煙粉虱mRNA選擇性剪切機制與農(nóng)業(yè)害蟲防治

摘 要：煙粉虱，屬于粉虱科，俗稱小白蛾，是最近幾年各個地方剛剛出現(xiàn)的一種新型蟲害，其主要為害番茄、辣椒等蔬菜以及棉花、煙草等農(nóng)作物。目前，煙粉虱被認為是一種世界性害蟲，甚至被認為是世界上危害最大的入侵物種之一。有些學者發(fā)現(xiàn)他們被稱為入侵煙粉虱的害蟲與當?shù)赝林鵁煼凼g會形成“非對稱交配互作”，使雌雄成蟲間的交配更加頻繁，有利于提高卵子受精率，使煙粉虱具有更多的雌性后代，這種害蟲間的交配行為能使入侵煙粉虱取代危害性不大的土著煙粉虱。煙粉虱通過直接吸取植物汁液，誘發(fā)煤污病的產(chǎn)生，嚴重影響光合作用，并且煙粉虱對不同的植物表現(xiàn)出不同的危害癥狀。本文基于煙粉虱mRNA的選擇性剪切機制分析其對某些植物造成的嚴重危害，并給出關(guān)于農(nóng)業(yè)害蟲防治的可行性建議。

關(guān)鍵詞：煙粉虱;mRNA剪切機制;防治

一、煙粉虱mRNA的剪切機制

（一）mRNA選擇性剪切的定義

RNA剪切是真核生物中非常重要的一步，許多RNA在經(jīng)過剪切體剪切后能正常發(fā)揮生理功能，開始知道蛋白質(zhì)的翻譯合成。成熟的mRNA是由細胞內(nèi)的前體RNA在細胞內(nèi)進過一系列剪切最終形成的。在這一過程中有一步驟叫做選擇性剪切，在不同的剪切位點進行剪切會形成不同mRNA，最終指導不同的蛋白質(zhì)產(chǎn)生。選擇性剪切又叫做可變性剪切，是指通過對不同位點的前體RNA進行剪切，剪去內(nèi)含子只保留外顯子，然后形成不同的成熟mRNA。選擇性剪切有許多剪切產(chǎn)物，最為常見的是起始密碼子的終止密碼子。mRNA的剪切有多種途徑，包括自剪切、分子間的剪切、分子內(nèi)的剪切等。

（二）mRNA剪切機制

RNA剪切的目的是將不表達的內(nèi)含子剪切掉，因此其剪切機制也與此相對，將DNA序列中的斷裂基因切除。剪切大致分為2個過程：第一步是不需要消耗ATP的磷酸二酯鍵的斷裂，第二步是需要消耗能量的連接過程。mRNA的剪切實質(zhì)是磷酸二酯鍵的斷裂，在剪切體中進行，在核酸內(nèi)切酶將磷脂鍵斷裂后，RNA連接酶將剪去內(nèi)含子的有效基因連接形成成熟的mRNA。隨著研究的逐步深入，科研人員發(fā)現(xiàn)有一種酶可以發(fā)生自身剪切。在只存在RNA時，核酸酶代替剪切體進行工作時RNA發(fā)生自剪切。

二、煙粉虱的生物學特性

（一）形態(tài)特征

煙粉虱在不同生長時期的形態(tài)特征不同，但各階段煙粉虱的生物形態(tài)特征普遍極為相似，極難區(qū)分[1]。

1.卵

卵呈橢圓形，有卵柄，普遍與葉面相互垂直，卵柄會通過產(chǎn)卵器插入葉內(nèi)，卵剛出生時體表呈淡黃綠色，孵化前顏色逐漸加深，大致呈琥珀色或深褐色，但不會變黑。卵散產(chǎn)后會在葉背呈不規(guī)則分布。

2.幼蟲

幼蟲代表的是1～3齡時期，身體呈橢圓形。1齡體長約0.27 mm，寬0.14 mm，有觸角和足，行進方式為爬行，有體毛16對，腹部末端有1對明顯的剛毛，剛毛可以輔助蟲體運動，也可以起到固定、支撐作用。腹部平、背部微隆起，體表呈淡綠色至黃色，可透過體表看見2個黃色點。

3.蛹

蛹為3齡時期的蟲，通過解剖鏡可觀察到，蛹表面呈淡綠色或黃色，長0.6～0.9 mm;蛹殼邊緣較薄，并且有時會自然下陷至周邊無蠟絲，在胸氣門處呈左右對稱;蛹背蠟絲有無根據(jù)蛹各自特征而言，并不固定。

（二）生活習性

每種動植物都有自己最適的生活環(huán)境與方式，煙粉虱的生長周期有卵、幼蟲和成蟲3種蟲態(tài)，年增長率受環(huán)境的影響不盡相同。煙粉虱是主要在熱帶、亞熱帶及相鄰溫帶地區(qū)出現(xiàn)的主要害蟲之一[2，3]，在南美洲、歐洲、大洋洲、亞洲和非洲的很多國家和地區(qū)都有分布。據(jù)統(tǒng)計，每頭雌蟲一次可產(chǎn)卵30～300粒，在最適宜的植物上平均可產(chǎn)卵200粒以上。產(chǎn)卵能力與溫度、寄主、地理環(huán)境有很大關(guān)系。南方地區(qū)每年發(fā)生11～15代，世代重疊現(xiàn)象嚴重，而北方地區(qū)露地不能越冬，但保護地中可以周年為害。近年來，煙粉虱危害逐年上升，成蟲、若蟲均會刺吸植物葉片汁液，導致受害葉片褪綠，嚴重時會導致植株死亡。煙粉虱成蟲具有趨光性和趨嫩性，多在植株的中上部葉片產(chǎn)卵，能適應較高溫的環(huán)境，溫度為25～30 ℃時，是煙粉虱種群發(fā)育、存活和繁殖最適宜的溫度條件。

（三）寄主選擇

通過對煙粉虱對寄主選擇性行為的觀察可以發(fā)現(xiàn)，煙粉虱主要是通過植物廣譜的綠色氣體對植物材料進行識別，并進一步受到綠色信息的誘導。通過煙粉虱在不同寄主植物上的寄存時間，可以看出煙粉虱是通過口針刺探對寄主汁液進行吸取評估，評估結(jié)果的不同表明煙粉虱對寄主的選擇性不同與喜好程度。綜合來看，煙粉虱對寄主的選擇主要是通過嗅覺、視覺和味覺共同參與結(jié)合所做出的一個決策過程，以寄主植物的氣味、顏色和質(zhì)量為線索，逐步發(fā)現(xiàn)并定位到適宜的寄主植物上，甚至能定位在某一植株的最適位置，因此在寄主選擇過程中存在很大的可塑性。據(jù)不完全統(tǒng)計，煙粉虱主要寄主為煙草、番茄、番薯、木薯、棉花、十字花科、葫蘆科、豆科、茄科和錦葵科等。5月上旬部分遷入煙田，溫、濕度適宜，煙粉虱對煙草造成嚴重危害。秋季又回到蔬菜及雜草上為害。成蟲喜在嫩葉上為害，卵產(chǎn)在葉背[4]。

三、農(nóng)業(yè)害蟲防治

煙粉虱具有寄主較多、身體表面呈蠟質(zhì)、繁殖速度極快、傳播途徑多且擴散范圍廣、對化學類農(nóng)藥極易產(chǎn)生抗藥性等特點，給農(nóng)民對煙粉虱的防治造成了許多困擾，因此必須及時采取綜合治理措施，尤其是要加強冬季對作物保護地的防治[5]。

（一）農(nóng)業(yè)防治

農(nóng)業(yè)防治是一種通過農(nóng)業(yè)方式改變農(nóng)田生態(tài)，調(diào)節(jié)農(nóng)田內(nèi)病原微生物與植物間的關(guān)系，使植物保護地內(nèi)害蟲與寄主之間的關(guān)系和諧，從而創(chuàng)造一個利于作物抗病、不利于病原物侵染的理想環(huán)境。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前對各種植物病害防治的技術(shù)方法中，農(nóng)業(yè)防治被認為是一種比較經(jīng)濟、安全的且能有效控制一些其他措施難于防治的病害。在溫室或大棚室內(nèi)培育作物時，需要在作物栽培環(huán)節(jié)提前對植物進行徹底的殺蟲，嚴格把關(guān)，盡量培育并選用無蟲苗，從根源上防止將粉虱的蟲卵帶入保護地。并要求結(jié)合農(nóng)事的機器操作技巧，及時對植株下部的衰老葉片進行處理，并帶出保護地外進行銷毀。還可以種植粉虱不喜食的蔬菜，如芹菜、蒜黃等耐低溫的蔬果。與其他防治手段相比，生物防治的優(yōu)點是保持生態(tài)平衡，缺點是不可能將有害生物一舉殲滅，只能減少其數(shù)量，使其危害減少。在露天地里種植時，要注意在換茬期間做好田園清潔工作，在保護地周圍可種植煙粉虱不喜歡的植物，可以有效避免煙粉虱的入侵。

（二）物理防治

物理防治是指針對要除掉的害蟲的生活習性利用簡單工具和各種物理因素防治蟲害，如顏色、溫度、氣味等物理因素。物理防治包括最原始的徒手捕殺方法，也包括利用光能、電能等方法除蟲[6]。隨著近代科技的迅速發(fā)展，近代物理學防治技術(shù)隨之有很大的發(fā)展。粉虱對黃色特別是明亮的橙黃色有疏遠性，可以通過在溫室環(huán)境內(nèi)放置大量黃板來誘殺成蟲。方法是用黃色油漆將纖維板或硬紙版涂成黃色，在外層涂一層黏性油，平均每667 m2可設置30～40塊，與植株放置在同等高度。7～10 d后觀察黏板，如果黃色板黏滿蟲或色板黏性降低時需要重新涂油。

（三）生物防治

煙粉虱的天敵種類有許多，其對煙粉虱種群的增長起著明顯的控制作用。下面主要針對麗蚜小蜂進行詳細介紹，許多國家防治煙粉虱最常用的方法就是在種植地內(nèi)釋放麗蚜小蜂，只利用天敵時防治作用較小，所以需要配合高效低毒的殺蟲劑同時使用，這樣才能有效控制煙粉虱的全面發(fā)生。在我國，最常見的生物防治方法是使用黃板，這是利用煙粉虱對黃色的敏感性。在保護地種植區(qū)內(nèi)放置黃板，經(jīng)觀察，若黃板上出現(xiàn)了煙粉虱幼蟲，則證明在此保護地內(nèi)確認存在煙粉虱，需頻繁對黃板進行觀察。當發(fā)現(xiàn)平均每株有粉虱成蟲0.5頭左右時，即可進行第1次放蜂，每隔7～10 d放蜂一次，持續(xù)進行3～5次，放蜂量以蜂蟲比為3∶1為宜。除麗蚜小蜂外，中華草蛉、微小花蝽、東亞小花蝽等捕食性天敵對煙粉虱也有一定的控制作用。

（四）化學防治

化學防治也是一種能在很大程度上控制害蟲急速增長的手段。化學農(nóng)藥中的一些元素可能會導致環(huán)境污染與生態(tài)破壞，但仍廣泛使用的原因是其作用范圍廣、作用對象多，所以需要嚴格控制用量、控制藥品濃度等。在使用化學藥劑進行害蟲防治時，需要注意不能隨意更換化學藥劑濃度、不能盲目混合使用，盡量選取只作用于害蟲對天敵無害的藥劑或選擇對天敵危害相對較小的化學藥劑。

四、結(jié)語

目前，公認為世界性危害極大的煙粉虱的防治刻不容緩，上文提出的幾點粗略性建議適用于煙粉虱的防治，希望本研究能對未來的科研有所作用并對煙粉虱的防治有較大改善。

參考文獻：

[1]姚淑英，蔡永平，李美娥.煙粉虱的發(fā)生特點及綜合治理技術(shù)[C]//植物保護與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，2008.

[2]吳秋芳，花蕾.煙粉虱研究進展[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2006（6）：19-24.

[3]趙莉，張榮，肖艷，等.危害棉花的重要害蟲煙粉虱在新疆發(fā)現(xiàn)[J].新疆農(nóng)業(yè)科學，2000（1）：27-28.

[4]郭普.植保大典 Encyclopedia of Plant Protection

[M].北京：中國三峽出版社農(nóng)業(yè)科教出版中心，2006.

[5]羅志義，章偉年，干國培.棉田煙粉虱種群動態(tài)及殺蟲劑的影響[J].昆蟲學報，1989（3）：293-299.

[6]安新城，任順祥.煙粉虱對寄主的選擇行為[J].應用昆蟲學報，2007（4）：566-570.