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粉虱(半翅目:粉虱科)种类繁多,可以给农作物造成巨大损失。近年来,我国粉虱类害虫入侵事件频频发生,烟粉虱MED隐种极具入侵性已经广泛传入到我国各地,双钩巢粉虱与螺旋粉虱又相继侵入我国,并对我国农林业生产构成了极大的威胁。因此发展粉虱类害虫快速鉴定识别技术,是有效防范潜在粉虱类害虫传入和阻截局部发生物种进一步传播扩散的必要前提。本研究围绕粉虱个体微小,极易随花卉、果树苗木等贸易活动而传播,形态鉴定困难等问题,以我国常见粉虱线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基I(cO1)基因为靶标,明确了COI基因5’端与3’端序列用于田间常见粉虱分子鉴定的可行性及其在粉虱类入侵害虫识别鉴定中的应用,构建了粉虱类DNA条形码识别系统,为粉虱类快速识别鉴定以及防止粉虱类害虫进一步传播扩散,维护我国进出口贸易信誉、保障农业生产安全有重要意义。具体研究结果如下:(1)COI基因5’端与3’端序列用于田间常见粉虱分子鉴定的研究。以我国常见的16种粉虱为研究对象,分别采用5’端与3’端通用引物,扩增mtDNA COI不同末端序列,进行序列测定比对分析,计算种内种间遗传距离,以邻接法(NJ法)构建系统发育树。当以5’端为靶标时16种粉虱的种内平均遗传距离为0.0015,种间平均遗传距离为0.2897,种间遗传距离为种内遗传距离的193.1倍;而且种内、种间遗传距离没有重叠区域。当以3’端为靶标时种内平均遗传距离为0.0007,种间平均遗传距离为0.2817,种间遗传距离为种内遗传距离的402.4倍;但桑粉虱与烟粉虱AsiaⅡ1的种内和种间遗传距离重叠。系统发育分析结果显示,当以5’端为靶标时16种粉虱可以形成独立的进化分支;当以3’端为靶标时,除桑粉虱与传统分类学不一致外,其余种类均可形成独立的分支。结果表明,5’端序列更适用于基于DNA条形码技术的物种识别鉴定研究。(2)DNA条形码技术在常见粉虱种类识别鉴定中的应用。以27种常见粉虱为研究对象,用5’端通用引物扩增mtDNA COI基因,进行序列测定以及比对分析,计算种内种间遗传距离,采用邻接法(NJ法)与最大似然法(ML法)构建系统发育树。研究结果表明,种内遗传距离0.0000-0.0075,平均为0.0019;种间遗传距离为O.1036~0.5105,平均为0.3094,种间遗传距离均大于2%,种间遗传距离是种内遗传距离的162.8倍。并且27种粉虱种内与种间遗传距离不存在重叠现象。尽管不同方法构建的进化树在揭示烟粉虱隐种亲缘关系中存在一定的差异,但是采用NJ与ML构建的系统发育树的拓扑结构基本一致。(3)粉虱类DNA条形码识别系统的建立。本系统由样本库、知识库以及DNA序列库组成。样本库与知识库共收录了15属27种粉虱的标本信息,涉及寄主植物种类、采集时间、采集地点以及采集图片与样本镜检图片等内容。DNA序列库共收录了22属62种粉虱,共4464条DNA序列,其中NCBI中获得公开序列共19属47种4185条序列,本研究获得15属27种279条序列(其中本数据库独享种类9种),扩充了原来数据库的物种数量以及序列数量,提高了识别鉴定能力。本数据库系统以其简洁明了的Web界面,简易的操作方法,可以对粉虱进行快速准确的识别鉴定。在COI基因5’端与3’端序列用于田间常见粉虱分子鉴定研究中,3’端序列弥补了现有数据库中3’端物种数量不足的缺陷;本研究构建了具有检测鉴定功能的粉虱类害虫DNA条形码数据库,为口岸检疫以及果蔬、花卉及其种苗调运过程中粉虱类害虫的远程监测监控提供了技术支撑。