《Frontiers in Insect Science》：Molecular identification of Comstockaspis perniciosa and its associated Aphytis parasitoid in apple orchards of Kazakhstan
编辑推荐：
背景：Comstockaspis perniciosa（Comstock, 1881）是果树作物最具破坏性的检疫性有害生物之一，对商业果园和野生苹果树自然种群构成严重威胁。尽管其分布广泛，但关于该物种在中亚的分子遗传特征信息仍然有限。方法：本研究旨在基于外部形
背景：Comstockaspis perniciosa（Comstock, 1881）是果树作物最具破坏性的检疫性有害生物之一，对商业果园和野生苹果树自然种群构成严重威胁。尽管其分布广泛，但关于该物种在中亚的分子遗传特征信息仍然有限。方法：本研究旨在基于外部形态观察和分子数据，对采自哈萨克斯坦东南部商业果园的C. perniciosa进行表征，利用28S rRNA基因序列确定所检标本的系统发育位置，并利用高通量测序（high-throughput sequencing）技术检测关联寄生蜂。2025年生长季期间，研究人员在十个商业果园开展了调查，包括位于野生苹果树自然种群附近的样点。结果：通过28S rRNA基因分析确认了所采集标本的种级鉴定。所有序列与参考C. perniciosa序列聚类，确认了物种身份。高通量测序数据分析还在十个样本中揭示了属于Aphytis属（Hymenoptera: Aphelinidae）的寄生蜂序列，表明存在与C. perniciosa关联的天敌。结论：这些发现拓展了当前对中亚C. perniciosa分子特征的认识，并证明NGS（Next Generation Sequencing）技术在植物检疫监测计划中同时检测检疫性有害生物及其关联食虫天敌的潜力。
研究背景方面，Comstockaspis perniciosa是温带果树最具破坏性的入侵性植食性有害生物之一，具有广泛寄主范围、高生态可塑性和较强入侵潜力，对果树产业造成显著经济损失。该虫目前几乎分布于所有大陆，可侵染超过125种木本植物和灌木，对苹果、梨、桃、李等果树经济损害最大。其危害树皮、嫩枝和果实，导致树势下降、枝条枯死、产量降低和果实品质变差，严重侵染时可使幼树过早死亡；在苹果果实上，取食点周围形成红色晕圈，显著降低市场价值。哈萨克斯坦是Malus sieversii（Ledeb.）M.Roem.这一栽培苹果主要野生祖先以及稀有Malus niedzwetzkyana Dieck的起源中心，这些野生苹果种群具有重要保护与育种价值。商业、私人及废弃果园与自然苹果林距离较近，形成检疫性害虫在农业与自然生态系统之间持续传播的风险，废弃果园还可能成为C. perniciosa长期种群库。尽管该虫广泛发生，但中亚地区其分子遗传特征资料有限，关联寄生蜂复合体数据也较缺乏。因此，研究人员开展本研究，旨在利用28S rRNA基因序列鉴定采自苹果树的C. perniciosa标本，记录外部形态特征，确定其在Diaspididae内的系统发育位置，并识别Oxford Nanopore Technologies测序读段中检测到的Aphytis属寄生蜂序列。
关键技术方法方面，样本来自2025年生长季哈萨克斯坦东南部十个商业苹果园，包括靠近野生苹果树自然种群的地点，共采集56个盾蚧样本；先进行外部形态观察和初步鉴定。分子上选择核28S rRNA基因，经PCR扩增后采用Oxford Nanopore Technologies高通量测序，经碱基识别、质量过滤、聚类生成共识序列并纠错，再用BLASTn与NCBI数据库比对。研究人员分别构建Diaspididae和Aphelinidae的28S rRNA参考数据库，先以minimap2将质量过滤读段映射至Diaspididae，再将未映射读段映射至Aphelinidae，并统计各分类读段比例；系统发育分析使用MAFFT比对，MEGA 11以最大复合似然法（Maximum Composite Likelihood）建树，FigTree进行编辑和可视化。
研究结果部分，原文未设二级小标题，主要内容如下。通过2025年商业苹果园调查，研究人员检查了十个采样点，其中若干靠近野生果树自然种群，共收集56个盾蚧样本用于形态和分子分析。形态观察显示，C. perniciosa出现在枝条树皮和苹果果实表面，形成不同密度群体；重侵染时介壳紧密聚集，有时形成连续群体。受害果实具有取食点周围红紫色晕圈。雌成虫介壳圆形、略凸、灰褐色，中央有清晰黄色蜕皮；去除介壳后可见亮黄色、圆形软体。除雌成虫外还观察到一龄若虫，其体扁圆形、亮黄色、无保护介壳，表明调查期种群处于活跃发育状态。通过28S rRNA基因序列分析，研究人员确认了种级鉴定；所有获得序列与NCBI参考C. perniciosa序列聚在同一个支持良好的进化支内，不同Almaty地区地点序列高度相似且无明显地理分化，说明所分析标本均属于C. perniciosa。原文同时指出，28S rRNA基因分析区域高度保守，适合分类鉴定，但不适合评估种群结构或推断来源。通过高通量测序数据分析，研究人员在十个C. perniciosa样本中检测到Aphytis属序列，这些样本来自Baiseit和Bahar定居点即图中采样点1–8。所有阳性样本中Aphytis读段数量明显低于C. perniciosa读段；原文认为最可能原因是DNA提取自C. perniciosa个体，多数DNA来自宿主，且寄生蜂可能仅以卵、幼虫、蛹或介壳下小组织片段存在，生物量低，因此测序读段较少。Aphytis序列与参考序列聚在同一Aphytis进化支，确认属于该属，但因参考序列仅标注为Aphytis sp.，且28S rRNA保守，无法进行种级鉴定。研究获得的序列已提交GenBank，C. perniciosa登录号为PZ785694–PZ785749，Aphytis sp.登录号为PZ780096–PZ780105。读段映射分析中，研究人员先将质量过滤读段映射至Diaspididae参考数据库，再将未映射读段映射至Aphelinidae参考数据库，统计Diaspididae、Aphelinidae和未分类读段比例，并以百分比堆叠条形图展示。
讨论部分总结认为，过去二十年分子方法已成为Diaspididae研究的主要工具，因为传统形态诊断主要依赖雌成虫，雄虫、未成熟阶段和损伤标本常缺乏足够诊断特征，且存在形态保守和隐存种问题。Andersen et al.利用四个分子位点重建该科系统发育，证明28S rRNA基因具有较高适用性；Schneider et al.表明包括Diaspidiotus在内的许多传统属并非单系。本研究结果与这些发现一致，所有C. perniciosa标本序列与参考序列形成单一进化支，确认28S rRNA标记可用于盾蚧可靠分类鉴定；但缺乏种内分化也符合预期，因为该区域高度保守，并不用于种群水平分析。尽管C. perniciosa全球分布，其分子数据仍有限，中亚在国际遗传数据库中代表性不足，本研究序列扩展了该物种已知地理代表性。C. perniciosa被列入EPPO A2 List，研究在靠近Malus sieversii自然种群的商业果园中检测到活跃侵染焦点和一龄若虫，而一龄若虫是该生活史中唯一主动扩散阶段，提示该害虫可能从栽培果园向自然生态系统扩散，需要加强农业与自然生境过渡区的植物检疫监测。另一个重要结果是，在分析盾蚧DNA时检测到Aphytis属序列。该属成员是Diaspididae的专性外寄生蜂，广泛用于针对C. perniciosa的生物防治。尽管检测寄生蜂并非研究目标，但高通量测序使研究人员能够同时识别植食性害虫和关联天敌。所有检测序列均聚类于Aphytis属，但因28S rRNA保守和参考序列有限，无法进行种级鉴定。这些发现表明NGS技术在植物检疫监测中同时检测检疫性有害生物及其天敌的潜力。
研究结论部分翻译：作为本研究的结果，研究人员基于外部形态观察和分子数据，对采自哈萨克斯坦东南部商业果园的Comstockaspis perniciosa种群进行了表征。种级鉴定由28S rRNA基因序列分析确认，系统发育重建表明所有获得序列与可用国际数据库中的参考C. perniciosa序列聚类。本研究的一项重要发现是在十个C. perniciosa样本中检测到属于Aphytis属的序列。尽管由于所分析28S rRNA区域保守以及参考序列有限，无法对寄生蜂进行种级鉴定，但结果确认了该属代表存在于所研究的有害生物种群中。这些发现的实践意义在于，所调查果园位于野生苹果种Malus sieversii和M. niedzwetzkyana自然种群附近，这些物种具有特殊保护和遗传重要性。该检疫性有害生物既定种群在此类区域中的存在表明其从栽培果园向自然生态系统传播的潜在风险，强调需要对农业与自然生境之间的过渡区进行定期田间监测，并将分子方法整合到早期检测和检疫性有害生物监测计划中。
