专题导读：病虫害生物防治是实现蔬菜安全生产的主要途径

据世界粮农组织最新统计,世界蔬菜收获面积约为5 864万公顷,总产量约11.65亿吨;而中国蔬菜收获面积约2 468万公顷,总产量7.58亿吨;种植面积和总产量分别占世界的42%和65%。中国蔬菜种植面积、总产量、人均蔬菜消费量及出口量均居世界第一,是名副其实的蔬菜生产、消费与出口大国。同时蔬菜病虫害种类和发生危害程度在所有作物中也居前列,如郑建秋^[1]编著的《现代蔬菜病虫害鉴别与防治手册》记载蔬菜病虫害1 323种。一般病虫害危害对蔬菜造成的损失为20%—30%,严重的可达50%以上。为了控制病虫害,常常大量使用化学农药,造成产品质量安全、环境污染及病虫害抗药性提高等问题时有发生。因此,蔬菜病虫害生物防治及蔬菜安全生产早已成为社会关注的焦点,也是国家和相关农业科研、推广应用部门研究的重点与难点。如2016年,科技部聚焦国家重大战略任务、围绕解决当前国家发展面临的瓶颈和突出问题,启动了一系列重点专项,其中包括“化学肥料和农药减施增效综合技术研发”试点专项（包含42个项目）。为了实现化肥农药“双减”,提高蔬菜品质、保障蔬菜产品安全和环境安全,生物防控技术就成为首选的替代技术,而且是最有效的途径。所以,加大蔬菜病虫害生物防控的基础理论与应用技术研究显得尤为重要,目前国家的重视与支持为蔬菜病虫害生物防控技术的研究与应用提供了很好的发展机遇。 在蔬菜病虫害生物防治技术的研究与应用方面,近年来取得了很大的进展^[2]。本栏目此次集中发表的5篇论文中,有3篇是关于蔬菜害虫生物防治研究与应用的,2篇是关于蔬菜病害生物防治研究与应用的。在3篇害虫生物防治的论文中,有2篇涉及应用生物多样性来保护利用天敌控制害虫,而此方面的研究目前已成为害虫生物防治的一个热点,即害虫天敌植物支持系统的研究与应用。为天敌昆虫提供食物、提供越冬和繁殖场所、提供逃避农药和耕作干扰等恶劣条件的庇护及适宜生长的微观环境的植物体系就构成了害虫天敌的植物支持系统^[3-5]。一般将这些植物称为储蓄植物或载体植物,它是一个天敌饲养和释放系统,是在作物中有意添加或建立的用于温室或大田害虫防治的系统^[6-7]。如利用蓖麻载体植物系统防治烟粉虱（Bemisia tabaci）^[8];利用诱集寄主苘麻防治B型烟粉虱等储蓄植物系统已取得了很好的防治效果^[9]。吴圣勇等^[10]研究表明采用协调天敌诱集和助增策略,通过混合种植不同诱集植物,诱集到了多种自然天敌类群,并将筛选出的优势天敌构建成储蓄植物系统。如将小麦-麦蚜-瓢虫的储蓄植物系统应用于温室后的第2周,接种200头瓢虫的处理,蚜虫密度显著低于其他处理,防治效果为69.4%。因此,以天敌昆虫诱集、保护、筛选和利用为一体的害虫生物防治思路在实践中具有可行性。传统的蔬菜病虫害防治理念主要依赖化学防治措施,不仅影响蔬菜产品质量和农田环境,破坏菜田生态系统的稳定性,降低菜田的生物多样性,而且还使有益生物种群受到制约。因此,保护利用节肢动物群落多样性和有益天敌种群数量,对控制害虫具有重要意义^[11]。曾粮斌等^[12]研究表明不同防治措施对花椰菜地节肢动物群落特征的影响不同,药剂防治措施虽然能有效降低害虫的种群数量,但也使天敌数量相应地减少,而生物农药对花椰菜地节肢动物群落影响小于化学农药;发现地表中性昆虫对捕食性天敌前期定殖有一定的作用。该研究为花椰菜地害虫防治和天敌保护利用提供了依据。球孢白僵菌（Beauveria bassiana）是一类研究与应用较多的杀虫真菌,它对15个目149个科的700多种昆虫以及6个科的10多种蜱螨有侵染致病作用^[13]。目前中国登记注册的球孢白僵菌产品共13个,其中大部分可用于蓟马、粉虱、蚜虫等蔬菜害虫的防治。近年来中国农业科学院植物保护研究所应用白僵菌防治温室黄瓜、西兰花、茄子等蔬菜上的西花蓟马（Frankliniella occidentalis）和烟蓟马（Thrips tabaci）,其防治效果在70%左右^[14]。虽然虫生真菌对多种害虫有很好的控制作用,但在应用中经常会遇到菌株退化问题,张慧等^[15]通过开展连续继代培养对高毒菌株产孢和毒力的影响研究,获得对西花蓟马毒力和产孢量均高且稳定的球孢白僵菌菌株,进一步提出有效防止菌株退化、优良菌株保存和改良的方法与措施,为高效菌株的规模化生产提供了参考。 解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）是重要的植物根围促生细菌,在植物病害生物防治中起到重要作用,其中B1619菌株能够有效地防控番茄枯萎病,防治效果达到80%左右,其主要作用机理为在植物根部定殖,保护植物不受病菌侵染,诱导植株产生抗病性^[16]。向亚萍等^[17]进一步研究发现,B1619菌株分泌的3种脂肽类抗生素中对番茄枯萎病菌（Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici）生长起重要抑制作用的为bacillomycin L和fengycins,为该菌株今后的开发和应用推广提供了理论依据。根结线虫严重制约了蔬菜的产量,每年对农作物造成的损失达到几十亿美元^[18-19]。施用化学杀线剂防治根结线虫病虽然见效快,但会因农药残留而极大降低蔬菜品质,破坏生态平衡,严重威胁农业的可持续发展。利用生物防治替代化学防治是减轻根结线虫危害的重要策略之一,将生物有机肥与生物菌剂相结合的可持续治理体系日益受到重视,选择合适的生防菌株,并进行搭配组合,使之由单一菌肥向复合菌肥、单功能向多功能方面发展具有重要意义。目前所使用的菌种已达到100多种,包括细菌、真菌、放线菌及蓝藻等。据报道,淡紫拟青霉（Paecilomyces lilacinus）颗粒剂对黄瓜根结线虫的生防效果为39.8%,同时可增加黄瓜产量^[20];交枝顶孢霉（Acremoniumimplicatum）为线虫条件致病真菌,对南方根结线虫（Meloidogyne incognita）的寄生率为33.8%^[21]。马玉琴等^[22]研究评价了短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）、淡紫拟青霉、交枝顶孢霉、钩状木霉（Trichoderma hamatum）等生防菌剂配比的生物有机菌肥对黄瓜根结线虫病的防治效果以及对黄瓜生长、产量的影响,筛选出3个高效菌肥组合,即5号组合（短短芽孢杆菌、交枝顶孢霉）、6号组合（短短芽孢杆菌、淡紫拟青霉）、9号组合（短短芽孢杆菌、淡紫拟青霉、交枝顶孢霉、钩状木霉）对黄瓜根结线虫病防治及增产作用具有较好的综合表现,为进一步开发利用菌肥、实现化肥农药“双减”、安全防病与增产提供了依据。 本专题所发表的5篇有关蔬菜病虫害生物防控研究与应用的论文,仅仅是该研究领域的很小部分,只是想以专题的形式抛砖引玉,并借国家大力提倡的化肥农药“双减”之契机,促进蔬菜病虫害生物防控技术的研究与发展。     

黄瓜对B型和Q型烟粉虱取食的不同生理生化反应

【目的】烟粉虱（Bemisia tabaci）B生物型（中东-小亚细亚1种）和Q生物型（地中海种）是农业生产上的重要害虫,杀虫剂的滥用造成害虫产生抗药性,并危害到生态安全与人类健康,因此,制定安全有效的防控措施十分必要。利用植物抗性是害虫综合治理的重要方面,论文旨在探讨黄瓜植株被B型、Q型烟粉虱取食后营养和防御相关酶系的反应差异,阐明黄瓜植株应对烟粉虱取食防御反应的生理生化机制,为利用植物抗性防控不同烟粉虱生物型提供依据。【方法】以实验室长期培养的B型、Q型烟粉虱和黄瓜博杰1号品种为供试材料,在黄瓜植株4片真叶期分别接B型、Q型烟粉虱成虫200头,同时分别以不接虫的黄瓜植株为对照,在烟粉虱持续取食1、3、5、7、9 d后,分别测定黄瓜叶片中营养物质（可溶性糖和可溶性蛋白质）含量、多酚含量、防御物质合成相关酶活性以及保护酶活性。【结果】在整个实验期内,B型烟粉虱取食3 d后,黄瓜叶片中可溶性糖和蛋白含量均显著高于对照植株,而Q型烟粉虱取食1 d后,黄瓜叶片内可溶性糖和蛋白质含量均比对照植株显著下降。黄瓜叶片中多酚含量及其合成关键酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性在两种生物型烟粉虱取食后均升高,但对Q型烟粉虱取食更敏感,即活性更高。B型烟粉虱取食后引起黄瓜叶片中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）酶活性均升高、过氧化物酶（POD）酶活性下降;而Q型烟粉虱取食后则引起SOD活性升高、POD和CAT酶活性下降。【结论】烟粉虱B型和Q型取食诱导黄瓜的营养物质含量、防御酶或保护酶活性发生不同变化。B型、Q型烟粉虱取食均能诱导黄瓜植株防御物质多酚的合成,导致叶片内多酚含量升高;但二者对黄瓜营养物质及保护酶的活性诱导存在差异,B型烟粉虱诱导黄瓜营养物质增加,Q型取食导致营养物质下降,而黄瓜防御物质在Q型烟粉虱取食后活性更强。两种烟粉虱生物型在寄主适应性上存在差异,在制定防治策略上,应该因不同烟粉虱生物型或不同寄主植物而有所不同。     

烟粉虱不同地理种群的mtDNA COI基因序列分析及其系统发育

 烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种世界性的重要害虫并具有多种生物型。本文利用mtDNA COI基因片段对国内外12个地理种群烟粉虱的生物型进行了鉴定并对其来源进行了分析。序列比较和系统发育分析结果表明，采自北京海淀、河南郑州、山东枣庄、江苏南京、上海闵行、海南海口等地的烟粉虱与来自美国California州、Texas州、Arizona州以及以色列的B型烟粉虱的同源性达到99.8%～100%，由此可见目前在中国广大地区暴发成灾的烟粉虱生物型为B型；而采自云南省昆明地区一品红寄主植物上的烟粉虱与来自摩洛哥和西班牙的Q型烟粉虱具有极高的同源性，该烟粉虱生物型为Q型，这也是首次报道Q型烟粉虱入侵中国。     

烟粉虱的生物学特性、测报及防控技术研究进展

烟粉虱(Bemisia tabaci)是我国花卉、蔬菜、烟草等经济作物的重要入侵害虫之一,近年来给我国经济作物的生产造成了严重损失。目前,在我国广泛危害作物的烟粉虱生物型较多,主要有B型、Q型2种。该文从生态学特性、预测预报技术及绿色防控技术等方面对烟粉虱的防控技术研究进展进行了综述。     

琼脂糖凝胶电泳检测烟粉虱Q型与B型微卫星位点BEM23的研究

近年来烟粉虱Q型和B型在国内外许多地区混合发生并造成危害,2种生物型的快速鉴定对于烟粉虱有效防控具有重要的指导意义。在前期研究基础上,使用琼脂糖凝胶电泳对2005—2009年山东各地采集的烟粉虱样品（139头Q型烟粉虱、239头B型烟粉虱）微卫星位点BEbi23进行了检测研究。结果表明,绝大多数Q型烟粉虱只扩增到约400bp的片段（占98．6％）,而多数B型烟粉虱扩增到的片段约200bp（占97．9％）。鉴于绝大多数Q型和B型烟粉虱分别只存在约400bp和约200bp产物片段,该方法可用于B型、Q型烟粉虱大量样品生物型的初步筛选。     

安徽合肥地区烟粉虱生物型鉴定及其系统发育分析

利用mtDNA COI基因片段对安徽合肥地区烟粉虱生物型进行了鉴定及系统发育分析。结果表明,合肥地区所采集烟粉虱为Q型,且与云南昆明地区的烟粉虱种群同源性达到99.8%～100%,推测安徽合肥地区Q型烟粉虱很可能为外来入侵害虫,其发源地应该与云南昆明地区Q型烟粉虱一致。     

入侵B型与Q型烟粉虱的发生及防治对策

[目的]为控制B型和Q型烟粉虱的危害提供依据。[方法]以烟粉虱为研究对象,阐述了近年来入侵我国的B型和Q型烟粉虱的危害、生物型鉴定等方面的研究,并提出了防治对策。[结果]B型烟粉虱可为害寄主植物超过500种,包括多种蔬菜、花卉和大田作物,这些作物也是重要的病毒传播媒介。在云南、浙江、北京等地区已有Q型烟粉虱存在的报道,其在浙江省曾大量发生危害。不同生物型烟粉虱很难根据形态特征来区分,分子标记能有效地区分。烟粉虱成虫和若虫常群集在叶片背面,能分泌大量的蜜露,污染叶片和果实,诱发病害发生。烟粉虱要采取多种措施防治。[结论]应重视B型和Q型烟粉虱的传播与危害,采取综合防治措施。     

6种药剂防治烟粉虱田间药效试验

烟粉虱Bemisia tabaci（Gennadius）,属同翅目,粉虱科,小粉虱属,是热带和亚热带地区的重要害虫之一,目前寄主植物估计已经超过600种,主要为害棉花、大豆、蔬菜和园林花卉等植物,世界各地每年经济损失超过3亿美元[1]。我国的烟粉虱记载于1949年[2],很长一段时间,烟粉虱不是农作物的主要害虫。近年来,我国粉虱种群发生动态出现了明显变化,徐婧等[3]报道了Q型烟粉虱入侵浙江杭州、宁波等地,并在辣椒、黄瓜等作物上大发生为害情况;之后在温州大棚辣椒上也采集到Q型烟粉虱。这与罗晨等[4]报道的烟粉虱有逐年加重为害与蔓延的趋势相吻合。为了有效控制辣椒烟粉虱为害,作者选取了6种药剂进行防治烟粉虱田间防治试验,现将试验结果小结如下。     

上海地区烟粉虱生物型的鉴定

烟粉虱是一种由许多生物型组成的复合种,是一种世界性的重要害虫.不同生物型的烟粉虱在寄主范围、传毒能力、抗药性等许多生物学特性方面存在差异.利用mtDNA COI基因作标记对上海地区的烟粉虱生物型进行了分析鉴定.结果表明,所测上海10个代表性地区中,闵行区只检测到B型烟粉虱,嘉定、青浦和徐汇区只检测到Q型烟粉虱,其余各地区B型和Q型两种生物型烟粉虱共存.所测上海地区共45个种群中,有31个种群为Q型,占所测种群的68.9％,14个种群为R型,占31.1％.而且,大棚采集种群多为Q型(Q型占87.0％).结果说明Q型烟粉虱已在上海地区广泛存在、大量发生,并有取代R型烟粉虱成为上海地区烟粉虱主要危害类型的可能.     

Q型烟粉虱种群微卫星位点BEM06的变异检测

烟粉虱B型和Q型是两种入侵性较强的生物型,在山东省农区混合分布。B型与Q型入侵种群的快速鉴别对于进一步解析烟粉虱群体遗传结构及其防控有重要意义。在前期研究的基础上,使用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术检测了国内外27个Q型种群和1个B型种群微卫星BEM06位点。结果表明：微卫星BEM06位点不能有效鉴别山东省B型与Q型烟粉虱。山东省的Q型烟粉虱入侵来源与西班牙有密切关系。