為害小麥新害蟲

秦楊 余金珂 劉懷 王梓英

摘要

小麥是我國三大糧食作物之一，其在生產過程中受到多種害蟲為害;在調查重慶市潼南區小麥病蟲害過程中新發現一種鱗翅目害蟲為害小麥，對其進行形態學及細胞色素氧化酶Ⅰ亞基（cytochrome?oxidase?Ⅰ，COⅠ）基因序列鑒定，確定其為顯脈污燈蛾Spilarctia?bisecta?Leech。污燈蛾屬中有多種為害農作物的害蟲，但顯脈污燈蛾在中國還未有為害小麥的確切報道，這一發現提醒我們應當注意小麥和其他禾本科作物上的潛在害蟲。

關鍵詞

小麥;?顯脈污燈蛾;?形態學鑒定;?外生殖器;?細胞色素氧化酶?I?亞基

中圖分類號：

S?435.122.9

文獻標識碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2022689

Spilarctia?bisecta?Leech?（Lepidoptera：?Arctiidae）：?a?new?pest?infesting?wheat?plants

QIN?Yang1，?YU?Jinke2，?LIU?Huai1，?WANG?Ziying1*

（1.?College?of?Plant?Protection，?Southwest?University，?Chongqing?400715，?China;?

2.?Chongqing?Tongnan?District?Agricultural?Science?and?Technology?Extension?Center，?Chongqing?402660，?China）

Abstract

Wheat?is?one?of?the?three?major?food?crops?in?China，?which?is?damaged?by?a?variety?of?pests?during?production.?During?the?investigation?of?wheat?diseases?and?insect?pests?in?Tongnan?district?of?Chongqing，?a?new?lepidopteran?pest?was?found?to?harm?wheat，?and?it?was?identified?as?Spilarctia?bisecta?by?morphological?and?COⅠ?gene?sequences.?Various?pests?in?the?genus?Spilarctia?were?found?to?damage?crops，?but?there?has?been?no?confirmed?report?of?S.bisecta?harming?wheat?in?China.?This?discovery?warns?us?of?the?potential?pests?of?wheat?and?other?gramineous?crops.

Key?words

wheat;?Spilarctia?bisecta;?morphological?identification;?genitalia;?cytochrome?oxidase?Ⅰ

小麥是我國三大谷物之一，隸屬禾本科Gramineae小麥屬Triticum，其代表種普通小麥Triticum?aestivum?Linnaeus栽培面積最廣，占小麥總面積近90%。2021年，我國小麥播種面積達?2?337.999?萬hm2，產量達13?425.38萬t［1］。2021年1月農業農村部印發了《2021年全國“蟲口奪糧”保豐收行動方案》，強調農作物病蟲害是影響糧食穩產增產的關鍵因素，防控農作物病蟲危害是減災保豐收的關鍵舉措［2］。

目前報道為害小麥的害蟲主要有蚜蟲、葉螨、吸漿蟲。次要害蟲包括灰飛虱Laodelphax?striatellus?（Fallén）、東方螻蛄Gryllotalpa?orientalis?Burmeister、麥稈蠅Meromyza?saltatrix?（Linnaeus）等。為害小麥的蚜蟲包括荻草谷網蚜Sitobion?miscanthi?（Takahashi）、麥二叉蚜Schizaphis?graminum?（Rondani）等，其中荻草谷網蚜和麥二叉蚜被列入《一類農作物病蟲害》名錄?［3］。國內為害小麥的螨類主要有麥巖螨Petrobia?latens?（Müller）及麥圓葉爪螨Penthaleus?major?（Dugés）兩種，均于春秋兩季吸取小麥汁液，造成植株矮小，嚴重時造成整株干枯死亡［4］。小麥吸漿蟲分麥紅吸漿蟲Sitodiplosis?mosellana?（Géhin）和麥黃吸漿蟲Contarinia?tritici?（Kirby）兩種，其幼蟲在小麥灌漿期吸取小麥粒漿液而致使籽粒干癟，直接造成減產損失［5］。

鱗翅目為昆蟲綱中僅次于鞘翅目的第二大目，其中很多種類的幼蟲為害各類栽培植物。其中體形較大者常食盡葉片或鉆蛀枝干;體形較小者往往卷葉、綴葉、結鞘、吐絲結網或鉆入植物組織取食為害;如黏蟲Mythimna?separata?（Walker）、草地貪夜蛾Spodoptera?frugiperda?（J.E.Smith）、麥蛾Sitotroga?cerealella?（Olivier）等害蟲同樣為害小麥。

2021年4月在重慶市潼南區發現一種鱗翅目幼蟲為害小麥葉片（圖1），田間為害癥狀為低齡幼蟲群集在小麥葉片背面取食導致葉肉僅留表皮，幼蟲還會通過吊絲爬行等方式轉移到周圍小麥植株上取食葉肉。采集該鱗翅目幼蟲，經飼育后羽化，對其進行了形態學鑒定和細胞色素氧化酶Ⅰ亞基（cytochrome?oxidase?Ⅰ，COⅠ）基因序列鑒定，現將結果報道如下。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

試蟲采集于重慶市潼南區群力鎮小麥田，在西南大學植物保護學院生態生防實驗室進行鑒定。

1.2?試驗方法

1.2.1?試蟲的飼養觀察

將采集到的幼蟲在（19±1）℃恒溫培養箱中飼養，光照周期L∥D=10?h∥14?h，飼養裝置為圓臺形透明塑料杯（上口直徑9.0?cm，下底直徑5.5?cm，高17.5?cm），塑料杯上口覆蓋500目紗網，用乳膠圈扎緊，塑料杯內用營養土種植小麥幼苗，土層厚度約為5?cm，當小麥葉片被取食殆盡，將幼蟲轉移到有新鮮小麥幼苗的相同裝置中繼續飼養。

幼蟲老熟后，將其轉移至透明塑料盒（長×寬×高=35.0?cm×20.0?cm×20.0?cm）待其化蛹。塑料盒中裝有厚8?cm，含水量（10±1）%的營養土，上口用紗網覆蓋，每2?d澆1次水維持土壤濕度。

成蟲羽化后轉移到透明塑料盒（長×寬×高=20.0?cm×15.0?cm×15.0?cm）中，盒底部鋪有吸水紙，紙上放置一個裝有少量棉花的培養皿，皿中加入蜂蜜水為成蟲補充蜜源。塑料盒頂部蓋上吸水紙及具有透氣孔的頂蓋。

1.2.2?形態學鑒定

試蟲形態鑒定參考《中國經濟昆蟲志?第三十三冊?鱗翅目?燈蛾科》［6］及《中國動物志?昆蟲綱?第十九卷?鱗翅目?燈蛾科》［7］進行，根據羽化后成蟲形態特征以及雄成蟲的外生殖器進行種類鑒定。

外生殖器解剖參考李永艷［8］的方法進行，將成蟲腹部整個剪下，置于10%?NaOH溶液中90℃水浴30?min，用剪刀從腹部側面剪開或直接從腹部末端拉出外生殖器，用小股水流沖掉其他組織，清洗外生殖器，在體視顯微鏡下拍照記錄并進行鑒定。

1.2.3?分子鑒定

DNA提?。簩晤^幼蟲置于1.5?mL離心管內，加入50?μL?STE緩沖液，用研磨棒將蟲體在管壁上快速研磨，加入3?μL蛋白酶K，3?000?r/min離心10?s;在37℃水浴鍋中放置30?min，95℃恒溫水浴鍋保溫5?min;4?000?r/min離心2?min沉淀殘渣，吸取上清液作為PCR模板，－20℃保存冰箱備用。

PCR擴增：TaKaRa?Primer?STAR?Max?DNA聚合酶12.5?μL，上、下游引物各0.5?μL，模板DNA?1?μL，加入超純水至25?μL。引物為線粒體COⅠ基因通用引物LCO1490：5′GGTCAACAAATCATAAAGATATTGG3′和HCO2198：5′TAAACTTCAGGGTGACCAAAAAATCA3′。反應程序：95℃預變性2?min;95℃變性50?s，40℃退火45?s，72℃延伸2?min，32次循環;72℃延伸5?min;產物于4℃保存。

系統發育樹構建：PCR產物經電泳檢測后送北京擎科生物科技有限公司進行雙向測序。測序結果通過BLAST與GenBank中的序列進行同源性比較。下載相似度較高的污燈蛾基因序列以及不同種的污燈蛾基因序列，利用MEGA?11軟件，以二化螟Chilo?suppressalis?Walker?為外群，采用鄰接法（neighborjoining?method，NJ）構建系統發育樹。

2?結果與分析

2.1?形態描述及鑒定

2.1.1?卵

卵呈淡黃色，圓形，表面有光澤，直徑0.8～0.9?mm。卵塊成片狀單層排列;卵塊形狀不規則，大小不一（圖2a）。

2.1.2?幼蟲

幼蟲為蠋型幼蟲。共7個齡期，初孵幼蟲黃色，每節體節上有兩對肉瘤，棕色，肉瘤上著生黑色或白色剛毛，剛毛長而稀;第一腹節背部有兩個赭褐色斑紋。隨齡期增加，幼蟲體色加深，老熟幼蟲赭褐色，每節體節上有5個肉瘤，肉瘤周圍環生剛毛簇，胸部背面剛毛黑色，腹部背面剛毛棕黃色（圖2b～d）。

幼蟲較為活潑，爬行速度較快，常向葉片頂端爬行，從嫩梢開始為害小麥。幼蟲蛻皮前存在靜止期，持續1～2?d，期間停止取食和活動，靜止在葉片上，待蛻皮完成。1～3齡幼蟲群集于葉片背面取食，啃食葉肉，致使小麥葉片僅剩上表皮;3齡以后幼蟲食量增大，將葉片取食殆盡。飼養過程中，當食料短缺時，幼蟲無互相殘殺習性。

2.1.3?蛹

老熟幼蟲化蛹前停止取食，鉆入土中1～3?cm，化蛹時會吐絲連綴土壤結成一層疏松的薄絲繭。蛹呈黑色，被蛹，長16.0～17.0?mm，寬6.0～7.0?mm，腹部末端著生若干刺，蛹期89～94?d。雄蛹較雌蛹腹部更為纖細，第9腹節腹面中央有生殖孔，雌蛹的生殖孔在第8腹節腹面中央。雌蛹和雄蛹腹部第2節到第8節每節兩側各著生一個長條形氣孔（圖2e～j）。

2.1.4?外生殖器

如圖3，雄性外生殖器由背兜、基腹弧、爪形突、外生殖器瓣、陽莖等組成。背兜與爪形突后端融合，爪形突瘦長，頂端尖細，背側具剛毛;外生殖器瓣狹長，端部和近中部各有一突起;陽莖基環呈梯形，頂端邊緣微缺;陽莖中等長度，中部稍彎曲，頂端圓形，陽莖端部的陽端膜約占陽莖1/4，其上著生黑色剛毛及黑色棘刺。

根據該蟲的外部形態特征和外生殖器解剖結果，參照《中國動物志?昆蟲綱?第十九卷?鱗翅目?燈蛾科》［7］的描述，將該種為害小麥的鱗翅目害蟲鑒定為顯脈污燈蛾Spilarctia?bisecta。

2.2?分子鑒定

本試驗所測雙向序列經拼接后得到4個樣本序列，長度均為658?bp，序列相似度100%。序列平均圖2?顯脈污燈蛾各蟲態特征堿基組成為A（31.5%）、T（40.4%）、C（14.1%）、G（14.0%），具有明顯的AT傾向性。在NCBI上進行BLAST比對，結果顯示與GenBank登錄號為KP662053.1的污燈蛾Spilarctia?sp.（未知種）一致性最高，達99.54%。

下載高同源性序列以及污燈蛾屬其他種序列（表1），進行聚類分析，計算遺傳距離，通過鄰接法構建系統發育樹。分析結果顯示目的序列與KP662053.1遺傳距離最近，為0.000，且在系統發育樹中聚為一支。作為參考的2條顯脈污燈蛾序列（MN131436.1、MN132122.1）與其余污燈蛾屬的序列親緣關系較遠。

3?結論與討論

經過形態學鑒定，我們發現潼南區采集的害蟲成蟲形態及雄性外生殖器與《中國動物志?昆蟲綱?第十九卷?鱗翅目?燈蛾科》［7］所描述的顯脈污燈蛾形態特征一致，所以我們認定該鱗翅目害蟲為顯脈污燈蛾。

然而，與形態學鑒定相矛盾的是，分子鑒定顯示目的序列與污燈蛾屬未知種序列并為一支，并且與已有顯脈污燈蛾序列親緣關系較遠。在系統發育樹中（圖4），兩條顯脈污燈蛾參考序列與其他污燈蛾屬序列親緣關系都較遠，遺傳距離顯示（表2），兩者與其他序列遺傳距離在0.152～0.213之間，與外群的遺傳距離分別為0.211、0.214;而其他污燈蛾屬序列間遺傳距離最大為0.108。

針對這種情況，我們對NCBI上顯脈污燈蛾COⅠ基因序列進行了檢查。經查閱，NCBI上注冊的顯脈污燈蛾COⅠ基因序列共15條，均由同一人登記，存在鑒定錯誤的可能性［9］。然后，我們將這15條“顯脈污燈蛾”COⅠ基因序列在DNAMAN中進行多序列比對，相似性為99.68%，隨機挑選其中1條，于NCBI上對其進行BLAST比對，除去同時登記的其余“顯脈污燈蛾”COⅠ基因序列，發現其與登錄號為KP081862.1點麗毒蛾Calliteara?angulata?（Hampson）的COⅠ基因序列相似性達99%，且前1?000條未見其余污燈蛾屬的COⅠ基因序列。所以，我們判斷前人的鑒定存在錯誤，因此登記了錯誤的顯脈污燈蛾COⅠ基因序列。綜上所述，結合形態學鑒定結果，我們認定該為害小麥的鱗翅目害蟲為顯脈污燈蛾Spilarctia?bisecta。

燈蛾科是一個中等大科，幼蟲大多食性復雜，有不少是農林害蟲，比如梅爾望燈蛾Lemyra?melli?Daniel能夠為害核桃楸，嚴重為害時能吃光核桃楸葉片;美國白蛾Hyphantria?cunea?Drury更是重要的國際植物檢疫對象［1011］。然而，目前對于污燈蛾屬的研究多集中于人紋污燈蛾，對其他種的關注較低。

顯脈污燈蛾最早由Moore?1877年將上海采集的標本記錄為Spilosoma?howqua，后來1888年Leech在記錄日本和韓國的鱗翅目昆蟲時，將該物種名稱修改為Spilosoma?bisecta;1943年Daniel將該物種命名為Spilarctia?bisecta，隨后一直沿用至今［1214］。

浙江、江西、福建、湖北、湖南、廣西、四川、貴州、云南、江蘇、上海、山東、廣東共13個省市存在顯脈污燈蛾發生記錄［7，1516］，已報道為害的寄主有香榧、薔薇、月季以及桉樹［1719］。2021年4月首次在重慶潼南發現顯脈污燈蛾為害小麥，于次年同樣發現有部分田塊受顯脈污燈蛾為害，發生量小，在其余作物上尚未發現。

本研究通過形態學及COⅠ分子鑒定確定了發生在小麥上的鱗翅目害蟲為顯脈污燈蛾，首次確認其在重慶地區可以為害小麥。同時，我們提交了顯脈污燈蛾S.bisecta的線粒體COⅠ基因序列（OP658785、OP740515～OP740517），為該污燈蛾的分子鑒定及后續研究提供了分子數據參考。目前已清楚顯脈污燈蛾形態特征及對小麥的為害狀，為小麥害蟲的預防提供了理論依據，但該害蟲是否還有其他寄主，及其生活史等生物學特性還有待深入調查及研究。

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（責任編輯：張?雪）