北京市玉渊潭公园蚜虫种类调查
2024-09-20赵晓娟张羽佳宋佳佳孙玉红赵众邹迎新范友梅
摘要 利用抽样调查法,对北京玉渊潭公园的蚜虫进行采集,并通过形态和分子对采集到的蚜虫进行种类鉴定和数量统计。共采集304头蚜虫,鉴定出22种,调查种类最多的3种为紫薇长斑蚜(Sarucallis kahawaluokalani)、禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)和居竹拟叶蚜(Phyllaphoides bambusicola)。近些年,蚜虫数量、种类及抗药性均呈上升趋势。调查北京玉渊潭公园的蚜虫种类多样性,旨在建立北京玉渊潭公园的蚜虫名录,进行药剂选择,为害虫防治提供科学依据。
关键词 蚜虫;分子鉴定;樱花;玉渊潭公园
中图分类号 S763.36 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2024)17-0138-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.17.031
Survey of Aphids in Yuyuantan Park
ZHAO Xiao-juan1,ZHANG Yu-jia2,SONG Jia-jia2 et al
(1.Yuyuantan Park, Beijing 100142;2.China Agricultural University, Beijing 100193)
Abstract Aphids were collected from Yuyuantan Park by means of sampling survey, and species identification and population statistics were carried out by morphological and molecular methods.A total of 304 aphids were collected and 22 species were identified.The three most common aphids were Sarucallis Kahawaluokalani, Rhopalosiphum padi and Phyllaphoides bambusicola.In recent years, the number, species and resistance of aphids were increasing.The aim of this study was to establish a list of aphids in Yuyuantan Park and to provide scientific basis for pest control.
Key words Aphids;Molecular identification;Cerasus;Yuyuantan Park
基金项目 北京市公园管理中心科研专项(ZX2022020)。
作者简介 赵晓娟(1986—),女,河北灵寿人,高级工程师,硕士,从事园林绿化养护与管理研究。通信作者,高级工程师,从事园林景观营造与栽培管理研究。
收稿日期 2023-10-22;修回日期 2023-12-06
玉渊潭公园历史悠久,持久的景观维护势必会引发土壤中营养元素失衡,危害樱花树生长的各种有害生物积聚[1],蚜虫等刺吸害虫频发,危害严重。通过对玉渊潭公园昆虫种类的调查,了解昆虫种类的多样性,既可以合理使用农药,又充分利用天敌来防治害虫,创造绿色生态环境。
蚜虫俗称腻虫或蜜虫,隶属于昆虫纲(Insecta)胸喙亚目(Stemorhyncha),包括球蚜总科(Adel-goidea)和蚜总科(Aphidoidea)。蚜虫用口针穿刺植物表皮造成机械损伤,但由于伤口较小导致无法发现伤口存在,且植物防御反应受到影响,所需的钙被蚜虫唾液所分泌的结合蛋白截断,抑制了其防御反应[2]。如桃蚜是超过110种植物病毒的载体。蚜虫除通过群体吸收植物体液导致直接危害,还会形成植物病毒传播导致间接危害[3]。笔者利用抽样调查法,对北京市玉渊潭公园蚜虫种类进行调查,以期为害虫防治提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试昆虫为2022年4月12日—10月12日在北京玉渊潭公园收集。采集到的标本立即投入100%乙醇中固定,放于-20 ℃冰箱中保存备用。
1.2 主要试剂与仪器
药剂:2×Rapid Taq Master Mix 购于南京诺唯赞生物有限公司;QuickExtract DNA Extraction Solution 1.0 购于BiosearchTM Technologies 公司;核酸染料(GenecolourTM)购于北京金博益生物有限公司;琼脂糖购于Spanish公司;设计引物由擎科生物有限公司合成。
仪器设备:移液枪(Eppendorf,Germany)、离心机(Eppendorf,Germany)、PCR 仪(Eppendorf,Germany)。电子天平(Sartorius 2004MP)购于Opton公司;电泳槽购于北京君意东方电泳设备有限公司;电泳凝胶成像仪器购于北京赛智创业科技公司;金属浴购于北京卡迪尤生物科技有限公司。
其他材料:镊子、放大镜、指形管、剪刀、饲养瓶、离心管。
1.3 抽样调查方法
利用蚜虫喜食嫩枝嫩叶的特性,通过观察植物的长势、形态及蚂蚁数量,对其进行捕捉。在樱花园20 m2的种植区域中,选取各区域内有代表性的樱花树10株树,每棵树按东西南北方向的树冠上、中、下部各观察4片展开树叶,每株树调查48片叶,10株树共计480片叶,记录其上的所有蚜虫数量。每隔3 d调查1次。
1.4 昆虫的形态鉴定
通过对昆虫的头部、胸部、腹部的触角、足、产卵器等形态特征比对近年公开发表和出版的有关书籍、研究报告等论著、论文进行查询和检索。通过直接观察法,用单反相机记录昆虫的形态特征,室内在解剖镜下鉴定,记录其特征。参考《常见蚜虫生态图鉴》《东北农林蚜虫志》《西北农林蚜虫志》《中国昆虫生态大图鉴》《中国常见植物野外识别手册》。
1.5 昆虫的分子鉴定
1.5.1 DNA提取。
用 QuickExtract DNA Extraction Solution 1.0 对采集后冻存单头无翅成蚜提取 DNA,具体操作方法:①在灭菌的 1.5 mL 离心管中放入采集的单头健康无翅成蚜,将其放入液氮中 30 s;
②将30 μL细胞裂解液加入离心管中,并用电动匀浆仪充分研磨4~5 s;③确保研磨充分后,将离心管放入 65 ℃水浴锅中,6 min后取出;④再将离心管放入 80 ℃水浴锅中,1 min 30 s后立即放在冰上;⑤将提取液转移至 200 μL 的八连排中,写好日期、标号等标签,离心5 s后,保存于-20 ℃冷冻备用。
1.5.2 PCR扩增和测序。
(1)根据已公布的蚜虫COI基因片段。选用设计引物,蚜虫的引物序列[4]:
LCO1490,5′-GGTCAACAAATCATAAAGATATTGG -3′;HCO2198,5′-TAAACTTCAGGGTGACCAAAAAATCA -3′。
(2)以25 μL PCR反应体系扩增目的基因片段。25 μL PCR反应体系为2×Rapid Taq Master Mix 12.5 μL,模板DNA 2.0 μL,
正向引物1.0 μL,反向引物1.0 μL,ddH2O 8.5 μL。
(3)PCR 扩增程序见表1。
(4)凝胶电泳检测。取5 μL PCR 反应液用于1 %琼脂糖凝胶电泳检测。使用紫外凝胶成像分析仪器检测扩增条带,对目的条带清晰的 PCR 产物送样测序。
(5)PCR扩增产物测序。由北京擎科生物科技有限公司进行测序。将测序结果用 NCBI 的 BLAST 软件与GenBank 数据库进行比对,鉴定昆虫种类。
2 结果与分析
2.1 COI序列比对和鉴定结果
研究对象为采集的304头蚜虫,利用DNA条形码技术测序结果与数据库同名物种基因序列相似度对比,同源性99%以上确定为一个物种,发现鉴定采集蚜虫共22种(表2)。
2.2 种群数量变化
蚜虫种群数量的变化受诸多因素的影响,如人工防治、寄主植物、天敌数量等。此次调查种类最多的为紫薇长斑蚜(Sarucallis kahawaluokalani),占比10.53%,禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)占比6.58%,居竹拟叶蚜(Phyllaphoides bambusicola)占比6.58%。从近几年公园蚜虫的发生情况分析,蚜虫数量、种类及抗药性均呈上升趋势。
3 讨论
蚜虫是园林重要害虫之一,蚜虫会根据植物散发的挥发物在多样性和空间排列复杂的环境中寻找寄主植物[5]。了解蚜虫多样性可以帮助我们更好地了解它们的生态特征、种群密度以及它们与植物的相互作用。这有助于制定更有效的害虫防治策略,保护观赏植物的健康,提升游客的观赏价值。
不同种类的蚜虫在不同寄主的不同部位取食。植物部位的营养成分、植物信号、植物屏障等都影响蚜虫对寄主的选择性。如桃蚜喜欢在幼嫩的甘蓝叶上取食而非老叶,幼嫩的甘蓝叶比老叶有更高的氨基酸与糖比率[6]。对于蚜虫的化学防治重要的是针对蚜虫种类以及对药剂敏感度选择正确的药剂品种、合适的施药剂量以及合适的施药时期[7-8]。登记更多高效的农药品种,推动我国园林树木上的农药登记进程,为园林树木病虫害防治提供更多选择,从而更加科学合理地指导用药[9]。
桃蚜、棉蚜、苹果黄蚜等有翅蚜通过迁飞习性可在多种植物取食,其中危害较严重的植物是海棠、月季、樱花。可在有翅蚜发生和迁飞扩散前,充分利用天敌来控制蚜虫。调查发现天敌有大草蛉、异色瓢虫、龟纹瓢虫等,这些天敌在蚜虫生命周期中扮演不同角色,有助于控制蚜虫的数量,对蚜虫具有较强的防治作用,应合理保护和利用。Ali-Arous等[10]发现有机除草方法对蚜虫的丰富度有积极的影响,相比之下,常规除草方法会导致蚜虫天敌的稀缺。保留或恢复天敌昆虫所需的植物种群、花卉和杂草,提供丰富的食物和栖息地可以有效保护天敌。
参考文献
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赵晓娟,侯世星,孙玉红,等.玉渊潭公园樱花树根瘤病发病情况调查及不同防治技术效果评价[J].安徽农业科学,2022,50(9):138-139,142.
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