武德功,杜軍利,王森山,胡桂馨,賀春貴,3
(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州 730070;2.安徽科技學(xué)院植物科學(xué)學(xué)院,安徽 鳳陽(yáng) 233100;3.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)
豌豆蚜(Acyrthosiphonpisum)是苜蓿(Medicagosativa)上的重要害蟲(chóng)之一,在世界各地均有分布[1]。蚜蟲(chóng)多聚集在苜蓿的嫩莖、葉、幼芽和花器各部位上吸取汁液,被蚜蟲(chóng)危害的植株葉片卷縮,蕾和花變黃脫落,并影響生長(zhǎng)發(fā)育、開(kāi)花結(jié)實(shí)和牧草產(chǎn)量,嚴(yán)重發(fā)生時(shí),田間植株成片枯死[2]。蚜蟲(chóng)分泌的蜜露可以引起葉片發(fā)霉,影響牧草的品質(zhì);最為嚴(yán)重的是蚜蟲(chóng)傳播苜?;ㄈ~病毒,其造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)蚜蟲(chóng)直接危害的損失[3]。
我國(guó)苜蓿田發(fā)生豌豆蚜有2種色型:綠色型和紅色型。綠色型在我國(guó)發(fā)生的歷史已久,分布較廣,對(duì)它的研究也較多[1,4-5];紅色豌豆蚜在我國(guó)目前尚沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)道。據(jù)筆者調(diào)查,近年來(lái),豌豆蚜在甘肅蘭州苜蓿田已經(jīng)上升為優(yōu)勢(shì)種群,其中紅色型豌豆蚜的種群數(shù)量呈逐年上升趨勢(shì)。
在我國(guó)防治蚜蟲(chóng)常使用化學(xué)殺蟲(chóng)劑,既污染環(huán)境,又會(huì)使蚜蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性[6]。利用抗蟲(chóng)品種防治蚜蟲(chóng)是最為經(jīng)濟(jì)、有效的防治措施,是害蟲(chóng)綜合治理中重要的措施之一[7]。我國(guó)科研工作者對(duì)苜蓿害蟲(chóng),如牛角花齒薊馬(Odontothripsloti)、苜蓿斑蚜(Therioaphistrifolii)、苜蓿蚜(Aphiscraccivora)進(jìn)行了抗性的評(píng)價(jià)、鑒定、篩選及育種工作[8-26],但對(duì)苜??雇愣寡裂芯磕壳皣?guó)內(nèi)未見(jiàn)報(bào)道。本研究使用大量蚜蟲(chóng)侵染幼苗法[27]在大田和室內(nèi)評(píng)價(jià)4個(gè)苜蓿品種對(duì)2種色型豌豆蚜混合種群的抗性,以期為苜??寡劣N提供基礎(chǔ)資料。
1.1試驗(yàn)材料 試驗(yàn)中使用的4個(gè)苜蓿品種為甘農(nóng)3號(hào)、金皇后、獵人河、甘農(nóng)5號(hào)(甘農(nóng)5號(hào)是甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院培育的抗蚜品種,于2010年4月通過(guò)全國(guó)牧草品種審定委員會(huì)審定。在以前的研究論文中,用其品系代號(hào)HA-3,特此說(shuō)明)。獵人河是國(guó)際上常用的感蚜對(duì)照品種。
1.2試驗(yàn)方法 本試驗(yàn)在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭州校園牧草試驗(yàn)地和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。蘭州試驗(yàn)田地處36°02′ N,104°25′ E,海拔1 525 m,屬于半干旱氣候,年平均溫度6.5 ℃,月平均最高溫度19 ℃,最低溫度-8 ℃,年降水量395 mm。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦,肥力均勻,土壤類型為黃綿土,土壤有機(jī)質(zhì)含量0.84%,pH值7.5,土壤含鹽0.25%,有效氮含量95.05 mg·kg-1,有效磷含量7.32 mg·kg-1,有效鉀含量182.8 mg·kg-1。
大田試驗(yàn):采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),重復(fù)3次,每重復(fù)4個(gè)小區(qū),小區(qū)長(zhǎng)150 cm、寬100 cm,小區(qū)間距25 cm;穴播每小區(qū)5行,行距25 cm,株距5 cm,每小區(qū)種150穴,每穴2~5粒,播深1~2 cm。2009年6月1日播種,2009年6月7日間苗,每穴留苗1棵。在苜蓿幼苗單葉期(2009年6月9日),從附近苜蓿田采集蚜蟲(chóng),飼養(yǎng)在室內(nèi)蠶豆(Viciafaba)植株上,然后收集豌豆蚜,按每小區(qū)8 mL的量,均勻抖落在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū);為防止其他昆蟲(chóng)進(jìn)入,用隔蟲(chóng)網(wǎng)覆蓋每個(gè)小區(qū);在蚜蟲(chóng)侵染期間,要維持蚜蟲(chóng)大量群體,半個(gè)月后停止侵染(2009年6月24日),統(tǒng)計(jì)各個(gè)危害級(jí)別的植株。
室內(nèi)試驗(yàn):在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)塑料盆(50 cm×35 cm×15 cm)中,每盆種4行,每個(gè)品種(品系)一行;以每盆為1個(gè)重復(fù),重復(fù)6次,完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì);培養(yǎng)介質(zhì)為大田土、珍珠巖、蛭石按3∶1∶1的比例混合,用殺菌劑百菌清處理培養(yǎng)介質(zhì)以防病菌侵染;2009年6月2日播種,每行種45穴,每穴2~5粒,深度1 cm;2009年6月8日間苗,每穴留苗1棵;在幼苗單葉期(2009年6月10日),從苜蓿田采集蚜蟲(chóng),飼養(yǎng)在室內(nèi)蠶豆植株上,除去寄生蜂(Aphidiuservi)、苜蓿蚜和苜蓿斑蚜,按每盆2 mL的量,均勻抖落在植株上;為防止蚜蟲(chóng)逃逸,用隔蟲(chóng)網(wǎng)覆蓋每盆植株;在蚜蟲(chóng)侵染期間,要維持蚜蟲(chóng)大量群體,半個(gè)月后停止侵染(2009年6月25日),統(tǒng)計(jì)各個(gè)危害級(jí)別的植株;溫度17~27 ℃,自然光照,光、暗比約為14 h∶10 h。
評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):依據(jù)Gorz等[27]對(duì)苜??雇愣寡恋姆旨?jí)標(biāo)準(zhǔn),將受害植株按受害程度分為4級(jí),1級(jí):沒(méi)有明顯的蚜蟲(chóng)損害;2級(jí):植株生長(zhǎng)受阻,葉片比1級(jí)小,葉色淡綠;3級(jí):植株生長(zhǎng)嚴(yán)重受阻,葉片極小,葉色淡綠或變黃;4級(jí):植株死亡。參照美國(guó)苜??瓜x(chóng)商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn),將1~2級(jí)植株確定為抗蟲(chóng)植株,3~4級(jí)確定為感蟲(chóng)植株。按抗性植株所占百分比,將苜蓿品種對(duì)豌豆蚜的抗性分為5級(jí)[3]:高抗(High resistance,HR),抗性植株數(shù)>50%;抗蟲(chóng)(Resistance,R),抗性植株占31%~50%;中抗(Middle resistance,MR),抗性植株占16%~30%;低抗(Low resistance,LR),抗性植株占6%~15%;感蟲(chóng)(Susceptible,S),抗性植株數(shù)<5%。
1.3數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)先用Excel 2003進(jìn)行簡(jiǎn)單處理,然后用SPSS 13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA),并用鄧肯法進(jìn)行多重比較。
4個(gè)苜蓿品種在田間對(duì)2種色型豌豆蚜混合種群的抗性表現(xiàn)出很大的差別(表1)。甘農(nóng)5號(hào)生長(zhǎng)最好,植株存活率最高(83.4%),甘農(nóng)3號(hào)最低(12.3%),獵人河、金皇后分別為20.3%和14.4%;甘農(nóng)5號(hào)的抗性植株所占百分率最大(50.3%),金皇后最低(3.3%),甘農(nóng)3號(hào)、獵人河分別為4.4%和4.0%;存活率、抗性植株百分率的方差分析均顯示,甘農(nóng)5號(hào)與甘農(nóng)3號(hào)、金皇后、獵人河之間差異極顯著(P<0.01),甘農(nóng)3號(hào)、金皇后、獵人河之間差異不顯著(P>0.05);甘農(nóng)5號(hào)的抗性級(jí)別達(dá)到了高抗水平(HR),甘農(nóng)3號(hào)、金皇后、獵人河均為感蟲(chóng)(S)。
表1 4個(gè)苜蓿品種對(duì)2種色型豌豆蚜混合種群抗性的大田試驗(yàn)
4個(gè)參試品種在室內(nèi)的抗蚜性也表現(xiàn)出很大的不同(表2)。甘農(nóng)5號(hào)表現(xiàn)最好,存活率最高(75.6%),獵人河最低(17.6%),金皇后、甘農(nóng)3號(hào)分別為19.7%和19.6%;抗性植株所占百分率顯示,甘農(nóng)5號(hào)最大(48.9%),獵人河最低(4.3%),甘農(nóng)3號(hào)和獵人河分別為8.8%和8.1%;方差分析表明,甘農(nóng)5號(hào)與甘農(nóng)3號(hào)、金皇后、獵人河之間差異極顯著(P<0.01),甘農(nóng)3號(hào)、金皇后、獵人河之間差異不顯著;甘農(nóng)5號(hào)的抗性級(jí)別為抗蟲(chóng)(R),金皇后、甘農(nóng)3號(hào)為低抗(LR),獵人河為感蟲(chóng)(S)。
表2 4個(gè)苜蓿品種對(duì)2種色型豌豆蚜混合種群抗性的室內(nèi)試驗(yàn)
鑒定時(shí)期會(huì)影響抗性結(jié)果,因?yàn)椴煌N類的害蟲(chóng)在植物的不同時(shí)期進(jìn)行危害,例如苜蓿斑蚜喜食較老的植株葉片,苜蓿蚜喜在嫩葉上吸食汁液[28],而豌豆蚜也喜食幼嫩葉片的汁液。因此,在苗期鑒定苜蓿品種對(duì)豌豆蚜的抗性是適宜時(shí)期。
對(duì)于昆蟲(chóng)的為害,植物一般有3種防御機(jī)制:排趨性、抗生性、耐害性[29]。排趨性是指昆蟲(chóng)不喜歡在某些植物上產(chǎn)卵、定居、取食等,抗生性指植物不利于昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等生物學(xué)特性,而耐害性是指在同樣的侵害水平下某些植株受到的為害較小,這3種機(jī)制在本研究的4個(gè)苜蓿品種對(duì)豌豆蚜的抗性中均有表現(xiàn),但由于豌豆蚜被隔蟲(chóng)網(wǎng)限制在試驗(yàn)小區(qū)和塑料盆中,不能自由的出入活動(dòng)。因此,排趨性表現(xiàn)較小,抗生性和耐害性則是主要的抗性機(jī)制。
從抗性的遺傳規(guī)律來(lái)看,抗性基因可以分離和聚集,本研究中苜蓿品種甘農(nóng)5號(hào)在大田和室內(nèi)對(duì)豌豆蚜均表現(xiàn)出很高的抗性,可能是由于甘農(nóng)5號(hào)的植株體內(nèi)聚集了較多抗性基因的緣故。
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