重大农业入侵害虫番茄潜叶蛾检测鉴定技术研究进展_姚若楠.pdf

环 境 昆 虫 学 报 2025 47 1 12 21 Journal of Environmental Entomology doi 10 3969 j issn 1674 0858 2025 01 2 姚 若 楠 王 玉 生 张 桂 芬 谭 琳 重 大 农 业 入 侵 害 虫 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 鉴 定 技 术 研 究 进 展 J 环 境 昆 虫 学 报 2025 47 1 12 21 YAO Ruo Nan WANG Yu Sheng ZHANG Gui Fen TAN Lin Advances in identification techniques for Tuta absoluta Meyrick a notorious invasive agricultural insect pest J Journal of Environmental Entomology 2025 47 1 12 21 http hjkcxb alljournals net 重 大 农 业 入 侵 害 虫 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 鉴 定 技 术 研 究 进 展 姚 若 楠 1 2 王 玉 生 1 2 张 桂 芬 2 谭 琳 1 1 湖 南 农 业 大 学 植 物 保 护 学 院 长 沙 410128 2 中 国 农 业 科 学 院 植 物 保 护 研 究 所 植 物 病 虫 害 综 合 治 理 全 国 重 点 实 验 室 农 业 农 村 部 外 来 入 侵 生 物 防 控 重 点 实 验 室 北 京 100193 摘 要 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta Meyrick 异 名 Phthorimaea absoluta 是 一 种 多 食 性 的 重 大 农 业 入 侵 害 虫 主 要 危 害 番 茄 马 铃 薯 等 茄 科 作 物 可 造 成 番 茄 减 产 50 80 甚 至 绝 产 绝 收 有 番 茄 埃 博 拉 病 毒 之 称 2017 年 首 次 在 我 国 新 疆 被 发 现 已 在 我 国 局 部 地 区 暴 发 番 茄 潜 叶 蛾 常 隐 蔽 发 生 且 在 我 国 的 适 生 区 广 泛 主 要 随 番 茄 苗 及 果 实 的 销 运 进 行 远 距 离 传 播 进 一 步 扩 散 势 头 明 显 因 此 亟 需 研 发 高 效 低 成 本 的 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 鉴 定 技 术 和 方 法 进 而 实 现 对 重 大 入 侵 物 种 的 及 早 发 现 和 提 前 预 警 降 低 农 业 经 济 损 失 目 前 用 于 番 茄 潜 叶 蛾 的 检 测 鉴 定 技 术 方 法 主 要 包 括 传 统 形 态 学 鉴 定 分 子 生 物 学 检 测 以 及 基 于 人 工 智 能 的 图 像 识 别 技 术 等 本 文 综 述 了 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 鉴 定 技 术 的 研 究 现 状 并 展 望 了 其 发 展 趋 势 旨 在 为 延 缓 番 茄 潜 叶 蛾 传 播 扩 散 与 对 靶 施 策 提 供 技 术 支 撑 关 键 词 番 茄 潜 叶 蛾 形 态 学 鉴 定 分 子 检 测 人 工 智 能 中 图 分 类 号 Q968 1 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1674 0858 2025 01 0012 10 Advances in identification techniques for Tuta absoluta Meyrick a notorious invasive agricultural insect pest YAO Ruo Nan 1 2 WANG Yu Sheng 1 2 ZHANG Gui Fen 2 TAN Lin 1 1 College of Plant Protection Hunan Agricultural University Changsha 410128 China 2 State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests Key Laboratory of Invasive Alien Species Control of Ministry of Agriculture and Rural Affairs Institute of Plant Protection Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing 100193 China Abstract The tomato leaf miner Tuta absoluta Meyrick also known as Phthorimaea absoluta is a significant polyphagous invasive agricultural pest It primarily infests Solanaceae crops such as tomatoes and potatoes and can cause tomato yield losses of 50 80 or even complete crop failure Therefore as the Ebola virus of tomatoes T absoluta was first found in Xinjiang China in 2017 and has broken out in several regions of China T absoluta often occurs covertly and its suitable habitats are widespread in China This pest can transmitted over long distances through the transport of tomato seedlings and fruits indicating a clear trend of further spread Therefore there is an urgent need to develop efficient and low cost detection and identification technologies and methods for T absoluta in order to achieve early detection and advance warning of this significant invasive species Currently the primary techniques used to identify T absoluta include traditional morphological identification methods molecular biological detection techniques and artificial intelligence based image recognition methods In this paper the 基 金 项 目 国 家 重 点 研 发 计 划 2021YFD1400200 湖 南 省 自 然 科 学 基 金 2024JJ6238 作 者 简 介 姚 若 楠 女 硕 士 研 究 生 研 究 方 向 为 植 物 保 护 与 植 物 检 疫 E mai yaoruonan202202 共 同 通 讯 作 者 Author for correspondence 张 桂 芬 博 士 研 究 员 研 究 方 向 为 入 侵 生 物 学 E mail guifenzhang3 谭 琳 博 士 副 教 授 研 究 方 向 为 植 物 保 护 与 害 虫 生 物 防 治 E mail hqltanlin 收 稿 日 期 Received 2024 11 30 修 回 日 期 Revision received 2024 12 09 接 受 日 期 Accepted 2024 12 101 期 姚 若 楠 重 大 农 业 入 侵 害 虫 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 鉴 定 技 术 研 究 进 展 13 research status of detection and identification technology of T absoluta was reviewed and its development trend was prospected aiming at providing technical support for delaying the spread and diffusion of T absoluta and targeting strategies Key words Tuta absoluta morphological identification molecular identification artificial intelligence 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta Meyrick 异 名 Phthorimaea absoluta 又 称 番 茄 潜 麦 蛾 番 茄 麦 蛾 南 美 番 茄 潜 叶 蛾 属 于 鳞 翅 目 Lepidoptera 麦 蛾 科 Gelechiidae 原 发 于 南 美 洲 Corro 2021 是 全 球 范 围 内 对 番 茄 及 其 他 茄 科 作 物 构 成 严 重 威 胁 的 重 大 农 业 入 侵 害 虫 Santana et al 2019 自 2009 年 在 土 耳 其 首 次 报 道 番 茄 潜 叶 蛾 入 侵 亚 洲 以 来 K l 2010 该 虫 随 鲜 食 番 茄 以 及 种 苗 的 贸 易 活 动 迅 速 扩 散 至 印 度 Sridhar et al 2014 孟 加 拉 国 和 尼 泊 尔 Bajracharya et al 2016 Hossain et al 2016 巴 基 斯 坦 Ishtiaq et al 2020 中 国 Zhang et al 2020 缅 甸 Yule et al 2021 韩 国 Lee et al 2024 等 国 家 目 前 已 在 南 美 洲 欧 洲 非 洲 亚 洲 大 洋 洲 等 的 110 多 个 国 家 和 地 区 发 生 和 危 害 Soares and Campos 2020 番 茄 潜 叶 蛾 寄 主 植 物 种 类 多 可 危 害 番 茄 马 铃 薯 茄 子 人 参 果 烟 草 甜 椒 龙 葵 以 及 黄 瓜 菜 豆 等 11 科 50 种 植 物 且 发 育 速 度 快 繁 殖 能 力 强 世 代 重 叠 现 象 明 显 卵 幼 虫 1 4 龄 蛹 成 虫 常 同 时 发 生 Biondi et al 2018 Soares and Campos 2020 张 桂 芬 等 2022 Pandey et al 2023 番 茄 潜 叶 蛾 适 生 区 范 围 广 传 播 扩 散 迅 速 而 且 与 潜 蝇 类 害 虫 同 时 发 生 常 造 成 误 识 误 判 延 误 防 治 时 机 或 防 治 措 施 不 得 当 在 新 入 侵 地 严 重 发 生 时 可 导 致 番 茄 种 植 业 近 乎 100 的 产 量 损 失 Desneux et al 2010 Zhang et al 2020 尹 艳 琼 等 2021 Acharya et al 2023 如 在 荷 兰 伊 朗 等 地 每 年 因 番 茄 潜 叶 蛾 危 害 造 成 的 番 茄 作 物 经 济 损 失 分 别 高 达 1 700 万 美 元 和 3 500 万 美 元 Aigbedion et al 2019 目 前 番 茄 潜 叶 蛾 已 经 对 多 种 杀 虫 剂 产 生 了 抗 性 如 有 机 磷 类 双 酰 胺 类 等 Guedes et al 2019 李 晓 维 等 2023 导 致 防 治 难 度 进 一 步 增 强 番 茄 潜 叶 蛾 入 侵 新 地 域 后 不 仅 显 著 增 加 了 防 治 成 本 还 导 致 化 学 农 药 使 用 量 的 大 幅 提 升 造 成 环 境 污 染 严 重 威 胁 农 业 生 产 安 全 Biondi et al 2018 因 此 研 发 精 准 低 成 本 高 效 的 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 鉴 定 技 术 以 指 导 正 确 防 治 势 在 必 行 精 准 快 速 的 检 测 鉴 定 手 段 不 仅 能 够 实 现 早 期 预 警 有 效 遏 制 其 传 播 扩 散 更 是 生 产 实 践 中 对 靶 施 策 的 关 键 在 田 间 与 番 茄 潜 叶 蛾 同 时 发 生 的 潜 叶 蝇 类 害 虫 主 要 有 美 洲 斑 潜 蝇 Liromyza sativa 南 美 斑 潜 蝇 Liriomyza huidobrensis 豌 豆 彩 潜 蝇 Chromatomyia horticola 等 他 们 同 域 同 期 发 生 甚 至 在 同 一 块 番 茄 田 或 同 一 番 茄 植 株 上 同 时 发 生 而 其 他 鳞 翅 目 害 虫 如 棉 铃 虫 Helicoverpa armigera 甜 菜 夜 蛾 Spodoptera exigua 马 铃 薯 块 茎 蛾 Phthorimaea operculella 等 亦 常 常 出 没 于 番 茄 田 且 其 幼 龄 幼 虫 潜 食 或 啃 食 的 为 害 症 状 与 番 茄 潜 叶 蛾 的 为 害 状 极 为 相 似 加 之 幼 虫 尤 其 是 幼 龄 幼 虫 形 态 相 近 难 以 通 过 单 一 的 形 态 学 鉴 定 方 法 对 物 种 进 行 准 确 识 别 鉴 别 基 于 物 种 的 外 部 形 态 特 征 并 结 合 分 子 生 物 学 检 测 技 术 人 工 智 能 图 像 识 别 等 技 术 可 为 番 茄 潜 叶 蛾 的 精 准 检 测 提 供 更 为 可 靠 的 识 别 鉴 定 方 案 Tabuloc et al 2019 Liu et al 2023 本 文 将 简 要 综 述 番 茄 潜 叶 蛾 鉴 定 技 术 的 最 新 研 究 进 展 以 期 为 重 大 农 业 害 虫 防 治 农 作 物 生 产 安 全 保 护 以 及 入 侵 害 虫 监 控 提 供 科 学 依 据 1 基 于 形 态 学 的 检 测 鉴 定 技 术 传 统 的 形 态 学 鉴 定 主 要 依 赖 于 对 昆 虫 外 部 形 态 特 征 的 观 测 或 解 剖 分 析 方 法 简 单 直 观 成 本 低 廉 对 害 虫 的 早 期 发 现 和 防 控 具 有 重 要 意 义 但 主 要 依 赖 于 成 虫 或 成 虫 某 一 性 别 的 外 表 特 征 依 赖 于 检 测 鉴 定 人 员 的 经 验 准 确 率 可 达 90 左 右 Barrientos et al 1998 然 而 番 茄 潜 叶 蛾 个 体 微 小 卵 和 初 孵 幼 虫 体 长 不 足 0 5 mm Soares and Campos 2020 极 难 准 确 辨 识 而 成 虫 的 鉴 别 尚 需 借 助 雄 性 外 生 殖 器 的 外 部 形 态 特 征 番 茄 潜 叶 蛾 雄 虫 抱 握 器 呈 指 状 顶 端 多 毛 阳 茎 发 达 具 有 突 出 的 盲 囊 Bajracharya et al 2016 张 桂 芬 等 2019 对 基 层 一 线 植 保 植 检 人14 环 境 昆 虫 学 报 Journal of Environmental Entomology 47 卷 员 亦 具 有 相 当 的 挑 战 性 尽 管 在 田 间 还 可 借 助 手 持 放 大 镜 对 靶 标 种 害 虫 的 外 部 形 态 特 征 进 行 观 察 通 过 对 不 同 发 育 阶 段 虫 态 的 形 态 特 征 对 比 分 析 完 成 对 物 种 的 初 步 判 定 Povoln 1994 但 亦 绝 非 易 事 基 于 物 种 外 部 特 征 的 形 态 学 鉴 定 方 法 虽 然 简 单 直 观 但 在 实 际 应 用 中 存 在 一 定 局 限 性 如 在 田 间 利 用 粘 胶 式 性 诱 捕 器 或 电 击 式 灯 光 诱 捕 器 采 集 的 番 茄 潜 叶 蛾 成 虫 样 本 常 混 杂 有 其 他 种 类 的 鳞 翅 目 害 虫 且 多 数 样 本 肢 体 残 缺 不 全 进 而 影 响 了 样 本 形 态 学 特 征 的 完 整 性 即 使 是 经 验 丰 富 的 专 业 人 员 也 难 以 准 确 识 别 从 而 限 制 了 该 技 术 方 法 应 用 的 广 泛 性 和 普 适 性 王 雅 娜 等 2024 2 基 于 分 子 生 物 学 的 检 测 鉴 定 技 术 基 于 分 子 生 物 学 的 物 种 检 测 鉴 定 技 术 不 受 昆 虫 发 育 阶 段 或 标 本 完 整 性 的 影 响 而 且 准 确 快 速 高 通 量 亦 即 可 同 时 检 测 鉴 定 同 一 物 种 的 多 个 个 体 或 多 个 种 类 的 昆 虫 物 种 目 前 常 用 于 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 鉴 定 的 分 子 生 物 学 技 术 主 要 包 括 随 机 扩 增 多 态 性 DNA 标 记 Random Amplified Polymorphic DNA RAPD 技 术 DNA 序 列 分 析 DNA Sequencing 技 术 特 征 序 列 扩 增 区 域 Sequence Characterized Amplified Regions SCAR 标 记 技 术 物 种 特 异 性 PCR Species Specific PCR SS PCR 技 术 实 时 荧 光 定 量 PCR Real Time Fluorescent Quantitative PCR qPCR 技 术 微 滴 式 数 字 PCR Droplet Digital Polymerase Chain Reaction ddPCR 技 术 环 介 导 等 温 扩 增 Loop mediated Isothermal Amplification LAMP 技 术 重 组 酶 聚 合 酶 扩 增 Recombinase Polymerase Amplification RPA 技 术 和 重 组 酶 介 导 等 温 核 酸 扩 增 Recombinase Aided Amplification RAA 技 术 等 表 1 通 常 基 于 分 子 生 物 学 的 检 测 鉴 定 技 术 多 选 取 长 度 适 中 保 守 性 强 信 息 位 点 丰 富 且 核 苷 酸 变 异 较 快 的 序 列 作 为 目 标 物 种 的 特 异 性 靶 基 因 序 列 如 核 糖 体 内 源 转 录 间 隔 区 1 Internal Transcribed Spacer 1 ITS1 内 源 转 录 间 隔 区 2 Internal Transcribed Spacer 2 ITS2 或 线 粒 体 DNA 细 胞 色 素 C 氧 化 酶 亚 基 Cytochrome C Oxidase Subunit CO I 细 胞 色 素 C 氧 化 酶 亚 基 Cytochrome C Oxidase Subunit CO 和 细 胞 色 素 C 氧 化 酶 亚 基 Cytochrome C Oxidase Subunit CO 基 因 等 以 区 分 番 茄 潜 叶 蛾 与 其 近 似 种 或 近 缘 种 Hillis 1991 Desneux et al 2011 表 1 用 于 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 鉴 定 的 分 子 生 物 学 技 术 Table 1 Molecular detection techniques for the identification of tomato leaf miner 检 测 技 术 Techniques RAPD PCR DNA 序 列 分 析 SCAR SS PCR qPCR ddPCR LAMP RPA CRISPR RAA LFS 靶 标 序 列 Target sequence 核 酸 基 因 组 Genomics 核 苷 酸 基 因 组 Genomics mtDNA CO I 核 苷 酸 基 因 组 Genomics mtDNA CO I 核 苷 酸 基 因 组 Genomics mtDNA CO I 核 苷 酸 基 因 组 Genomics mtDNA CO I 核 糖 体 rDNA ITS 核 苷 酸 基 因 组 Genomics mtDNA CO I 核 苷 酸 基 因 组 Genomics mtDNA CO I 核 苷 酸 基 因 组 Genomics mtDNA CO I 核 苷 酸 基 因 组 Genomics mtDNA CO 靶 标 物 种 Target species 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 多 靶 标 检 测 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 多 靶 标 检 测 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 番 茄 潜 叶 蛾 Tuta absoluta 参 考 文 献 References Betta bi et al 2012 马 琳 等 2021 张 桂 芬 等 2020 张 桂 芬 等 2013 Lewald et al 2023 Zink et al 2022 Yang et al 2024 Lewald et al 2023 Shashank et al 2024 Cao et al 20241 期 姚 若 楠 重 大 农 业 入 侵 害 虫 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 鉴 定 技 术 研 究 进 展 15 2 1 聚 合 酶 链 式 反 应 PCR 及 其 衍 生 技 术 1983 年 Mullis 等 发 明 了 一 种 在 体 外 模 拟 生 物 体 复 制 特 定 DNA 片 段 的 分 子 生 物 学 技 术 即 聚 合 酶 链 式 反 应 Polymerase Chain Reaction PCR 技 术 Kb 1987 PCR 技 术 的 发 明 推 动 了 基 于 DNA 核 酸 扩 增 的 分 子 生 物 学 技 术 的 快 速 发 展 并 催 生 了 RAPD PCR SCAR 等 多 项 技 术 得 以 用 于 物 种 鉴 定 和 物 种 多 样 性 研 究 Power 1996 2 1 1 RAPD PCR 标 记 技 术 RAPD PCR 标 记 技 术 是 借 助 设 计 长 度 为 10 个 碱 基 对 的 随 机 寡 核 苷 酸 引 物 通 过 PCR 对 未 知 序 列 的 基 因 组 DNA 进 行 随 机 扩 增 产 生 不 同 长 度 的 扩 增 子 片 段 从 而 实 现 对 样 本 的 区 分 和 鉴 定 2012 年 Betta bi 等 以 在 突 尼 斯 不 同 地 区 采 集 的 番 茄 潜 叶 蛾 为 靶 标 采 用 RAPD PCR 技 术 对 其 基 因 组 DNA 进 行 遗 传 变 异 分 析 获 得 了 140 条 多 态 性 片 段 Betta bi et al 2012 虽 然 RAPD 标 记 技 术 对 样 本 模 板 DNA 的 需 求 量 比 较 少 且 单 次 检 测 成 本 比 较 低 然 而 由 于 结 果 重 复 性 较 差 特 异 性 不 高 整 个 实 验 过 程 约 需 5 h 因 此 难 以 满 足 物 种 快 速 准 确 鉴 定 的 需 求 逐 渐 被 更 为 稳 定 灵 敏 和 可 靠 的 SCAR 标 记 技 术 所 取 代 2 1 2 DNA 序 列 分 析 技 术 DNA 序 列 分 析 对 于 了 解 物 种 的 基 因 结 构 表 达 及 分 子 进 化 关 系 等 具 有 十 分 重 要 的 意 义 序 列 测 定 是 对 入 侵 害 虫 分 类 鉴 别 的 重 要 手 段 随 着 昆 虫 物 种 特 异 性 区 段 的 不 断 挖 掘 和 一 代 Sanger 测 序 成 本 的 大 幅 度 下 降 从 疑 似 样 本 中 提 取 虫 体 总 基 因 组 DNA 使 用 rDNA ITS 或 mtDNA CO I 通 用 型 引 物 进 行 PCR 扩 增 经 Sanger 测 序 即 可 快 速 确 定 PCR 纯 化 产 物 的 碱 基 序 列 经 扩 增 产 物 的 序 列 比 对 构 建 系 统 发 育 树 后 判 定 待 测 样 本 的 物 种 种 类 目 前 已 逐 渐 成 为 一 种 常 见 的 入 侵 害 虫 检 测 技 术 且 准 确 率 高 通 常 可 达 99 Vrijenhoek 1994 Zhang et al 2000 Cifuentes et al 2011 Tamura et al 2013 其 中 隶 属 鳞 翅 目 的 入 侵 害 虫 番 茄 潜 叶 蛾 苹 果 蠹 蛾 和 美 国 白 蛾 等 均 已 形 成 了 基 于 序 列 分 析 的 物 种 检 测 鉴 定 技 术 体 系 马 琳 等 2021 李 安 娟 和 柳 丽 君 2023 然 而 DNA 序 列 分 析 技 术 需 要 外 送 测 序 通 常 耗 时 3 d 以 上 且 尚 需 后 续 的 序 列 剪 切 比 对 分 析 等 其 适 用 性 和 时 效 性 受 到 了 制 约 顾 建 锋 等 2023 2 1 3 SCAR 标 记 技 术 SCAR 标 记 技 术 由 Paran 和 Michelmore 等 研 发 是 在 RAPD 基 础 上 研 发 的 基 于 特 异 性 扩 增 区 的 分 子 标 记 技 术 Paran and Michelmore 1993 其 扩 增 产 物 通 常 单 一 且 特 异 性 强 检 测 结 果 的 重 复 性 和 准 确 性 更 高 更 适 合 物 种 鉴 定 和 种 间 差 异 检 测 Agust et al 2000 如 张 桂 芬 等 2020 研 发 了 基 于 SCAR 标 记 技 术 的 番 茄 潜 叶 蛾 检 测 试 剂 盒 使 用 设 计 的 特 异 性 检 测 引 物 对 TAZBF1 TAZBR1 可 准 确 区 分 番 茄 潜 叶 蛾 与 其 它 22 种 常 见 的 潜 叶 类 食 叶 类 以 及 蛀 果 类 昆 虫 检 测 时 长 约 为 5 h 基 因 组 DNA 模 板 的 检 测 极 限 为 1 08 ng L 且 识 别 准 确 率 高 达 100 为 番 茄 潜 叶 蛾 的 早 期 识 别 鉴 定 和 有 效 防 范 提 供 了 技 术 支 撑 然 而 SCAR 检 测 鉴 定 技 术 需 要 进 行 DNA 提 取 受 限 于 PCR 反 应 条 件 以 及 电 泳 检 测 分 析 难 以 满 足 田 间 现 场 检 测 鉴 定 需 求 Amiteye 2021 2 1 4 SS PCR 检 测 技 术 SS PCR 检 测 技 术 是 一 种 用 于 扩 增 物 种 特 异 性 DNA 片 段 的 技 术 主 要 特 征 在 于 能 够 产 生 单 链 DNA 扩 增 产 物 且 物 种 鉴 定 准 确 率 高 达 98 以 上 Guedes et al 2019 与 传 统PCR 不 同 SS PCR 关 注 的 是 在 扩 增 过 程 中 生 成 的 单 链 DNA 而 不 是 双 链 DNA Sun et al 2023 SS PCR 检 测 技 术 通 过 对 靶 标 种 的 DNA 序 列 测 定 以 及 与 近 似 种 相 关 序 列 的 比 对 分 析 设 计 靶 向 番 茄 潜 叶 蛾 的 特 异 性 扩 增 引 物 对 经 过 特 异 性 检 验 验 证 可 直 接 利 用 该 对 特 异 性 引 物 对 靶 标 种 DNA 进 行 PCR 扩 增 然 后 通 过 对 PCR 产 物 的 琼 脂 糖 凝 胶 电 泳 检 测 借 助 特 异 性 条 带 的 有 无 判 定 样 品 物 种 张 桂 芬 等 2012 如 张 桂 芬 等 2013 开 发 了 番 茄 潜 叶 蛾 的 SS PCR 技 术 设 计 了 靶 向 番 茄 潜 叶 蛾 COI 基 因 的 特 异 性 引 物 对 TAZJCE1 TAZJCF1 使 用 该 引 物 对 可 扩 增 单 粒 卵 单 根 触 角 头 部 胸 部 腹 部 膜 质 的 翅 以 及 角 质 化 程 度 比 较 高 的 足 等 微 量 样 品 或 残 体 DNA 仅 需 琼 脂 糖 凝 胶 电 泳 检 测 即 可 准 确 区 分 番 茄 潜 叶 蛾 与 其 它 6 种 形 态 相 似 的 潜 叶 类 害 虫 DNA 检 测 极 限 为 0 31 ng L 该 技 术 在 首 次 发 现 番 茄 潜 叶 蛾 入 侵 我 国 的 物 种 确 证 中 发 挥 了 巨 大 作 用 然 而 该 技 术 面 临 难 以 现 场 化 应 用 的 问 题 16 环 境 昆 虫 学 报 Journal of Environmental Entomology 47 卷 2 2 qPCR 和 ddPCR 检 测 技 术 2 2 1 qPCR 检 测 技 术 qPCR 是 在 常 规 PCR 基 础 上 发 展 起 来 的 一 种 核 酸 定 量 检 测 技 术 其 基 本 原 理 是 在 PCR 反 应 体 系 中 加 入 荧 光 标 记 物 随 着 PCR 反 应 的 进 行 和 扩 增 产 物 的 增 加 荧 光 信 号 也 随 之 增 强 Heid et al 1996 进 而 通 过 专 用 检 测 设 备 对 荧 光 信 号 进 行 实 时 采 集 和 检 测 可 以 实 现 对 PCR 扩 增 过 程 的 动 态 监 控 最 终 通 过 荧 光 扩 增 曲 线 对 扩 增 结 果 进 行 定 量 分 析 Higuchi et al 1992 根 据 荧 光 标 记 物 的 不 同 qPCR 又 可 分 为 荧 光 染 料 法 和 荧 光 探 针 法 其 中 荧 光 探 针 法 的 TaqMan 探 针 与 特 定 靶 序 列 完 全 互 补 只 有 当 引 物 和 探 针 与 靶 基 因 同 时 结 合 时 扩 增 时 探 针 才 会 被 水 解 酶 切 发 出 荧 光 从 而 避 免 了 非 特 异 性 扩 增 产 物 的 干 扰 而 且 荧 光 探 针 法 还 可 检 测 两 个 或 多 个 靶 标 非 常 适 合 入 侵 害 虫 的 检 测 鉴 定 Kaltenboeck 2005 如 Lewald 等 2023 利 用 CO I 基 因 建 立 了 靶 向 番 茄 潜 叶 蛾 番 茄 茎 麦 蛾 Keiferia lycopersicella 和 马 铃 薯 块 茎 蛾 的 单 核 苷 酸 多 态 性 标 记 的 多 重 探 针 qPCR 检 测 技 术 仅 需 约 2 h 即 可 完 成 从 DNA 提 取 到 检 测 结 果 判 定 的 整 个 过 程 DNA 检 测 极 限 为 0 02 ng L 目 前 该 技 术 主 要 用 于 海 关 口 岸 有 害 生 物 的 检 测 鉴 定 分 析 然 而 qPCR 所 需 仪 器 和 试 剂 价 格 较 高 而 基 层 植 保 植 检 部 门 的 相 应 设 备 及 专 业 技 术 人 员 配 置 匮 乏 实 用 性 欠 佳 2 2 2 ddPCR 检 测 技 术 微 滴 式 数 字 PCR ddPCR 是 继 qPCR 之 后 发 展 起 来 的 一 项 新 兴 的 分 子 检 测 技 术 可 将 PCR 反 应 混 合 物 分 散 成 数 万 个 微 小 液 滴 每 个 液 滴 均 可 作 为 一 个 独 立 的 PCR 反 应 单 元 进 行 扩 增 和 检 测 可 提 供 比 qPCR 更 精 确 和 重 复 性 能 更 好 的 数 据 Hindson et al 2013 Taylor et al 2017 且 该 技 术 无 需 标 准 曲 线 可 更 高 效 地 实 现 低 浓 度 核 酸 分 子 的 绝 对 定 量 有 利 于 入 侵 害 虫 的 早 期 发 现 和 准 确 判 定 Taylor et al 2019 Lei et al 2021 如 Zink 等 2020 设 计 了 可 同 时 用 于 番 茄 潜 叶 蛾 qPCR 和 ddPCR 的 检 测 体 系 仅 需 1 个 多 小 时 即 可 准 确 区 分 番 茄 潜 叶 蛾 与 美 国 番 茄 产 区 的 其 它 近 似 种 昆 虫 该 技 术 的 DNA 检 测 极 限 更 是 低 至 了 1 00 pg L 之 后 Zink 等 2022 又 对 ddPCR 技 术 的 DNA 提 取 方 法 进 行 了 优 化 可 无 损 伤 提 取 数 百 个 样 品 基 因 组 DNA 缩 短 了 批 量 混 检 样 品 的 检 测 时 间 如 获 得 的 检 测 结 果 为 阳 性 则 可 使 用 实 时 qPCR 完 成 样 本 的 单 独 检 测 以 进 一 步 明 确 是 否 存 在 番 茄 潜 叶 蛾 的 入 侵 进 而 实 现 了 对 入 侵 区 域 的 及 时 监 测 然 而 ddPCR 检 测 技 术 所 需 仪 器 昂 贵 且 对 仪 器 操 作 人 员 要 求 较 高 进 而 限 制 了 该 技 术 应 用 的 广 泛 性 和 普 及 性 2 3 环 介 导 等 温 扩 增 LAMP 检 测 技 术 环 介 导 等 温 扩 增 LAMP 检 测 技 术 由 日 本 荣 研 化 学 株 式 会 社 于 2000 年 研 发 成 功 该 技 术 主 要 依 赖 于 Bst DNA 聚 合 酶 的 自 动 链 置 换 特 性 可 在 60 65 恒 温 条 件 下 通 过 4 6 个 引 物 高 效 扩 增 靶 基 因 核 酸 序 列 Notomi et al 2000 Becherer et al 2020 LAMP 检 测 技 术 扩 增 产 物 可 通 过 琼 脂 糖 凝 胶 电 泳 比 色 法 荧 光 信 号 测 定 实 时 监 测 浊 度 测 定 侧 向 层 析 检 测 等 方 法 进 行 结 果 显 示 已 被 广 泛 用 于 多 种 入 侵 昆 虫 的 田 间 检 测 和 监 测 Mori et al 2004 Parida et al 2008 Tomita et al 2008 Wong et al 2018 如 Yang 等 2024 基 于 CO I 基 因 研 发 了 番 茄 潜 叶 蛾 LAMP 可 视 化 检 测 鉴 定 技 术 基 因 组 DNA 扩 增 后 无 需 开 盖 通 过 观 察 反 应 液 SYBR Green 染 料 的 荧 光 信 号 即 可