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为解决可可肿枝病毒病(CSSV)传播相关昆虫难以准确鉴定的问题,研究人员开展了关于科特迪瓦 CSSV 传播相关昆虫群落的研究。结果发现多种新昆虫物种,构建了 DNA 条形码数据库。这为防控 CSSV 提供了重要依据。
在非洲的科特迪瓦,可可的种植对于国家经济和农村人口意义重大,这里是全球可可的主要产区。然而,可可肿枝病毒病(Cocoa Swollen Shoot Virus,CSSV)却如同一头凶猛的 “怪兽”,严重威胁着可可的产量。这种由粉蚧(Pseudococcidae)传播的病毒,能让可可树出现各种生长异常,比如叶片脉络变红、变黄,嫩枝和根部肿大,豆荚变得又小又圆 。一旦染病,可可树的产量会逐年下降,直至死亡,给当地的可可产业带来了沉重打击。
以往,人们对传播 CSSV 的昆虫了解有限,传统的形态学鉴定方法困难重重,对于一些形态相似的物种,更是难以区分。这就像在黑暗中摸索,无法准确识别 “敌人”,自然也难以制定有效的防控策略。为了打破这种困境,来自多个研究机构的科研人员决心开展一项深入的研究。
研究人员在科特迪瓦的 15 个可可种植园展开了大规模的样本采集工作。他们仔细检查了 7500 棵可可树,收集了 1650 个粉蚧群落以及相关的蚂蚁和天敌昆虫样本。通过形态学鉴定和 DNA 条形码技术,对这些样本进行了详细分析。
研究结果
- 粉蚧物种多样性:研究共鉴定出 17 种粉蚧,其中 8 种是科特迪瓦可可果园新记录的物种,如Dysmicoccus neobrevipes、Ferrisia dasylirii等。部分粉蚧物种的种内遗传距离差异较大,暗示可能存在隐种或近缘种复合体。常见的粉蚧物种有Formicococcus njalensis、Planococcus citri等,它们在可可果园中分布广泛。
- 蚂蚁群落:发现了 54 种与粉蚧相关的蚂蚁,其中一些蚂蚁种类是首次在科特迪瓦的可可粉蚧群落中被记录。常见的蚂蚁物种包括Camponotus acvapimensis、Crematogaster africana等 。蚂蚁与粉蚧之间存在着复杂的共生关系,蚂蚁保护粉蚧,而粉蚧分泌的蜜露则为蚂蚁提供食物。
- 天敌昆虫:鉴定出 22 种初级寄生蜂、8 种重寄生蜂、11 种瓢虫(Coccinellidae)、7 种瘿蚊(Cecidomyiidae)、1 种捕食性鳞翅目昆虫和 4 种蜘蛛。其中,9 种粉蚧寄生蜂是非洲可可果园新记录的物种 。这些天敌昆虫在控制粉蚧种群数量方面发挥着重要作用。
研究结论与讨论
这项研究首次构建了科特迪瓦可可肿枝病毒病相关昆虫的 DNA 条形码数据库,为准确鉴定昆虫物种提供了有力工具。研究发现的新物种丰富了人们对该地区昆虫多样性的认识,也为进一步研究昆虫与 CSSV 传播的关系奠定了基础。通过分析昆虫的多样性和它们之间的相互关系,有助于制定基于自然调控的病虫害防治策略,减少化学农药的使用,保护生态环境。同时,研究中发现的一些潜在风险物种,如Paracoccus marginatus等,需要进一步关注其对可可树的影响以及传播病毒的可能性。
在研究过程中,科研人员主要运用了以下关键技术方法:
- 样本采集:在科特迪瓦 15 个可可种植园的 75 个种植点,对 7500 棵可可树进行系统观察,采集粉蚧群落及相关昆虫样本;在 110 个种植点采集粉蚧天敌样本。
- 形态学鉴定:使用显微镜对粉蚧、蚂蚁、寄生蜂等昆虫进行形态学观察和鉴定,依据相关分类学文献确定物种。
- DNA 提取、扩增和测序:从 660 个昆虫标本中提取 DNA,采用特定引物对细胞色素氧化酶 I(COI)基因片段进行 PCR 扩增,然后在 MiSeq 平台进行测序。
- 序列分析:运用 FROGS 管道和 CodonCode Aligner 软件对 DNA 序列进行处理和分析,计算遗传距离并构建系统发育树。
总的来说,该研究成果发表在《Biodiversity Data Journal》上,为可可肿枝病毒病的防控提供了重要的科学依据,也为其他类似的病虫害研究提供了借鉴,在保护可可产业、维护生态平衡方面具有重要的意义。