1、有害生物入侵已成為對生物多樣性構成嚴重威脅的第二大因素,僅次于生態(tài)環(huán)境的破壞,引起世界各國普遍關注。我國是農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的第四大進口國和第五大出口國,是全球受外來生物入侵影響最大的國家之一,隨著我國對外貿(mào)易的進一步擴大,植物及其產(chǎn)品的調運日趨頻繁,伴隨著旅游業(yè)的大發(fā)展,外來有害生物入侵的形勢愈加嚴峻,已經(jīng)成為危害我國生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和國民經(jīng)濟的一個十分重要和緊迫的問題。加強口岸檢疫,構筑防范外來疫害入侵的第一道屏障,對保障我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安

2、全,服務于農(nóng)產(chǎn)品的出口和國內(nèi)貿(mào)易具有重大的現(xiàn)實意義。
　　 近年來,順應城市園林綠化和農(nóng)牧業(yè)的需求,國外大量草種進入我國,尤其早熟禾、黑麥草、雀麥、紫羊茅和翦股穎等禾本科草種進口量大,它們是腥黑粉菌的重要寄主,腥黑粉菌嚴重影響其產(chǎn)量和品質,其中小麥矮腥黑穗病(Tilletia controversa Kühn,TCK)是我國規(guī)定禁止進境的植物檢疫性有害生物,既為害小麥,又感染多種禾本科草種。這些草種還傳帶其它在我國尚未發(fā)生的腥黑

3、粉菌,作為土傳種帶真菌病害,一旦傳入,防治、根除非常困難。本研究建立了黑麥草上3種具網(wǎng)紋狀、冬孢子形態(tài)相似的腥黑粉菌TCK、T.lolii及T.vankyi的三重PCR檢測方法,用于檢測菌絲和冬孢子基因組DNA,實現(xiàn)對三種腥黑粉菌的同時檢測,降低了檢測成本,便于口岸推廣應用；建立了雀麥上T.bromi的分子檢測方法,用于檢測菌絲和冬孢子基因組DNA；建立了翦股穎上T.sphaerococca和TCT菌絲的雙重PCR和冬孢子的套式雙重PC

4、R檢測方法；建立了紫羊茅上T.vankyi分子檢測方法,用于檢測菌絲和冬孢子基因組DNA；建立了早熟禾上T.sp.和T.fusca菌絲的雙重PCR和冬孢子的套式雙重PCR檢測方法,并基于IGS1基因的Tilletia屬的系統(tǒng)進化分析顯示T.sp.與T.bromi的親緣關系較近,與T.fusca親緣關系相對較遠；針對禾本科草籽上2種腥黑粉菌新種T.vankyi和T.puccinelliae進行了形態(tài)學及萌發(fā)生理特性的研究。研究結果被納入2

5、篇新種發(fā)布的文獻；并進行了2個新種基于IGS1基因序列的系統(tǒng)進化分析,結果與2篇新種發(fā)布文獻的結論一致；建立了黑麥草、雀麥、翦股穎、紫羊茅和早熟禾5類禾本科草種上腥黑粉菌的檢疫鑒定程序。
　　 大豆是我國重要的糧食作物,近年來進口量激增。菜豆莢斑駁病毒(Bean podmottle virus,bpMV)是我國規(guī)定禁止進境的植物檢疫性病毒,能導致大豆品質降低和產(chǎn)量下降,可隨種子進行遠距離傳播,是大豆上一種非常重要的種傳病害,我國

6、未分布。本研究針對進口大豆BPMV的檢測,建立了一步法RT-PCR和一步法實時熒光RT-PCR檢測方法。依據(jù)BPMV的外殼蛋白編碼基因設計了特異引物和特異Taqman探針,特異引物的擴增片段約為500bp,陽性質粒的實時熒光PCR方法的檢測下限為20fg/μL,是一步法RT-PCR方法的100倍,檢測時間由至少8h縮短至4h,一步法實時熒光RT-PCR方法具有快捷、靈敏、準確和簡便的特點,適于口岸檢測；種臍色斑與病毒攜帶相關性分析表明,

7、種臍褐色斑駁的大豆種子BPMV檢測呈陽性,大豆花葉病毒(Soybean mosaic virus,SMV)檢測呈陰性,種臍黑色斑駁的大豆種子SMV檢測呈陽性,BPMV檢測呈陰性,種臍褐色斑駁的大豆種子DAS-ELISA檢測表明不攜帶其它8種大豆種傳病毒；基于BPMV的外殼蛋白編碼基因的系統(tǒng)進化分析表明從進境美國大豆截獲的BPMV分離物可能歸屬于亞組Ⅱ。
　　 美國白蛾(Hypantria cutlea Drury)是世界性檢疫害

8、蟲,適應性強,食性雜,給森林樹種、園林綠化樹種及果樹造成嚴重危害。線粒體基因組具有基因組小、基因組成穩(wěn)定、普遍為母性遺傳和較少發(fā)生重組等特點,成為基因組學和進化研究的理想材料。相對于鱗翅目龐大的類群,已測定的鱗翅目線粒體基因組的種類非常有限,因此,對鱗翅目線粒體基因組進行測序和分析,對揭示鱗翅目線粒體基因組的進化以及研究鱗翅目超家族間復雜的系統(tǒng)發(fā)育關系具有重要意義。本研究對美國白蛾進行了線粒體基因組全序列的測定,其線粒體全基因組序列為1

9、5481bp,環(huán)狀雙鏈,具有鱗翅目線粒體基因組典型的基因構成和順序；其IRNAMet基因易位到tRNAIle基因的5’端上游位置,與果蠅中推定的昆蟲祖先基因排列存在差異；mtDNA組成偏好于堿基A和T,AT含量高達80.38％,其AT組成偏好性呈現(xiàn)出弱陽性(0.010),表明AT堿基中偏好使用A；13個蛋白編碼基因中,除COI之外的所有蛋白編碼基因均以典型的ATN作為起始密碼子,美國白蛾的COI基因起始密碼子暫定為CGA,13個蛋白編碼

10、基因中有4個采用了不完整的T或者TA作為終止密碼子；tRNASer(AGN)的二氫尿嘧啶臂(DHU)不能形成穩(wěn)定的莖環(huán)結構,其他所有的tRNAs都具有線粒體tRNA典型的三葉草二級結構；在tRNASer(AGN)和ND1之間的基因間隔區(qū)序列具有鱗翅目保守的ATACTAA模序；美國白蛾357bp的A+T富集區(qū)由非重復性序列構成,其特征序列包括ATAGA模序后緊隨18bp的poly-T stretch,ATTTA模序后緊隨的微衛(wèi)星樣的(AT

11、)8單元,最后是一個11bp的poly-A位于tRNAMet基因上游；根據(jù)已有鱗翅目昆蟲線粒體基因組序列進行的系統(tǒng)發(fā)育分析表明,三種夜蛾總科昆蟲中,美國白蛾與舞毒蛾親緣關系較近,與大袋蛾親緣關系較遠,結果還支持夜蛾總科(美國白蛾、舞毒蛾和大袋蛾)與尺蛾總科(桑尺蠖)是單系發(fā)生的假說,然而鳳蝶總科(褐脈粉蝶、苧麻珍蝶和紋蝶)處于鱗翅目單系的基部,這一結果與傳統(tǒng)分類結論不同。
　　 高梁屬中有重要的糧食作物和優(yōu)良牧草,也有我國規(guī)定禁

12、止進境的三種檢疫性雜草假高粱、黑高粱和絲克高粱。根據(jù)GenBank中高粱Sorghum bicolor的adh1全基因設計引物,擴增并測定了8個植物材料約2000bp的adh1基因部分序列,結合GcnBank中24個Sorghum屬種的同源序列,分別構建了MP、ML和NJ三種分子進化樹,得到了基本相同的拓撲結構,結果表明:(1)高梁屬可明顯分為三大支,一支是Eusorghum亞屬,一支是Chaetosorghum和Heterosorgh

13、um兩個亞屬,這兩個分支包含2n=20、40,染色體較小的種類,另一分支包括Parasorghum和Stiposorghum兩個亞屬,包含2n=10的種類和它們的多倍體近緣種,染色體相對較大；(2)Eusorghum亞屬中,三種檢疫性雜草S.halepense、S.almum、S.silk與其它形態(tài)近似種S.bicolor及其亞種S.arundinaceum、S.sudanense、S.propinquum聚為一類,與形態(tài)學的研究結論一

14、致,S.silk、S.sudanense和S.almum表現(xiàn)出較近的親緣關系；(3)S.almum的Adh1基因表現(xiàn)出明顯的地理分化；(4)Parasorghum亞屬的S.purpureosericeum和S.versicolor、S.nitidum和S.leiocladum聚在一起,而該亞屬中的S.matarankense、S.grande、S.timorense卻與亞屬Stiposorghum的種聚在一起,表現(xiàn)出更近的親緣關系；(5

15、)S.macrospermum和S.laxiflorum之間具有最近的親緣關系。
　　 本研究建立了口岸經(jīng)常截獲、已對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成現(xiàn)實威脅的5類禾本科草種上腥黑粉菌、大豆種傳菜豆莢斑駁病毒的分子檢測技術,用于口岸近緣種及株系的甄別、國內(nèi)田間病害早期診斷和疫情動態(tài)監(jiān)測,并對網(wǎng)狀腥黑粉菌、菜豆莢斑駁病毒、美國白蛾、高粱屬中3種檢疫性雜草進行了分子系統(tǒng)學研究。研究結果有助于從分子水平闡明種間的系統(tǒng)進化關系及病毒的株系分化,不僅具有