分子和单倍型证据表明秋粘虫（Spodoptera frugiperda）入侵了伊朗西部

时间：2026年3月15日

来源：Journal of Asia-Pacific Entomology

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本研究首次通过线粒体（COI、12S rRNA）和核（Ef1α、18S rRNA）分子标记确认伊朗洛雷斯坦省存在秋黏虫（Spodoptera frugiperda），其基因序列与亚洲和非洲的稻关联株系相似度超99%，揭示伊朗可能位于该害虫的迁徙路径中，强调持续基因监测与综合防控策略的必要性。

阿萨多拉·侯赛尼-切格尼（Asadollah Hosseini-Chegeni）、玛丽亚姆·米尔德里克万德（Maryam Mirderikvand）和马吉德·塔瓦科利（Majid Tavakoli）伊朗洛雷斯坦大学（Lorestan University）农业学院植物保护系，霍拉马巴德（Khorramabad）

摘要

秋粘虫（Spodoptera frugiperda）是一种主要的入侵性害虫，最近在亚洲和中东地区迅速蔓延。本研究首次通过分子生物学方法确认了其在伊朗西部洛雷斯坦省的存在。物种鉴定采用了两种线粒体标记（COI和12S rRNA）以及两种核标记（Ef1α和18S rRNA）。所得序列与GenBank中的参考序列相似度超过99%。系统发育分析和单倍型分析表明，该样本属于广泛分布于亚洲和非洲的Hap1群体，并且与水稻相关的菌株具有更密切的亲缘关系。这些发现表明伊朗可能位于这种入侵害虫的迁徙路径上，强调了持续进行基因监测和综合管理策略的重要性。

引言

入侵性害虫是全球农业面临的最严重的经济挑战之一。这些物种常常造成重大经济损失，威胁粮食安全，并通过扩散到新的地区破坏生物多样性（Paini等人，2016年）。根据联合国粮食及农业组织（FAO）的数据，每年全球农作物产量有高达40%因害虫而损失。仅昆虫害虫每年就给全球经济造成至少700亿美元的损失（FAO，2021年）。秋粘虫（Spodoptera frugiperda）是一种极具破坏性的农业入侵害虫，已迅速侵入非洲和亚洲的多个地区，对多种作物造成严重经济损失（Goergen等人，2016年；Asokan，2018年；Tay等人，2023年；Fu等人，2024年）。最近的模型研究表明，在最坏的情况下，南欧地区的玉米生产可能遭受超过9亿欧元的损失。这些发现凸显了即使在新受侵地区也需积极监测的重要性（Kartakis等人，2025年）。秋粘虫于2016年首次在西非被发现，随后迅速扩散到南亚（包括印度，Ali等人，2018年）、中国（Jiang等人，2019年），以及东南亚和东亚国家（如孟加拉国、泰国、缅甸、韩国和日本，FAO，2019年）。2019年该害虫也在埃及被检测到，2020年在以色列和约旦也有发现，表明其已在中东地区建立种群。鉴于其分布模式，伊朗也被认为可能是该害虫扩散的风险区域之一。遗传学研究表明，秋粘虫的入侵种群至少包含两种主要单倍型：玉米型和水稻型，可通过线粒体（COI）和核（Tpi）标记进行区分（Nagoshi等人，2019年；Liu等人，2024年）。这种遗传差异不仅有助于准确鉴定害虫，还有助于理解其生物多样性和起源。线粒体和核标记的结合在鳞翅目昆虫的系统发育重建中发挥了重要作用。Kim等人（2010年）的研究表明，使用COI、16S rRNA和Ef1α基因片段组合比仅使用线粒体标记能更准确地揭示真蝶科（Papilionoidea）之间的进化关系。其他研究发现，Ef1α基因不仅在结构上稳定，而且在代谢活跃的秋粘虫幼虫组织（尤其是中肠上皮细胞）中具有高度活性（Habibi等人，2006年）。这些特性使其作为核标记在分子和系统发育研究中具有很高的可靠性。线粒体12S rRNA基因常用于秋粘虫的完整线粒体基因组测序研究（例如Liu和Li，2019年），已被有效用于重建密切相关的Spodoptera物种间的系统发育关系，证实了其作为可靠分子标记的高效率。同样，核18S rRNA基因在不同实验条件下也被证明是秋粘虫中最稳定的参考基因之一，适用于基因表达归一化和广泛的分子分析（Han等人，2021年）。系统发育和单倍型研究不仅是区分秋粘虫菌株的有效工具，还能提供关于迁徙路线、入侵种群起源及其在不同地区遗传结构的关键信息（Nagoshi和Meagher，2008年；Malekera等人，2023年；Lebody等人，2024年）。在非洲、亚洲和中东地区，基于线粒体标记（如COI）的遗传调查表明，本地种群和入侵种群之间存在混合起源和基因流动。这类分子评估除了有助于准确鉴定外，还在国家和区域层面的政策制定、入侵预测和综合害虫管理中发挥着关键作用。本研究采用多基因方法，旨在首次通过分子生物学方法确认秋粘虫在伊朗的存在。研究中使用了四个基因：两种线粒体标记（COI和12S rRNA）以及两种核标记（Ef1α和18S rRNA）对该害虫进行分子特征分析。研究目的是准确鉴定该物种，确定其与其他全球种群的系统发育位置，并研究其单倍型与已知菌株（玉米型或水稻型）的关联。这些遗传评估有助于更好地了解该害虫在中东地区的迁徙路线、种群结构和传播起源，从而支持有效的监测和管理措施。

材料与方法

**样本采集与鉴定** 2024年11月，在伊朗西部洛雷斯坦省霍拉马巴德县Sarab Niloufar地区的两个玉米田（GPS1：33°27′16.9″N 48°15′28.1″E；GPS2：33°28′14.3″N 48°15′07.1″E）的作物生长初期，采集了这种害虫的幼虫样本。选择这些区域是因为有报告称当地发生了虫害，并且叶片和茎部出现了明显的损害迹象（图1）。

结果

本研究从洛雷斯坦省霍拉马巴德县Sarab Niloufar地区的两个玉米田中采集了秋粘虫（Spodoptera frugiperda）幼虫样本。选择这些区域是因为有田间虫害报告（图1F），并且叶片和茎部组织出现了可见的损害症状（图1E）。通过参考诊断关键进行六龄幼虫的形态鉴定。

讨论

本研究首次通过多基因方法（结合两种线粒体标记（COI和12S rRNA）和两种核标记（Ef1α和18S rRNA）以及幼虫和成虫的形态鉴定，确认了秋粘虫（Spodoptera frugiperda）在伊朗西部的存在。所有四个标记的序列与秋粘虫参考序列的相似度均超过99%。

作者贡献声明

**阿萨多拉·侯赛尼-切格尼（Asadollah Hosseini-Chegeni）**：撰写、审稿与编辑、软件使用、项目管理、调查、数据分析、概念构思。 **玛丽亚姆·米尔德里克万德（Maryam Mirderikvand）**：撰写、原始草稿撰写、资源获取、方法设计、数据管理。 **马吉德·塔瓦科利（Majid Tavakoli）**：撰写、审稿与编辑、原始草稿撰写、验证、方法设计、调查、数据分析、概念构思。