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金龟子绿僵菌对入侵性害虫椰子织蛾的致病力.pdf

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资源描述

1、山东农业大学学报(自然科学版),2023,54(5):663-669VOL.54 NO.5 2023Journal of ShandongAgricultural University(Natural Science Edition)doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2023.05.004金龟子绿僵菌对入侵性害虫椰子织蛾的致病力金龟子绿僵菌对入侵性害虫椰子织蛾的致病力万依依,张华峰,倪德芳,赵普凡,胡莎莎,童应华*福建农林大学林学院,福建 福州 350002摘摘 要要:椰子织蛾是危害棕榈科植物的一种入侵性害虫。为评价金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopli

2、ae(Metschnikoff))对椰子织蛾幼虫的致病情况,室内采用浸液法测定了 5 株绿僵菌菌株对椰子织蛾 3 龄幼虫的致病力,结果表明:以浓度(1.00.5)106 个孢子mL-1的孢子悬液接菌 7 d 后,各菌株对椰子织蛾幼虫的致病力差异较大,校正死亡率范围在 5.0095.00%之间。其中,MaHA-01 菌株对其致病力较强,校正死亡率和僵虫率分别为(95.000.00)%和(94.002.24)%,均极显著高于其它菌株处理,且 LT50 较短为 4.20 d;其次是 Ma1775。MaHA-01 菌株接菌后 5 d对椰子织蛾 3 龄幼虫的 LC50 为 3.62104 个孢子mL-1

3、。通过时间-剂量-死亡率(TDM)模型参数估计,MaHA-01 菌株对椰子织蛾幼虫的致死效应较强的时间在接菌后 35 d。可见,MaHA-01 菌株对椰子织蛾幼虫有较强的致病力,在该害虫生物防治中可以应用。关键词关键词:金龟子绿僵菌;椰子织蛾;生物防治中图法分类号中图法分类号:S763文献标识码文献标识码:A文章编号文章编号:1000-2324(2023)05-0663-07Pathogenicity of Metarhizium anisopliae to Invasive Insect Opisinaarenosella WalkerWAN Yi-yi,ZHANG Hua-feng,NI

4、De-fang,ZHAO Pu-fan,HU Sha-sha,TONG Ying-hua*College of Forestry/Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,ChinaAbstract:In this thesis,the pathogenicity of five Metarhizium anisopliae(Metschnikoff)strains to the 3rd instar larvae ofOpisina arenosella was evaluated to find high-qualit

5、y control strain resources by dipping method.The results showed that thepathogenicity of M.anisopliae strains to the larvae of O.arenosella was significantly different after inoculation with sporesuspension at a concentration of(1.0 0.5)106 sporesmL-1for 7 days,and the corrected mortality ranged fro

6、m 5.00%to95.00%,the MaHA-01 strain had the strongest pathogenicity,with the corrected mortality and cadaver rate of(95.00 0.00)%and(94.00 2.24)%,respectively,and the LT50 was 4.20 d,followed by Ma1775.The LC50 of the MaHA-01against the 3rd instar larvae of O.arenosella of 5 days after inoculation wa

7、s 3.62 104 sporesmL-1.As estimated by thetime-dose-mortality(TDM)model parameters,the lethal effect of the MaHA-01 strain on the larvae of O.arenosella wasstrongest 3-5 days after inoculation.MaHA-01 strain has a strong biocontrol potential for the prevention and control of O.arenosell.It can be see

8、n that the strain has a strong biocontrol potential for the prevention and control of O.arenosellaKeywords:Metarhizium anisopliae(Metschnikoff);Opisina arenosella Walker;biological control椰子织蛾 Opisina arenosella Walker,隶属于鳞翅目(Lepidoptera),织蛾科(Oecophoridae)1,2,又名椰子木蛾、椰子黑头履带虫、椰蛀蛾3。是我国第四批公布的一种入侵性害虫4(环境

9、保护部办公厅 2016 年 12 月 20 日发布),并在 2014 年由国家林业局根据植物检疫条例实施细则(林业部分),将其增补为全国林业危险性有害生物5(2014 年第 6 号)。该虫原产地在印度和斯里兰卡6,后扩散至缅甸、泰国、印度尼西亚等国7-9。2013 年在我国海南万宁首次发现,目前在我国广西、广东、福建沿海等地均有分布10。椰子织蛾主要以幼虫取食危害棕榈科植物的叶片,偶尔危害甘蔗和香蕉9。该虫在海南一年发生 5 代,世代重叠严重11,以高龄幼虫在蛀道中越冬12。雌成虫产卵于叶片之间或叶片背部13,卵 57 d 孵化,幼虫取食叶片表面叶肉,并吐丝与自己的粪便混合筑成虫道,粘连在叶片

10、上,幼虫在虫道内生活取食,直至化蛹14,15。幼虫初期聚集,而后分散危害,3 龄后由下层叶片逐渐向中、上层危害11。该虫危害影响寄主植物的生长,导致花穗量减少而减产16,严收稿日期收稿日期:2023-06-15修回日期修回日期:2023-11-11基金项目基金项目:福建省林业科学研究项目闽林科(2017)3 号第第 1 作者简介作者简介:万依依(1998-),女,硕士研究生,从事森林保护学研究.E-mail:*通讯作者通讯作者:Author for correpondence.E-mail:664山东农业大学学报(自然科学版)第 54 卷重时,寄主叶片卷曲发黄,树冠干枯,形似火烧11,17。目

11、前椰子织蛾的防治主要以化学防治和生物防治为主。化学防治方面,Shivashankar T 运用印楝素水剂进行树干注射,对椰子织蛾幼虫有显著控制作用18;崔义等用 4.5%高效氯氰菊酯乳油 2000倍液对绿化带的椰子树进行处理,用药后5 d的防治效果为89.85%19;李东等用20%好年冬乳油1200倍液、44%多虫清乳油 1 200 倍液、50%甲刻水分散粒剂 800 倍液对种植基地的霸王棕、贝叶棕进行处理,用药后 10 d 的防治效果达到 93.1695.24%12。刘向蕊等用 5 种杀虫剂对椰子织蛾幼虫进行室内毒力测定,筛选出甲维盐的毒力最强,以 20 mg/L 浓度处理后 72 h 致死

12、率为 86.67%20;杨崇慧等研究表明阿维菌素对椰子织蛾有良好的致死效果,室内试验以 5 mg/L 浓度用药后 72 h 致死率可达92.85%21;曾宪海等用营养灌根结合苦参碱乳油和甲维盐等综合处理大王椰子树 7 个月后,发现该处理对椰子织蛾有明显的防治效果,植株生长正常,并新增健康叶片22;敖苏等测定了 3 种入侵植物乙醇提取物对椰子织蛾的杀虫活性,以 40 mg/mL 浓度的 3 种植物乙醇提取物处理后 72 h 杀虫活性均超过 50%23。生物防治方面,海南林间调查发现了 6 种椰子织蛾的寄生性天敌,已鉴定出 4 种:褐带卷蛾茧蜂(Bracon adoxophyesi Minamik

13、awa)、广大腿小蜂(Brachymeria lasus Walker)、广黑点瘤姬蜂(Xanthopimpla punctata Fabricius)、周氏啮小蜂(Chouioia cunea Yang);其中广黑点瘤姬蜂和广大腿小蜂为蛹寄生蜂,林间寄生率分别为 3.6%和 6.0%;褐带卷蛾茧蜂为幼虫寄生,林间寄生率为 12.2%11,室内寄生率为 83%24。可见,化学农药存在高残留、高毒性、对人畜安全性低等问题;生物农药林间防治效率低,药效作用缓慢;寄生蜂林间种群寄生率低,且寄生蜂种群不稳定,因此,亟待寻找对椰子织蛾安全、有效的控制方法。绿僵菌是较早应用于害虫生物防治的虫生真菌之一,寄

14、主范围广25,可寄生 5 个目 30 个科约200 多种昆虫、螨类及线虫26-28。绿僵菌主要通过分生孢子吸附于昆虫体表,萌发产生芽管,形成附着胞,产生侵染钉穿透昆虫体壁,消耗寄主营养、破坏组织并释放毒素而致死昆虫29。调查发现,椰子织蛾 34 月开始繁殖,57 月为爆发期17,绿僵菌最适生长温度为 2030 30,有利诱发其流行性真菌病,从而控制虫口密度,减少林间经济损失。目前绿僵菌对椰子织蛾的致病力研究与应用较少,国外未有相关报道,国内仅有 1 篇报道31。因此,本研究选用金龟子绿僵菌菌株,测定其对椰子织蛾幼虫的致病力,为椰子织蛾的林间生物防治提供理论依据和菌种资源。1材料与方法材料与方法

15、1.1供试虫供试虫供试椰子织蛾幼虫采集于福建省厦门市湖里区汤屿路五缘湾湿地公园(N245245.6,E1181814.3)。将采集的幼虫放入塑料盒(151010 cm)内,置于温度(251)、相对湿度 70%的人工气候箱内(LTC-450),以新鲜的蒲葵(Livistona chinensis(Jacq.)R.Br.)叶片喂食饲养。每 2 d 更换一次食物。1.2供试菌种供试菌种供试的 5 株金龟子绿僵菌菌株基本情况见表 1。表表 1 供试菌株来源供试菌株来源Table1 Source of tested strains菌株Strains采集地Location来源Source分离时间Separ

16、ation timeMetarhiziumanisopliaeMaHA-01福建惠安土壤2005.9Ma1775日本茨城县松墨天牛2002.5MaYT-04福建永定土壤2005.8Mafznd-07福建福州叶蝉2013.7Ma23-2福建武平土壤2006.91.3孢子悬液的制备孢子悬液的制备供试菌在 PPDA 斜面培养基(200 g 去皮马铃薯,琼脂 18 g,蛋白胨 10 g,葡萄糖 20 g,加水至1000 mL,pH 值自然)上充分产孢后,用含 0.05%Tween-80 的无菌水洗下孢子于 100 mL 的锥形瓶第 5 期万依依等:金龟子绿僵菌对入侵性害虫椰子织蛾的致病力665中,置于

17、振荡器(SHZ-B 水浴恒温振荡器)上充分震荡 20 min(150 rmin-1)。用血球计数板计数,将孢子悬液配制成所需浓度。1.4致病力测定致病力测定采用浸液法接菌。选择椰子织蛾 3 龄健康幼虫,用毛笔挑取,在浓度为(1.00.5)106个孢子mL-1的孢子悬液中浸泡 3 s 后,挑入有新鲜蒲葵叶片的培养皿中,用浸有无菌水的脱脂棉保湿,贴上标签,置于温度(261),RH(901)%的人工气候箱内饲养。每 1 菌株为 1 处理,每处理 5 个重复,每个重复 20 头供试虫。以浸泡相同时间无菌水的幼虫为对照。每天定时观察并记录幼虫死亡情况,以毛笔触碰不动的为死亡,并及时将死亡虫体移至无菌培养

18、皿中,培养皿底部用滤纸浸无菌水保湿,置于恒温培养箱中(261)培养,以虫体表面长出菌丝或分生孢子的为有效致死。连续观察统计 9 d。1.5高致病力菌株对幼虫的高致病力菌株对幼虫的 LC50采用浸液法接菌。选择高致病力的菌株,分别以浓度(10.5)104、(10.5)105、(10.5)106、(10.5)107和(10.5)108个孢子mL-15 个梯度浓度的孢子悬液,接菌 3 龄健康幼虫,每种浓度为 1处理,每处理 5 个重复,每重复供试幼虫 20 头。以浸泡相同时间无菌水的幼虫为对照。接菌后幼虫饲养和观察方法同 1.4。1.6数据处理数据处理数据用 Excel2016 处理,用 SPSS

19、Statistics 22.0 软件统计分析32,通过 Duncans 新复极差法多重比较。计算出毒力回归方程、致死中时 LT50、半致死浓度 LC50。用 DPS 数据处理系统(v7.05)对时间剂量死亡率模型(TDM 模型)进行模拟分析33。计算公式如下:死亡率/%=死亡虫数供试虫数100校正死亡率/%=处理死亡率%对照死亡率(%)100对照死亡率(%)100僵虫率/%=僵虫数供试虫数1002结果与分析结果与分析2.1椰子织蛾幼虫感染绿僵菌病症椰子织蛾幼虫感染绿僵菌病症以浓度(10.5)106个孢子mL-1菌悬液接菌后 2 d,发现部分幼虫行动迟缓,食欲减退,虫体体表失去光泽;接菌后 3

20、d 开始死亡;接菌后 4 d 部分存活幼虫于气孔附近出现褐色斑点,感病严重幼虫体表出现黑色斑块。幼虫感染死亡初期,虫体体表为暗黄褐色,皱褶处长出白色菌丝(图 1B),幼虫感染死亡中期,白色菌丝开始变绿,并向虫体无褶皱处生长,虫体体表有无色水滴状(图 1C)。幼虫感染后期,死亡虫体被菌丝完全覆盖,并全部变绿(图 1D)。图图 1 椰子织蛾感染绿僵菌症状椰子织蛾感染绿僵菌症状Fig.1 Lethal symptoms of O.arenosella infected by M.anisopliae(A:健康幼虫;B:感染初期;C:感染中期;D:感染后期)(A:Healthy larva;B:Let

21、hal early stage;C:Lethal middle stage;D:Lethal late stage)666山东农业大学学报(自然科学版)第 54 卷2.2绿僵菌对椰子织蛾的致病力绿僵菌对椰子织蛾的致病力2.2.1 椰子织蛾的累计死亡率动态 统计分析椰子织蛾幼虫的累计死亡率动态,结果如图 2。由图 2可知,总体上,以浓度(10.5)106孢子mL-1接菌后 3 d,幼虫开始死亡,36 d 死亡率迅速上升,6 d 后趋于稳定。不同菌株对幼虫的致病力差异较大,其中 MaHA-01 菌株处理,幼虫累计死亡率上升最快,并于接菌后 7 d 到达 100%。其次是,Ma1775 菌株处理,接

22、菌后 8 d 累计死亡率可达 65%。菌株 MaYT-04 和 MaFZND-07 致死效果较弱,接菌后 8 d 累计死亡率低于 30%。Ma23-2 菌株处理累计死亡率最低。可见,MaHA-01 菌株对椰子织蛾幼虫有较强的致病力。图图 2 不同绿僵菌菌株处理椰子织蛾幼虫累计死亡率动态不同绿僵菌菌株处理椰子织蛾幼虫累计死亡率动态Fig.2 Dynamic of cumulative mortality rate of O.arenosella larvae treated with different M.anisopliae strains2.2.2 各菌株对幼虫致病力的比较 进一步分析比较

23、各菌株处理 7 d 后椰子织蛾幼虫的死亡率,结果见表 2。由表 2 可知,以浓度(10.5)106个孢子mL-1的孢子菌悬液接菌后 7 d,MaHA-01 菌株处理,幼虫校正死亡率和僵虫率最高,分别为(95.000.00)%、(94.002.24)%,极显著高于其它菌株处理,致死中时最短,LT50为 4.20 d。其次是 Ma1775 菌株处理,校正死亡率和僵虫率均极显著高于其它 3 株菌株,LT50为 6.71 d,其它 3 株菌株对椰子织蛾幼虫的致病力效果较弱,校正死亡率低于 30%,僵虫率低于 20%。可见,5 株菌株中,MaHA-01 对椰子织蛾幼虫的致病力较强,其次是Ma1775 菌

24、株。表表 2 不同绿僵菌菌株对椰子织蛾幼虫的致死效果(不同绿僵菌菌株对椰子织蛾幼虫的致死效果(7d)Table 2 Lethal effect of different strains on O.arenosella larvae(7d)菌株编号No.累计死亡率/%Cumulative mortality校正死亡率/%Corrected mortality僵虫率/%Cadaver rate回归方程Regression equation相关系数 RCorrelation coefficient致死中时/dLT50MaHA-01100.00 0.00 aA95.00 0.00 aA94.00 2.

25、24 aAy=18.071x-25.9290.9414.20Ma177559.00 4.18 bB54.00 4.18 bB51.00 2.24 bBy=12.786x-35.7860.9306.71MaFZND-0725.00 3.54 cC20.00 3.54 cC15.00 4.18 cCy=4.75x-8.750.98012.37MaYT-0420.00 3.54 dD15.00 3.54 dD13.00 5.70 dDy=3.5x-3.78570.96915.37Ma23-25.00 3.54 eE5.00 3.54 eE4.00 2.24 eEy=1.5x-4.35710.8523

26、6.24CK5.00 0.00 eE/注:(1)孢子接种量为(1.00.5)106孢子mL-1。(2)表中数据为SE;(3)同行数据后不同大写字母或小写字母分别表示Duncan 氏新复极差显著检验 P0.01 和 P0.05 水平,下同。Note:(1)Inoculating concentration was(1.00.5)106sporemL-1.(2)The data in the table is x?SE;(3)The difference of upper and lower caseletters after peer data indicated that Duncans ne

27、w multiple range test at P 0.01and P 0.05 levels,the same below.2.3高致病力高致病力 MaHA-01 菌株对幼虫的菌株对幼虫的 LC502.3.1 MaHA-01 菌株对幼虫的 LC50统计分析 MaHA-01 菌株各浓度对幼虫的致死情况,结果见表 3。第 5 期万依依等:金龟子绿僵菌对入侵性害虫椰子织蛾的致病力667由表 3 可知,MaHA-01 菌株不同浓度处理对椰子织蛾幼虫致病力差异较大,其中以浓度(1.00.5)108孢子mL-1和(1.00.5)107孢子mL-1孢子悬液处理的致病力最强,处理后 5 d 累计死亡率分别

28、为(100.000.00)%和(91.004.18)%。分析 MaHA-01 的 LC50见表 4,MaHA-01 菌株对椰子织蛾 3 龄幼虫处理后 3 d 和 5 d 的 LC50分别为 2.30108孢子mL-1,3.62104孢子mL-1。表表 3 MaHA-01 菌株不同浓度对椰子织蛾幼虫的致死效果(菌株不同浓度对椰子织蛾幼虫的致死效果(5 d)Table 3 Lethal effect of MaHA-01 strain at different concentrations on O.arenosella(5d)孢子浓度/(个/mL)Spore Concentration累计死亡率

29、/%Cumulative mortality僵虫率/%Cadaver rate回归方程Regression equation相关系数 RCorrelation coefficient致死中时/dLT50(1.0 0.5)10455.003.54 eE48.002.74 eEy=19.2x-28.80.9454.10(1.0 0.5)10574.004.18 dD69.004.18 dDy=24.8x-33.40.9743.36(1.0 0.5)10683.002.74 cC77.002.74 cCy=25.7x-26.90.9872.99(1.0 0.5)10791.004.18 bB85.0

30、02.74 bBy=25.4x-17.20.9722.65(1.0 0.5)108100.000.00 aA99.002.24 aAy=24.9x-7.90.9322.33CK3.002.74fF/表表 4 菌株菌株 MaHA-01 不同浓度对椰子织蛾幼虫的不同浓度对椰子织蛾幼虫的 LC50Table 4 LC50 of different concentrations of the strain MaHA-01 to O.arenosella处理时间/dTime aftertreatment校正死亡率/%Corrected mortality毒力回归方程Toxicity equation相关

31、系数 RCorrelationcoefficient致死中浓度/(个/mL)LC50孢子浓度/(个/mL)Spore concentration(1.00.5)104(1.00.5)105(1.00.5)106(1.00.5)107(1.00.5)10833.002.74 dD6.004.18 dD16.004.18 cC 31.004.18 bB41.002.24 aAy=0.4365x+1.35010.9942.30108413.004.18 eE 32.002.74 dD 54.003.54 cC 71.005.70 bB88.004.47 aAy=0.5527x+1.72120.998

32、8.56105552.003.54 eE 71.004.18 dD 79.002.74 cC 88.004.18 bB 100.000.00 aAy=1.0521x+0.20420.8363.621042.3.2 时间-剂量-死亡率模型 分析 MaHA-01 菌株对椰子织蛾幼虫致病力测定的时间-剂量-死亡率模型(TMD 模型),结果见表 5。经过拟合度检验,卡方统计量为 9.5374,df 值为 7,P 值为 0.21634,模型拟合无显著差异性,TMD 模型拟合成功。结果中=0.523,说明各浓度 MaHA-01 孢子悬液对椰子织蛾幼虫均有一定致死效果;i 参数为表示条件死亡概率的时间效应参

33、数,椰子织蛾幼虫在接种MaHA-01 菌株 35 d 后,i 较前后显著要大,说明该菌株处理椰子织蛾幼虫,在 35 d 死亡数量较多,MaHA-01 菌株对椰子织蛾幼虫致死效应较强。表表 5 菌株菌株 MaHA-01 对椰子织蛾幼虫致病力测定时间对椰子织蛾幼虫致病力测定时间剂量剂量死亡率模型模拟及参数估计死亡率模型模拟及参数估计Table 5 Pathogenicity simulation and parameter estimation of time-dose-mortality model of strain MaHA-01 againstO.arenosella larvae参数Pa

34、rameter估计值Estimated value标准误Standard errort-值t-value0.5230.040812.81442-7.29340.424617.17573-4.95950.301816.43454-3.7460.272813.73335-2.89890.239712.09626-2.75580.253710.86467-3.06580.32149.53918-3.74940.49047.6463注:参数符号下标表示接种后天数。Note:The subscripts represent the number of days after treatment.668山东

35、农业大学学报(自然科学版)第 54 卷3讨讨 论论棕榈科植物不仅是重要的经济作物,而且是重要的园林绿化植物。椰子织蛾的入侵和传播对我国棕榈科植物资源和产业发展构成了巨大的危害,造成严重的经济损失17,34。椰子织蛾的生物防治主要集中在寄生蜂的应用,用绿僵菌对椰子织蛾的致病力及其应用的相关研究较少。绿僵菌对昆虫致病力强、药效持久,对人畜、农作物无毒,无残留,且可连年发挥作用,具有广阔的市场前景35。孙晓东等从野外采集到的椰子织蛾僵虫上分离并筛选出高致病力绿僵菌菌株 LS-Y1,以 1108个孢子mL-1的孢子悬液处理椰子织蛾 3 龄幼虫后,4 d 的累计死亡率为(66.676.66)%,6 d

36、的 LC50为4.41106个孢子mL-1,致死中时为 3.36 d31。本研究的金龟子绿僵菌 MaHA-01 菌株以(1.00.5)108个孢子mL-1的孢子悬液对椰子织蛾 3 龄幼虫接菌,5 d 的累计死亡率为(100.000.00)%。说明菌株 MaHA-01 对椰子织蛾致病效果较好,具有良好的生防潜力。金龟子绿僵菌对鳞翅目幼虫的致死率其浓度呈正相关36。本研究为了更好评价不同绿僵菌菌株对椰子织蛾幼虫的致病力,选用浓度较低的(1.00.5)106个孢子mL-1孢子悬液对椰子织蛾幼虫进行接菌。虫龄也影响着虫生真菌对鳞翅目幼虫的致病力,虫龄越小越利于虫生真菌侵染37。椰子织蛾低龄幼虫发育历期

37、较短,为避免低龄幼虫蜕皮对试验造成误差,因而选用 3 龄椰子织蛾幼虫进行试验。本研究分离出的 5 株金龟子绿僵菌菌株皆为虫生真菌,不同来源的菌株对椰子织蛾幼虫的致病力存在显著差异。分离自土壤的 MaHA-01 菌株对椰子织蛾幼虫有较强的致病性,说明土壤中宿存有对椰子织蛾幼虫具有致病性的绿僵菌,为椰子织蛾生物防治提供了新途径。绿僵菌分生孢子附于昆虫体表,是其成功侵染的首要环节。椰子织蛾幼虫聚集取食危害过程中,吐丝与自身粪便筑成蛀道,幼虫在蛀道中取食危害并结蛹14,15。因此,林间防治应用中,如何有效施菌,使绿僵菌分生孢子吸附于椰子织蛾幼虫体表而诱发流行病等问题,有待进一步研究。4结结 论论本研究

38、以浸液法,应用了 5 株绿僵菌菌株对椰子织蛾进行侵染试验,发现 MaHA-01 对椰子织蛾幼虫具有较高的致病力,以(1.00.5)106个孢子mL-1的孢子悬液施菌,7 d 累计死亡率可达 100%,僵虫率为 94%,LT50为 4.20 d,该菌株 5 d 对椰子织蛾幼虫的 LC50为 3.62104个孢子mL-1,而且对椰子织蛾幼虫的致死效应较强的时间在接菌后 35 d。可见,该菌株在生产中具有良好的应用前景。参考文献参考文献1Becher VO.Identities and provenance of the gelechioid moths originally described b

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