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        不同木薯品種對(duì)二斑葉螨的抗性鑒定與評(píng)價(jià)

        2022-02-03 02:49:32梁曉陳青伍春玲劉迎
        熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年11期
        關(guān)鍵詞:歷期孵化率木薯

        梁曉 陳青 伍春玲 劉迎

        (1. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院三亞研究院/海南省南繁生物安全與分子育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 海南三亞 572000;2. 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/海南省熱帶農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/海南省熱帶作物病蟲害生物防治工程技術(shù)研究中心 海南海口 571101)

        木薯(Manihot esculentaCrantz)被廣泛種植于全球亞熱帶和熱帶地區(qū)[1],具有高產(chǎn)、高淀粉含量、耐貧耐旱等特點(diǎn)[2],為世界上100多個(gè)國(guó)家近10億人口提供碳水化合物來(lái)源[3]。木薯還是重要的工業(yè)原料、能源作物、飼料作物和救荒作物,其在淀粉糖合成、醫(yī)藥、化工、造紙和食品等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用[4-5]。

        二斑葉螨(Tetranychus urticaeKoch)是世界危險(xiǎn)性害螨,是危害木薯最嚴(yán)重的四大有害生物之一[6]。目前,化學(xué)殺螨劑依然是控制二斑葉螨最常用方法,但該螨于木薯種植后6~8個(gè)月暴發(fā)成災(zāi),而此時(shí)木薯地已封行,不僅導(dǎo)致藥劑的有效利用率降低,還將造成害螨抗藥性壓力上升、產(chǎn)品和產(chǎn)地環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)加劇等問(wèn)題[7-8]。因此,尋求綠色、高效、便捷的害蟲防治策略才能夠有效支撐木薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

        同一種植物中的某些植株受植食性昆蟲取食時(shí),能夠通過(guò)內(nèi)稟的機(jī)制趨避昆蟲為害,或者雖然受害,但具有補(bǔ)償能力,即表現(xiàn)出抗蟲性[9]。利用植物的抗性治蟲,選育和利用抗蟲品種是害蟲綜合治理系統(tǒng)中的重要組成部分[10-11],已成為國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)便、最有效的害蟲防治措施[12-14]。然而,當(dāng)前我國(guó)木薯種質(zhì)資源抗蟲性研究嚴(yán)重滯后,適于屬地化種植的抗蟲木薯品種嚴(yán)重缺乏,未能充分發(fā)揮抗蟲品種在害蟲綠色防治中的重要地位與作用。因此,本研究系統(tǒng)開展了不同木薯品種對(duì)二斑葉螨的抗性鑒定與評(píng)價(jià),以期獲得優(yōu)異抗螨木薯品種,為我國(guó)木薯產(chǎn)業(yè)的綠色健康發(fā)展提供有力支撐。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 供試木薯品種 本試驗(yàn)所用80個(gè)參試木薯品種均來(lái)自國(guó)家木薯種質(zhì)資源圃。木薯以種莖進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)繁殖,室內(nèi)溫室種植土(土壤:泥炭土:珍珠巖=1:1:1)濕度保持在(75±5)%,自然光種植。待木薯生長(zhǎng)約60 d后,選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的健康木薯植株進(jìn)行害螨接種。田間種植為常規(guī)木薯種植與管理。

        1.1.2 供試二斑葉螨 供試二斑葉螨為中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所農(nóng)業(yè)害蟲研究室室內(nèi)以木薯品種面包植株葉片長(zhǎng)期繼代飼養(yǎng)的試驗(yàn)種群。飼養(yǎng)條件為:溫度(25±1)℃,相對(duì)濕度(75±5)%,光照L:D=12 h:12 h。選擇發(fā)育歷期相同、大小一致的雌成螨進(jìn)行抗螨性鑒定與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

        1.2 方法

        1.2.1 抗螨性鑒定 采用陳青等[15]《木薯種質(zhì)資源抗蟲性鑒定技術(shù)規(guī)程》(NY/T 2445—2013)室內(nèi)和田間抗螨性鑒定方法。室內(nèi)鑒定:每個(gè)品種50張葉片,每張葉片接10對(duì)二斑葉螨;田間鑒定:每個(gè)品種30株。

        1.2.2 取食抗、感螨木薯品種后的二斑葉螨發(fā)育與繁殖差異分析 選用室內(nèi)和田間抗性鑒定一致的高抗螨品種C1115、緬甸和抗螨木薯品種SC5、SC9、SC15及高感木薯品種BRA900、面包、KU50、TMS60444、SC205為代表性抗、感螨品種,分析不同木薯品種對(duì)二斑葉螨發(fā)育與繁殖的影響。按50頭/葉將從后若螨發(fā)育而來(lái)的大小、發(fā)育一致的1 d齡二斑葉螨雌成螨分別接于10個(gè)代表性抗、感螨品種的葉背面飼養(yǎng),收集24 h卵并除去雌成蟲,每隔12 h分別觀察記錄不同品種飼養(yǎng)的二斑葉螨雌成螨F0代發(fā)育歷期和F1代每雌產(chǎn)卵量、卵孵化率與性比。每個(gè)品種每葉為一個(gè)重復(fù),每個(gè)品種均設(shè)置10個(gè)重復(fù)。

        1.2.3 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2016和SPSS軟件Duncan’s新復(fù)極差法,對(duì)取食不同木薯品種的二斑葉螨發(fā)育與繁殖進(jìn)行顯著性差異及相關(guān)性分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 室內(nèi)抗螨性鑒定

        室內(nèi)抗螨性鑒定結(jié)果(表1)表明,取食C1115、緬甸、SC5、SC9、SC15、利民、哥倫比亞4D的F0代二斑葉螨第8天的存活率為12.50%~29.20%,7個(gè)品種對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)為抗;SC8、SC12、SC8002、南植199、GR891、GR4、SC6068、GR5、SC10、GR8、GR3、東莞紅尾、糯米木薯、SC201、瓊中1號(hào)、廣東1號(hào)、Rongyang72、瑞士F21、哥倫比亞16P、哥倫比亞17Q、哥倫比亞3C、哥倫比亞3G、哥倫比亞7G、哥倫比亞8H、哥倫比亞17Q、瑞士D32、瑞士J17、SC124和GR10共29個(gè)品種的F0代8 d存活率為35.70%~49.70%,對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)為中抗;沙田面包、BRA12等44個(gè)品種的F0代8 d存活率為62.50%~72.90%,對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)為感;SC205、TMS60444、KU50、面包、BRA900的F0代8 d存活率為93.60%~ 95.70%,5個(gè)品種對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)為高感。上述結(jié)果有待田間進(jìn)一步鑒定驗(yàn)證。

        表1 八十個(gè)木薯品種對(duì)二斑葉螨抗性的室內(nèi)鑒定結(jié)果

        2.2 田間抗螨性鑒定

        田間抗螨性鑒定結(jié)果(表2)表明,C1115、緬甸、SC5、SC9 、SC15、利民、哥倫比亞4D的螨害指數(shù)為28.85%~32.67%,7個(gè)品種對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)為抗;SC8、SC12、SC8002、南植199、GR891、GR4、SC6068、GR5、SC10、GR8、GR3、東莞紅尾、糯米木薯、SC201、瓊中1號(hào)、廣東1號(hào)、Rongyang72、瑞士F21、哥倫比亞16P、哥倫比亞17Q、哥倫比亞3C、哥倫比亞3G、哥倫比亞7G、哥倫比亞8H、哥倫比亞17Q、瑞士D32、瑞士J17共27個(gè)品種的螨害指數(shù)為41.17%~60.33%,對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)為中抗;SC124、GR10、BRA12共41個(gè)品種的螨害指數(shù)為65.47%~85.17%,對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)為感;SC205、TMS60444、KU50、面包、BRA900的螨害指數(shù)為90.33%~92.67%,5個(gè)品種對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)為高感。從室內(nèi)抗性鑒定到田間抗性鑒定,除了SC124、GR10從中抗螨水平降低到感螨水平外,其他品種的田間抗螨性鑒定結(jié)果與室內(nèi)抗螨性鑒定結(jié)果一致。

        表2 八十個(gè)木薯品種對(duì)二斑葉螨的田間鑒定結(jié)果

        2.3 取食抗、感螨木薯品種后的二斑葉螨發(fā)育與繁殖差異分析

        2.3.1 取食抗、感螨木薯品種后的二斑葉螨發(fā)育歷期差異分析 從圖1可以看出,取食不同木薯品種后的F0代二斑葉螨雌成螨的發(fā)育歷期存在顯著差異(p<0.05)。取食抗螨品種C1115、緬甸、SC5、SC9、SC15的F0代二斑葉螨的卵期、幼螨期、前若螨期、后若螨期和卵到后若螨期分別為4.33~5.67、4.17~4.83、3.67~4.00、4.00~4.50和16.17~18.00 d,顯著長(zhǎng)于取食高感螨木薯品種SC205、TMS60444、KU50、面包、BRA900后的3.50、1.83~2.33、1.83~2.33、1.83~2.17和9.00~10.33 d(p<0.05)。相關(guān)性分析結(jié)果表明,卵到后若螨期的發(fā)育時(shí)長(zhǎng)與木薯對(duì)二斑葉螨的抗性呈正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)r= 0.993 7)。上述結(jié)果表明,抗螨木薯品種通過(guò)顯著延長(zhǎng)二斑葉螨的發(fā)育歷期抑制了二斑葉螨取食,從而降低了二斑葉螨的存活率,表現(xiàn)出抗螨、免受二斑葉螨取食為害的特性。

        圖1 取食抗、感螨木薯品種后的F0代二斑葉螨發(fā)育歷期

        2.3.2 取食抗、感螨木薯品種后的F1代二斑葉螨每雌產(chǎn)卵量差異分析 從圖2可以看出,取食抗、感螨木薯品種后的F1代二斑葉螨每雌產(chǎn)卵量存在顯著差異(p<0.05)。取食抗螨品種C1115、緬甸、SC5、SC9、SC15的F0代二斑葉螨的F1代二斑葉螨平均每雌產(chǎn)卵量為6.77~11.13粒,顯著少于取食高感螨木薯品種SC205、TMS60444、KU50、面包、BRA900后的48.53~50.97粒(p<0.05)。相關(guān)性分析結(jié)果表明,F(xiàn)1代二斑葉螨每雌產(chǎn)卵量與木薯對(duì)二斑葉螨的抗性呈負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R=-0.995 7)。上述結(jié)果表明,抗螨木薯品種通過(guò)顯著降低二斑葉螨的后代產(chǎn)卵量抑制了二斑葉螨種群的發(fā)展,從而降低了二斑葉螨爆發(fā)成災(zāi)的概率,表現(xiàn)出抗螨、免受二斑葉螨取食為害的特性。

        圖2 取食抗、感螨木薯品種后的F1代二斑葉螨的每雌產(chǎn)卵量

        2.3.3 取食抗、感螨木薯品種后的F1代二斑葉螨卵孵化率差異分析 從圖3可以看出,取食抗、感螨木薯品種后的F1代二斑葉螨卵孵化率存在顯著差異(p<0.05)。取食抗螨品種C1115、緬甸、SC5、SC9、SC15的F0代二斑葉螨的F1代二斑葉螨平均卵孵化率為34.20%~56.33%,顯著低于取食高感螨木薯品種SC205、TMS60444、KU50、面包、BRA900后的97.53%~98.13%(p<0.05)。相關(guān)性分析結(jié)果表明,F(xiàn)1代二斑葉螨每雌產(chǎn)卵量與木薯對(duì)二斑葉螨的抗性呈負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R=-0.992 8)。上述結(jié)果表明,抗螨木薯品種通過(guò)顯著降低二斑葉螨的后代卵孵化率抑制了二斑葉螨種群的發(fā)展,從而顯著降低了二斑葉螨爆發(fā)成災(zāi)的概率,表現(xiàn)出抗螨、免受二斑葉螨取食為害的特性。

        圖3 取食抗、感螨木薯品種后的F1代二斑葉螨的卵孵化率

        2.3.4 取食抗、感螨木薯品種后的F1代二斑葉螨性比差異分析 從圖4可以看出,取食抗、感螨木薯品種后的F1代二斑葉螨性比存在顯著差異(p<0.05)。取食抗螨品種C1115、緬甸、SC5、SC9、SC15的F0代二斑葉螨的F1代二斑葉螨平均雌成螨百分率為60.67%~66.47%,顯著低于取食高感螨木薯品種SC205、TMS60444、KU50、面包、BRA900后的79.60%~80.93%(p<0.05)。相關(guān)性分析結(jié)果表明,F(xiàn)1代二斑葉螨雌成螨比例與木薯對(duì)二斑葉螨的抗性呈負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)R=-0.997 5)。上述結(jié)果表明,抗螨木薯品種通過(guò)顯著降低二斑葉螨的后代雌成螨比例抑制了二斑葉螨種群的發(fā)展,從而降低了二斑葉螨爆發(fā)成災(zāi)的概率,表現(xiàn)出抗螨、免受二斑葉螨取食為害的特性。

        圖4 取食抗、感螨木薯品種后的F1代二斑葉螨的雌成螨百分率

        3 討論

        選用抗蟲品種治蟲能夠有效減少作物產(chǎn)量損失,研究作物抗蟲性是進(jìn)行抗蟲品種選育的基礎(chǔ)。作物抗蟲性是作物與害蟲在特定環(huán)境下相互影響的集中表現(xiàn)[16-18];因此,鑒定評(píng)價(jià)特定品種在不同生境中的抗性表現(xiàn),對(duì)于選育穩(wěn)定的抗性品種尤為關(guān)鍵。本研究結(jié)果表明,從室內(nèi)抗性鑒定到田間抗性鑒定,除了SC124、GR10從中抗螨水平降低到感螨水平外,其他品種的田間抗螨性鑒定結(jié)果與室內(nèi)抗螨性鑒定結(jié)果一致。特別是SC5、SC9、SC15為我國(guó)木薯主產(chǎn)區(qū)的主栽優(yōu)良品種,不僅對(duì)二斑葉螨表現(xiàn)出良好的抗性,而且具有良好的生態(tài)適應(yīng)性和高產(chǎn)特性,可以作為優(yōu)良抗螨品種在我國(guó)木薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展中屬地化應(yīng)用推廣。

        生活力與繁殖力是害蟲適應(yīng)寄主的根本保障和種群生存的質(zhì)量指標(biāo),而發(fā)育歷期、每雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和后代雌性比是國(guó)內(nèi)外常用的評(píng)價(jià)害蟲生活力和繁殖力大小的重要指標(biāo)[19-21]。張會(huì)英等[22]在研究抗、感螨橡膠樹種質(zhì)對(duì)六點(diǎn)始葉螨發(fā)育與繁殖的影響中發(fā)現(xiàn),六點(diǎn)始葉螨取食抗性橡膠樹種質(zhì)后,其發(fā)育與繁殖均受到顯著抑制,各齡期的發(fā)育歷期均比取食感性種質(zhì)的要顯著延長(zhǎng),產(chǎn)卵量、后代孵化率和雌性比顯著減少和降低。李遷等[23]在研究木薯種質(zhì)對(duì)朱砂葉螨的抗性評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn),取食抗性木薯種質(zhì)后的朱砂葉螨發(fā)育歷期顯著延長(zhǎng),平均每雌螨產(chǎn)卵量和F1代孵化率顯著減少和降低。李壽銀等[24]在探究香樟齒喙象食性及寄主植物對(duì)其的抗性作用中發(fā)現(xiàn),香樟齒喙象可以通過(guò)調(diào)節(jié)自身的生長(zhǎng)、發(fā)育來(lái)選擇適應(yīng)不同的寄主植物。本研究結(jié)果表明,取食抗、感品種后的二斑葉螨發(fā)育與繁殖差異顯著。與感螨木薯品種相比較,取食抗蟲木薯品種后的F0代二斑葉螨發(fā)育歷期顯著延長(zhǎng),F(xiàn)1代每雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和雌成螨比例顯著降低。相關(guān)性分析結(jié)果進(jìn)一步表明,F(xiàn)0代二斑葉螨發(fā)育歷期與木薯對(duì)二斑葉螨的抗性正相關(guān),而F1代每雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和雌成螨百分率與木薯對(duì)二斑葉螨的抗性呈負(fù)相關(guān);說(shuō)明抗螨木薯品種通過(guò)顯著延長(zhǎng)二斑葉螨的發(fā)育歷期及顯著降低后代每雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和雌成螨比例抑制了二斑葉螨種群數(shù)量發(fā)展,從而表現(xiàn)出抗螨、免受二斑葉螨取食為害的特性,這與國(guó)內(nèi)外諸多研究結(jié)果相一致。

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