析

2017-12-14吴跃开欧国腾

中国林副特产 2017年6期
关键词:花叶病毒种类植株

吴跃开,欧国腾

(1.贵州省林业科学研究院,贵阳 550005;2.贵州省黔南州林业局,贵州 都匀 558000)

国外麻疯树主要有害生物种类及其入侵风险分析

吴跃开1,欧国腾2

(1.贵州省林业科学研究院,贵阳 550005;2.贵州省黔南州林业局,贵州 都匀 558000)

掌握国外麻疯树主要有害生物种类及其入侵中国的风险性,为保障我国麻疯树种植安全及制定相关有害生物的检疫管理措施提供参考。查阅大量文献资料,并根据有害生物风险性分析(PRA)程序,从国外分布状况、潜在经济危害性、受害寄主的经济重要性、在国内传播扩散的可能性及危险性管理难度等5个方面对各种有害生物进行定性、定量分析,利用最终计算出的R值确定各有害生物的入侵风险等级。结果表明:确定国外麻疯树重要有害生物种类30种,其中特别危险1种,高度危险11种,中度危险16种,轻度危险2种;建议将其中中度危险等级以上的种类列为检疫对象,并制定切实可行的检疫防范措施。

麻疯树;国外有害生物;入侵风险分析;检疫对象

麻疯树(JatrophacurcasL.)是大戟科植物,种子可用来提炼生物柴油,是极具发展潜力的生物质能源树种之一,目前在非洲、亚洲、美洲等许多热带国家广泛种植,在我国云南、四川、贵州、海南等省区的热带地区也有大面积的发展。传统上,麻疯树被认为其有很强的抗病虫特性,病虫害极少,但这样的结论事实上是基于对其野生单株的粗略观测结果,随着人工林面积的扩展,病虫害问题突显,已成为许多地区发展麻疯树的主要制约因子之一。其中,国外记载的许多重要病虫害种类,在我国均未有发生为害的报道。由于中国与这些地区的国家的经贸往来比较密切,也由于麻疯树种植区气候条件上的相似性,国外麻疯树有害生物的入侵并在国内扩散为害的可能性是很大的,这对我国麻疯树种植产业构成了极大的潜在威胁,应引起我们的高度重视。有鉴于此,我们通过查阅大量文献资料,对国外麻疯树主要有害生物种类进行了总结,筛选出其中重要种类,并根据有害生物风险性分析(PRA)程序,对这些有害生物种类进行入侵风险分析,从而为预防和控制麻疯树外来有害生物的入侵提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 资料查阅

通过查阅国外相关文献资料(期刊论文、专著、学位论文、会议论文、调研报告、网络报道等)以及与国外专家的直接交流,尽可能详尽地收集麻疯树国外重要有害生物种类,同时掌握其发生分布、为害特点、生物学特性、传播途径等。

将同时符合以下标准的种类列为重要有害生物种类:(1)专一为害麻疯树或其近缘树种;或寄主较广,但以麻疯树为主要寄主植物之一;(2)非中国原产,在国内尚未有分布、或新近传入国内但尚未广泛地适应性分布;(3)发生较普遍、危害面积较大、后果较严重。

1.2 定性定量分析

本研究依照蒋青等(1995)建立的有害生物危险性评价指标体系,以及对这一指标体系的定量化分析结果,应用多指标综合评价方法计算出各有害生物的危险性值。该分析方法的核心思想是:危险性指标体系设置有5项一级评估指标,各指标下又分解出若干二级指标;第I级评价指标的评价会上由第I+1级(即下一级)分解指标的评价值通过一定的数字关系(迭加、连乘、替代)来确定;各指标的评判等级都按4级进行划分(分为3,2,1,0四级)。具体分析过程如下:

(1)有害生物的国内分布状况(P1)。无下属二级指标。由于由于本文讨论的有害生物均为国内未有分布记载的种,取值均为最高值,即P1=3。

(2)潜在的经济危害性(P2)。分解为3个二级指标:潜在经济危害性(P21)、是否为其它检疫性有害生物的传播媒介(P22)、国外重视程度(P23)。计算公式:P2=0.6P21+0.2P22+ 0.2P23。

(3)受害作物的经济重要性(P3)。分解为3个二级指标:受害寄主种类(P31)、爱害寄主种植面积(P32)、受害寄主特殊经济价值(P33)。计算公式:P3=Max(P31,P32,P33)。由于麻疯树具有重要的经济意义,取值均为最高值,即P3=3。

(4)传播扩散的可能性(P4)。分解为5个二级指标:截获难易(P41)、运输中存活率(P42)、国外分布广否(P43)、国内适生范围(P44)、传播力(P45)。计算公式:P4=(P41×P42×P43×P44×P45)1/5

(5)危险性管理难度(P5)。分解为3个二级指标:检验鉴定难度(P51)、除害处理难度(P52)、根除难度(P53)。计算公式:P5=(P51+P52+P53)/3

计算各有害生物的风险值(R):R=(P1×P2×P3×P4×P5)1/5

最后,参照中国有害生物的危险性综合评价标准,根据R值将危险程度分为4级:其中R值3.0~2.5为特别危险,2.4~2.0为高度危险,1.9~1.5为中度危险,1.4~1.0为低度危险。

2 结果与分析

2.1 国外麻疯树主要有害生物种类

通过多年的、深度的资料查阅以及与国外同行专家的紧密交流,获取了丰富的国外麻疯树病虫害相关资料,涉及全球六大洲范围内的58个国家及地区。依据上述标准,筛选出其中主要病虫害种类30种,分别简述如下。

发生分布:巴西。粗壮枝蝗是巴西部分地区麻疯树上的主要害虫种类之一,其发生种群量大,为害麻疯树嫩梢、嫩叶、花序,严重为害时,受害植株顶端光秃一片。

2.1.2 美洲切叶蚁Attaspp. (Hymenoptera: Formicidae)

发生分布:洪都拉斯,厄瓜多尔,墨西哥,巴西。美洲切叶蚁主要包括Attamexicana和A.Sexdens两个种类。在上述国家,美洲切叶蚁常见严重为害麻疯树幼苗、定植苗及幼林,切断植物的茎基、嫩茎、嫩梢,或切割叶片。

2.1.3 顶切叶蚁Acromyrmexspp.(Hymenoptera: Formicidae)

发生分布:巴西。顶切叶蚁主要为害麻疯树扦插苗或实生幼苗的皮层,尤其喜欢为害刚育出的嫩苗,导致大量幼苗死亡,是为害麻疯树幼苗的重要害虫种类之一。

2.1.4 麻疯树戟跳甲Aphthonaspp.(Coleoptera: Chrysomelidae)

发生分布:非洲热带地区,包括津巴布韦、莫桑比克、坦桑尼亚、马里、肯尼亚、马拉维、乌干达、布基纳法索等。麻疯树戟跳甲事实上是一个复合种,主要包括A.cookei,A.dilutipes,A.Whitfieldi三个种类。该类害虫主要为害麻疯树幼苗,以成虫取食嫩叶,有时取食长大的绿叶及梢部;为害严重时,受害植株梢部变黑,萎蔫、落叶,状如火烧,最终整株死亡。

2.1.5 旋枝天牛OncidereslimpidaBates (Coleoptera,Cerambycidae)

发生分布:印度、坦桑尼亚。成虫将卵产在枝条内并绕枝条一周咬出深沟,导致枝条断折枯死(幼虫在掉落地面上的枯枝中发育);近地面两英尺高、直径12~21mm 的枝条最容易受害。

2.1.6 长角锈天牛StheniasgrisatorFabricius (Coleoptera,Cerambycidae)

发生分布:印度。其为害方式和O.limpida相似,即以成虫用其强壮的下颚沿茎干或枝条基部咬割一圈,致其枯死并断裂。受害枝条直径一般在5~10cm;当植株枝条较少时,主干也会受害,这种情况下可导致全株死亡。

2.1.7 波纹三带天牛LagocheirusundatusVOET=LagocheirusobsoletusThomson (Coleoptera:Cerambycidae)

发生分布:尼加拉瓜、墨西哥、洪都拉斯。在尼加拉瓜,该天牛常见蛀食为害麻疯树,其对麻疯树的潜在危害性仅次于蝽类害虫。雌成虫取食树皮,将卵单个产在皮下2~3mm,或产在伤口上;幼虫在树干内沿轴向蛀食形成蛀道,其为害结果导致受害树干或枝条腐烂枯死,甚至全株死亡;其为害造成的伤口还有利于病菌侵入或白蚁类侵入为害,更进一步加重灾情。

2.1.8 天牛AcanthophorusrugicepsGahan (Coleoptera: Cerambycidae)

发生分布:印度。成虫将卵产在麻疯树根系附近的土壤中,幼虫孵化后钻入土中开始蛀食为害根系,导致根部及部分主干中空、易碎,植株突然发生萎蔫并大量落叶,最终整株因根颈处坍塌而倒伏死亡。3年生及以上植株均可受其为害;对一块近百亩的麻疯树林分进行了为期6年的观察,发现11.3%植株严重受害。

2.1.9 象甲CophesnotaticepsMarshall =Sternocoelus(=Coelosternus)notaticepsMarshall (Coleoptera: Curculionidae)

发生分布:巴西。该害虫在巴西多地发生且为害严重;一般危害麻疯树的干基部,雌成虫将卵产在薄壁组织内,幼虫孵出后由此处向木质部蛀食为害,幼虫一般向根部方向蛀食,在里面形成许多蛀道,阻止水分运输,树木因缺水而枯死,并易发生倒伏,重时植株死亡。

2.1.10 木瓜秀粉蚧ParacoccusmarginatusWilliams and Granara de Willink(Hemiptera: Pseudococcidae)

发生分布:印度、斯里兰卡、巴基斯坦、贝宁、美国、夏威夷、墨西哥、印度尼西亚、菲律宾。木瓜秀粉介壳虫寄主广泛,麻疯树是其主要寄主植物之一,常受到该蚧虫的严重为害。害虫刺吸为害麻疯树的叶、枝及果实,注入有毒物质,导致叶片褪绿变形,植株矮小,叶片及果实提前脱落,同时产生大量蜜露诱发煤污病,严重时可导致全株死亡。

2.1.11 麻疯树绵蚧LlaveiaaxinaxinLlave (Hemiptera: Coccoidea: Monophlebidae)

发生分布:危地马拉。成、若虫常群集于麻疯树枝干上刺吸取食,每一株树上的虫口密度可达数千头之多。

2.1.12 豆小绿叶蝉EmpoascakraemeriRoss & Moore (Homoptera: Cicadellidae)

发生分布:巴西、墨西哥、尼加拉瓜、厄瓜多尔。尤其是在巴西,该叶蝉是麻疯树上的主要害虫种类之一,分布广泛、为害严重,常导致大量叶片发黄、变形,甚至导致叶片干枯死亡。

2.1.13 网纹蓟马RetithripssyriacusMayet(Thysanoptera: Thripidae)

发生分布:巴西、波多黎各、印度。害虫成虫及若虫常成群聚集于叶片或幼果上,以其锉吸式口器为害植物叶片及果实的表皮,并吸取汁液,导致受害部位出现密集的白色斑点,为害严重时可导致叶片提前脱落。

2.1.14 爪哇丽盾蝽ChrysocorisjavanusWestw(Hemiptera: Scutelleridae)

发生分布:印度尼西亚。该种盾蝽是印度尼西亚的特有种,常在麻疯树的花果期出现为害,刺吸花序及果实的汁液,导致花序不能结果,或形成的果实干枯,从而导致林分产量减少。

2.1.15 印度丽盾蝽ChrysocorispurpureusWestw.=CallideapurpureaWestwood(Hemiptera: Scutelleridae)

发生分布:印度。该种盾蝽是印度麻疯树主要害虫种类之一,以若虫及成虫刺吸麻疯树花序及果实的汁液,导致花序脱落,果实败育、种子变形干瘪;另外,其为害留下的刺吸孔还为病菌的入侵创造条件,导致在雨季容易发生果实腐烂病。

2.1.16 东南亚长盾蝽Scutellerasp.(Hemiptera: Scutelleridae)

发生分布:主要为东南亚国家,包括泰国、马来西亚、柬埔寨、印度尼西亚。若虫及成虫能够刺吸花序及果实的汁液,导致花序脱落,果实败育、种子变形干瘪;有时也会为害果柄,导致果实提早脱落。

2.1.17 德氏棉盾蝽CalideadregiiGermar(Heteroptera: Scutelleridae)

发生分布:贝宁、肯尼亚、几内亚比绍、莫桑比克、加纳、马里、布基纳法索。该害虫主要取食花、果实及种子,导致花序败育、果实提前脱落或其中的种子未能成熟,因其为害导致的种子重量减少高达20%。

2.1.18 红点盾蝽PachycorisklugiiBurmeister(Het.: Scutelleridae)

发生分布:洪都拉斯、萨尔瓦多、海地、尼加拉瓜、墨西哥。在中美洲,该种盾蝽是麻疯树上是最常见的害虫种类,常年可见,其种群量可达127头/株,或 140,000头每公顷;若虫及成虫主要取食果实,但也会取食花、叶脉,甚至是枝条,为害后果包括果实提前败育、种子变形和空心、种仁重量以及食油量下降。

2.1.19 赫色盾蝽PachycoristorridusScopoli (Hemiptera: Scutelleridae)

分布:秘鲁、巴西、尼加拉瓜。该种盾蝽的危害和Pachycoris klugii的危害类似,在局部地区麻疯树的受害株率可达100%。

2.1.20 种食盾蝽AgonosomatrilineatumFabricius (Hemiptera:Scutelleridae)

发生分布:哥伦比亚、澳大利亚。该种盾蝽以若虫及成虫刺吸果实汁液,造成种子败育,已被证明是棉叶麻疯树J.gossypiifolia最具危害性的害虫种类;而在实验室条件下,该害虫也被证实能够取食为害麻疯树果实及种子,因而对麻疯树具有重大的潜在威胁。

2.1.21 带纹喙缘蝽LeptoglossuszonatusDallas (Heteroptera: Coreidae)

发生分布:洪都拉斯、萨尔瓦多、墨西哥、尼加拉瓜、巴西、哥伦比亚。该虫寄主植物广泛,其中麻疯树是其高度适宜寄主种类,林间发生量很大。在麻疯树上,带纹喙缘蝽主要为害未成熟的果实,即刺吸果柄及果皮、直至里面的种子的汁液,少数情况下也见为刺吸叶片叶脉的汁液;也能为害花序梗,导致花序干枯、种子畸形、果实脱落。

2.1.22 麻疯树锈菌PhakopsoraarthurianaBuriticá & Henn.=Malupajatrophicola(Arthur) Buriticá & Hennen

发生分布:墨西哥、巴西、哥伦比亚、波多黎各、美国、巴拉圭、古巴、波多黎各、巴拿马、洪都拉斯、苏丹、新加坡。麻疯树锈菌的寄主植物为麻疯树属植物,包括JatrophacurcasL.,J.canescensMuell.-Arg.,J.gossypiifoliaL.,J.pohlianaMueller-Arg.等,可感染不同龄期的植株,幼苗受害时尤其严重,其为害导致叶片褪绿、坏死、脱落,为害严重时,受害植株下半部的叶片全部落光,严重影响植株的正常生长及果实发育。在巴西,该锈病的分布尤其广泛且危害严重,已成为当地麻疯树的最主要病害种类之一。

2.1.23 麻疯树青枯病菌RalstoniasolanacearumSmith(Betaproteobacteria:Pseudomonadaceae)

发生分布:印度尼西亚。该病菌侵染导致的麻疯树青枯病是印度尼西亚麻疯树上最具危险性的病害种类,对当地麻疯树的生产具有重大潜在威胁。和其它几种常见的重要植物病原细菌种类如Pseudomonassyringae,Xanthomonascampestris,Xanthomonascitri等不同,青枯雷尔氏菌是土传细菌,可在土壤中存活很长时间,通过感染植物的根系并对植株木质部的导管组织具有很强的趋性,导致植物系统性病变的发生。初期症状表现为部分叶片(特别是近茎基部的叶片)发生萎蔫;随着病情发展,大量叶片(甚至全部叶片)发生萎蔫脱落,包括枝条也发生萎蔫,病情严重时整株树苗最终死亡;病株根部及茎基部表现湿腐,髓部及维管组织变褐色。

2.1.24 波多黎各麻疯树花叶病毒Jatropha mosaic Puerto Rico virus,JMV-PR

发生分布:波多黎各、古巴、牙买加。JMV-PR属菜豆金色花叶病毒属(Begomovirus)病毒,可通过烟粉虱(Bemisiatabaci)和嫁接进行传播,而叶液和种子均不能起到传播作用;该病毒病的危害症状主要是叶片畸形、卷缩,表面有突起,呈现醒目的黄色花叶状。目前报道该病毒能够感染麻疯树属中的棉叶麻疯树(J.gossypiifoliaL.)、细裂珊瑚油桐(J.multifidaL.)、佛肚树(J.podagricaL.),其对麻疯树上的潜在危害性极大。

2.1.25 印度麻疯树花叶病毒Jatropha mosaic India virus,JMIV

发生分布:印度。JMIV虽然也属于菜豆金色花叶病毒属病毒,但其与来自美洲的JMV-PR仅有 72.8%~75.2%的外壳蛋白(CP)核苷酸序列同一性,而与印度木薯花叶病毒(ICMV)的同一性为90%~95%,表示其与后者的亲缘关系更为密切。由该病毒侵染引起的麻疯树花叶病毒病是印度麻疯树的主要病毒病种类之一,其典型病状为叶面出现褪绿花斑,叶片卷曲变形,起泡,叶形变小,显著影响麻疯树的正常生长。

2.1.26 印度木薯花叶病毒Indian cassava mosaic virus,ICMV

发生分布:印度。该病毒属广义木薯花叶病毒中的一类(病毒种),其为害症状与上述印度麻疯树花叶病毒病(JMIV)的为害症状相似。事实上,两种病毒具有很大的亲缘关系。

2.1.27 非洲木薯花叶病毒African cassava mosaic virus,ACMV

发生分布:加纳、肯尼亚、埃塞俄比亚、肯尼亚。该病毒亦属于广义木薯花叶病毒中的一类(病毒种),其在麻疯树上引起的症状包括:叶片卷曲、变形,叶面起泡(有突起),叶形严重变小(尤其是嫩叶)。

2.1.28 东非木薯花叶乌干达病毒East African cassava mosaic virus-Uganda,EACMV-UG

发生分布:肯尼亚。该病毒是一个杂交病毒种,系广义木薯花叶病毒中的两个病毒种——非洲木薯花叶病毒(African cassava mosaic virus,ACMV)和东非木薯花叶病毒(East African cassava mosaic virus,EACMV)重组所产生的一个变异株系。EACMV-UG在肯尼亚是麻疯树上的优势病毒种类;其与另一病毒种ACMV协同为害,不但加重了麻疯树的受害程度,同时还可能加大的病毒基因重组的机会,产生为害能力更大的病毒新种或株系,对本地区的重要农作物木薯或麻疯树造成更大的威胁。

2.1.29 麻疯树黄化花叶病毒Jatropha yellow mosaic India virus,JYMIV

发生分布:印度。JYMIV是一种独特的单组分双生病毒种类,无论是 DNA-B还是 DNA-b 均未检测到。由于该病毒与其它相关的双生病毒种类具有小于85%的相似性,据此JYMIV 被认为是Geminiviridae 科Begomovirus属的一个新成员。自然条件下,该病毒可见感染棉叶麻疯树,感病率达60%,其症状表现为黄化花叶、叶子变形、叶脉肿大、植株矮化;由于麻疯树与棉叶麻疯树是同属植物,JYMIV为害麻疯树的潜在可能性很大。

2.1.30 巴士托叶螨TetranychusbastosiTuttle,Baker & Sales (Prostigmata: Tetranychidae)

发生分布:巴西。该叶螨是巴西麻疯树上的重要害螨种类之一,发生比较普遍,多在叶背面取食为害,导致叶背面出现灰白色或银色褪绿斑,随着危害的发展,叶片变皱、提前脱落。

2.2 国外麻疯树主要有害生物种类入侵风险分析

针对上述30种重要有害生物进行入侵风险分析,结果表明:特别危险1种,高度危险11种,中度危险16种,轻度危险2种(见表1)。

3 结论与讨论

本研究结果表明,国外麻疯树上有害生物种类众多,其中许多重要种类目前在国内均未有发生分布。为防止这些外来有害生物的入侵危害,建议将其中度危险等级以上的种类列为检疫对象,并采取积极有效的科学风险管理对策。

值得指出的是,本名单是基于大量文献报道的综合分析基础上提出的。在麻疯树检疫性外来有害生物正式名单的制订工作中,应综合运用专家评估法和数据挖掘技术(比如SOM 聚类分析法),由此更科学地完成对麻疯树外来检疫性有害生物名单的筛选工作。

[1]蒋青,梁忆冰,王乃杨,等.有害生物危险性评价的定量分析方法研究[J].植物检疫,1995,9(4):208-211.

表1 国外30种麻疯树重要有害生物入侵风险分析结果

TheMainExoticPestsonJatrophacurcasPlantationsandTheirInvasionRiskAssessment

Wu Yuekai1,Ou Guoteng2

(1.Guizhou Academy of Forestry,Guiyang 550005;2.Forestry Bureau of Qiannan Prefecture,Duyun,Guizhou 558000)

In order to prevent the invasion of exotic pests ofJatrophacurcasL.,this paper summarized the main pests of jatropha plantation overseas based on literature reviews,and then conducted their invasion risk assessment according to the quantitative and qualitative analysis of their potential damages. The result showed that there are 30 important pests which were exclusively recorded overseas,including 1 species of very highrisk,11 species of highrisk,16 species of immediaterisk,and 2 species of low risk.It was suggested that all species above the immediate risk level be regulated as the quarantine objects.

JatrophacurcasL.;Exotic pests;Invasion risk assessment;Quarantine objectsy

2017-07-27

贵州省年度攻关项目(黔科合NY(2009)3065)

吴跃开(1972-),男,副研究员,硕士,主要从事植物病虫害防治、有益昆虫及微生物的应用开发研究工作,E-mail:ten1972@163.com。

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.06.027

S763.1/.2

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