不同水稻品種對(duì)稻縱卷葉螟抗蟲性的影響

不同水稻品種對(duì)稻縱卷葉螟抗蟲性的影響

水稻縱卷葉[cnaphalocunima）]是屬于侄子科的類額生長量水稻科的一種重要病蟲害。在水稻植株的成形期或懷孕期，幼蟲被植株葉片和劍葉污染，嚴(yán)重發(fā)生時(shí)，土壤面積降低了30%80%。然而,稻縱卷葉螟發(fā)生程度受蟲源地發(fā)生程度、蟲源基數(shù)等多因素的影響。近年來,江蘇省稻縱卷葉螟發(fā)生嚴(yán)重,給水稻生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。有研究表明,稻縱卷葉螟的產(chǎn)卵、孵化、天敵寄生、幼蟲發(fā)育、成活、為害等與水稻品種類型間有著極為密切的關(guān)系。許璐等通過在不同水稻品種上建立稻縱卷葉螟生命表,以此作為品種抗耐蟲性評(píng)價(jià)。但利用稻縱卷葉螟為害不同水稻品種后的生理生化相關(guān)參數(shù)變化作為品種耐蟲性評(píng)價(jià)指標(biāo)至今尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)測定5個(gè)不同水稻品種被稻縱卷葉螟為害后為害指數(shù)和植株?duì)I養(yǎng)成分的變化,比較不同品種與抗耐蟲性的關(guān)系,揭示水稻品種對(duì)稻縱卷葉螟耐蟲性生理生化機(jī)制,為生產(chǎn)上防治稻縱卷葉螟提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1驗(yàn)田和成蟲培養(yǎng)稻縱卷葉螟采自揚(yáng)州大學(xué)文匯路校區(qū)農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)田,成蟲帶回室內(nèi)產(chǎn)卵孵化后備用。供試水稻品種為江蘇省大面積種植的汕優(yōu)63、揚(yáng)稻6號(hào)、揚(yáng)粳9538、淮稻9號(hào)及揚(yáng)輻粳8號(hào)。1.2水稻取樣與取樣選取優(yōu)良種子,經(jīng)過浸種、催芽,落谷于水泥池(高60cm、寬100cm、長200cm)中,用紗網(wǎng)將水泥池罩嚴(yán),水稻長至6葉時(shí)移栽至直徑為16cm的塑料桶中,每桶4穴,每穴4株,用透明紗網(wǎng)罩住,待其長至分蘗期進(jìn)行試驗(yàn),期間進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃使芾?。塑料桶?nèi)水稻長至分蘗期后接稻縱卷葉螟2齡幼蟲,每桶接蟲10頭,接蟲后3d取不同水稻品種葉片,用于測定生理生化指標(biāo)(可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量)。此后每隔6d取樣1次,共取3次。每處理重復(fù)3次。1.3水稻可溶性糖含量測定1)卷葉率及為害指數(shù)測定:水稻分蘗期接稻縱卷葉螟2齡幼蟲,每盆接蟲10頭,每處理重復(fù)5次。害蟲5齡期觀察不同水稻品種的結(jié)包數(shù)和結(jié)包長度,計(jì)算卷葉率和為害指數(shù)。卷葉率=結(jié)包數(shù)/總調(diào)查葉片數(shù)×100%;為害指數(shù)=卷葉率×結(jié)包長度/100%。以不接蟲為對(duì)照。總調(diào)查葉數(shù)為每桶16株水稻的總?cè)~片數(shù)。2)可溶性糖含量測定:參照文獻(xiàn)方法測定,略加改進(jìn)。稱取0.2g新鮮水稻葉片于試管中,加入5~10mL蒸餾水,用塑料薄膜封口,沸水浴提取30min(提取2次),提取液過濾入100mL容量瓶,反復(fù)沖洗試管及殘?jiān)?定容至刻度。取0.5mL樣品液于試管中,加入1.5mL蒸餾水,依次加入苯酚、濃硫酸(分別為1、5mL,5~20s內(nèi)緩慢加入),顯色,室溫靜置。以不含樣品液的空白作參比,用721型分光光度計(jì)測定吸光度D。以不接蟲為對(duì)照?？扇苄蕴呛繕?biāo)準(zhǔn)曲線按文獻(xiàn)方法制作。每處理重復(fù)3次。3)可溶性蛋白質(zhì)含量測定:稱取0.2g新鮮水稻葉片于研缽中,加5mL蒸餾水,研磨成糊狀,過濾并用蒸餾水定容至25mL。采用考馬斯亮藍(lán)法(Bradford法)測定可溶性蛋白質(zhì)含量,以牛血清蛋白(中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所)作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白。具體步驟:向每支試管依次加入0.2mL樣品提取液、0.8mL去離子水、5mLG-250溶液(考馬斯亮藍(lán)G-250)(上海化學(xué)試劑公司),充分混合,靜置5min,用UV755B型紫外光分光光度計(jì)(上海精密儀器公司)測定吸光度D595nm,并通過標(biāo)準(zhǔn)曲線查得蛋白質(zhì)含量。以不接蟲為對(duì)照,每處理重復(fù)3次。4)游離氨基酸含量測定:參照張憲政方法測定,略加改進(jìn)。稱取0.2g新鮮水稻葉片于研缽中,加5mL10%乙酸,研磨成糊狀,過濾并轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中,用無氨蒸餾水定容。取樣品提取液1mL于25mL比色管中,加3.5mL茚三酮-緩沖顯色液,再加0.1mL0.1%抗壞血酸溶液,充分混勻,在沸水浴中顯色20min,取出迅速冷卻。加10mL80%乙醇,加水定容至25mL,測定吸光度D570nm,由標(biāo)準(zhǔn)曲線查出相應(yīng)氨基酸含量(μg)。以不接蟲為對(duì)照,每處理重復(fù)3次。游離氨基酸變化率=接蟲后水稻葉片游離氨基酸含量/對(duì)照(不接蟲)同品種水稻葉片游離氨基酸含量×100%。1.4方差分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)同質(zhì)性檢驗(yàn)后分析。卷葉率和為害指數(shù)采用單因素方差分析;可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)和游離氨基酸含量采用二因素方差分析;多重比較采用PLSD法。2結(jié)果與分析2.1水稻品種間差異由表1可知,稻縱卷葉螟危害后,淮稻9號(hào)卷葉率顯著高于揚(yáng)粳9538號(hào)、揚(yáng)稻6號(hào)和汕優(yōu)63,而與揚(yáng)輻粳8號(hào)無顯著差異;除淮稻9號(hào)外,其他4個(gè)水稻品種間無顯著差異。稻縱卷葉螟危害后揚(yáng)輻粳8號(hào)為害指數(shù)顯著高于揚(yáng)粳9538、揚(yáng)稻6號(hào)和汕優(yōu)63,而與淮稻9號(hào)無顯著差異。2.2水稻品種間葉片游離氨基酸含量的變化7月18日測定結(jié)果(表2)表明,接蟲后揚(yáng)輻粳8號(hào)葉片游離氨基酸含量顯著高于淮稻9號(hào),而與其他3個(gè)水稻品種無顯著差異。不接蟲的淮稻9號(hào)葉片游離氨基酸含量顯著高于其他4個(gè)水稻品種。接蟲后5個(gè)水稻品種葉片游離氨基酸含量均顯著低于對(duì)照。7月24日測定結(jié)果(表2)表明,接蟲后揚(yáng)輻粳8號(hào)葉片游氨基酸含量顯著高于揚(yáng)粳9538和揚(yáng)稻6號(hào),而與汕優(yōu)63、淮稻9號(hào)無顯著差異;除揚(yáng)輻粳8號(hào)外,其他4個(gè)水稻品種間葉片游離氨基酸含量無顯著差異。不接蟲的5個(gè)水稻品種間均無顯著差異。接蟲后各水稻品種葉片游離氨基酸含量顯著低于不接蟲的同水稻品種,其中揚(yáng)輻粳8號(hào)游離基酸含量降低最少,僅為-22.06%。7月30日測定結(jié)果(表2)表明,接蟲后揚(yáng)輻粳8號(hào)葉片游離氨基酸含量顯著高于其他4個(gè)水稻品種。不接蟲的淮稻6號(hào)葉片游離氨基酸含量與揚(yáng)粳9538無顯著差異,但顯著高于其他3個(gè)水稻品種,接蟲后揚(yáng)輻粳8號(hào)葉片游離氨基酸含量與不接蟲的同水稻品種相比增加136.1%。2.3水稻品種間葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的差異7月18日測定結(jié)果(表3)表明,接蟲后5個(gè)水稻品種可溶性蛋白質(zhì)含量除汕優(yōu)63與淮稻9號(hào)無顯著差異外,其他各品種間均有顯著差異。不接蟲的各品種間可溶性蛋白質(zhì)含量均無顯著差異。接蟲后汕優(yōu)63葉片可溶性蛋白質(zhì)含量與不接蟲汕優(yōu)63相比僅降低1.4%;而其他4個(gè)水稻品種葉片可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于不接蟲的同水稻品種。7月24日測定結(jié)果(表3)表明,接蟲后揚(yáng)稻6號(hào)葉片可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于其他水稻品種。不接蟲的各水稻品種間葉片可溶性蛋白質(zhì)含量均無顯著差異。接蟲后揚(yáng)稻6號(hào)葉片可溶性蛋白質(zhì)含量與不接蟲的同水稻品種相比增加3.6%;而其他4個(gè)水稻品種間接蟲后水稻葉片可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著低于不接蟲的同水稻品種。7月30日測定結(jié)果(表3)表明,接蟲后揚(yáng)稻6號(hào)葉片可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于其他水稻品種。不接蟲的揚(yáng)稻6號(hào)葉片可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于揚(yáng)輻粳8號(hào),而其他水稻品種間均無顯著差異。接蟲后揚(yáng)稻6號(hào)和揚(yáng)輻粳8號(hào)葉片可溶性蛋白質(zhì)含量與不接蟲的同種水稻品種相比分別增加24.9%、186.0%,而接蟲后其他水稻品種葉片可溶性蛋白質(zhì)含量均低于不接蟲的同水稻品種。2.4水稻品種間可溶性糖含量比較7月18日測定結(jié)果(表4)表明,接蟲后揚(yáng)稻6號(hào)葉片可溶性糖含量除與汕優(yōu)63差異不顯著外,均顯著高于其他3個(gè)水稻品種。不接蟲的各水稻品種間可溶性糖含量均無顯著差異。接蟲后揚(yáng)稻6號(hào)葉片可溶性糖含量顯著高于不接蟲的揚(yáng)稻6號(hào),可溶性糖含量提高104.5%,且變化率最大。7月24日測定結(jié)果(表4)表明,接蟲后揚(yáng)輻粳8號(hào)葉片可溶性糖含量顯著高于揚(yáng)粳9538和淮稻9號(hào),除揚(yáng)輻粳8號(hào)外其他4個(gè)水稻品種間均無顯著差異。不接蟲的各水稻品種間可溶性糖含量均無顯著差異。接蟲后揚(yáng)粳9538、汕優(yōu)63、淮稻9號(hào)葉片可溶性糖含量與不接蟲的同水稻品種相比顯著下降。而接蟲后揚(yáng)稻6號(hào)和揚(yáng)輻粳8號(hào)葉片可溶性糖含量均顯著高于不接蟲的同水稻品種。7月30日測定結(jié)果(表4)表明,接蟲后汕優(yōu)63葉片可溶性糖含量顯著高于揚(yáng)輻粳8號(hào)、揚(yáng)粳9538和淮稻9號(hào)。不接蟲的汕優(yōu)63葉片可溶性糖含量顯著高于其他4個(gè)水稻品種。接蟲后揚(yáng)稻6號(hào)葉片可溶性糖含量顯著高于不接蟲的揚(yáng)稻6號(hào),可溶性糖含量提高21.6%,接蟲后其他4個(gè)水稻品種葉片可溶性糖含量均顯著低于不接蟲的同水稻品種。3對(duì)稻縱卷葉螟抗性的影響Painter首次系統(tǒng)地闡述了植物抗蟲性的概念,將非選擇性、抗生性和耐蟲性并列為植物抗蟲性三大機(jī)制。植物耐蟲性是植物憑借其生長、繁殖機(jī)能健壯,在受到與感蟲品種相同數(shù)量害蟲為害時(shí),表現(xiàn)出具有忍受或補(bǔ)償?shù)哪芰?。本試?yàn)結(jié)果表明,不同水稻品種對(duì)稻縱卷葉螟的抗耐性存在顯著差異。稻縱卷葉螟為害后植株卷葉率表現(xiàn)為淮稻9號(hào)高于揚(yáng)粳9538,而揚(yáng)稻6號(hào)和汕優(yōu)63與揚(yáng)輻粳8號(hào)均無顯著差異;為害指數(shù)表現(xiàn)為揚(yáng)粳8號(hào)高于揚(yáng)粳9538,而其他水稻品種間無顯著差異,這可能與淮稻9號(hào)和揚(yáng)粳8號(hào)葉片較為挺直、植株高大有關(guān)。有研究表明,株高、葉長尤其是葉寬對(duì)稻縱卷葉螟的侵害影響極大。楊士杰等研究認(rèn)為,藥用野生稻具有維管束發(fā)達(dá)、莖葉堅(jiān)硬挺直等抗蟲特點(diǎn),不利于稻縱卷葉螟為害。Massey等研究發(fā)現(xiàn),施用硅肥可提高禾本科雜草的葉片粗糙度,能有效抵抗咀嚼式口器昆蟲的取食。王亓翔等研究認(rèn)為,葉片表面硅和蠟質(zhì)含量可顯著影響水稻對(duì)稻縱卷葉螟抗性。也有研究表明,抗、感蟲品種間葉片表面硅含量與稻縱卷葉螟抗性無關(guān)。本研究結(jié)果表明,不同水稻品種在稻縱卷葉螟為害后葉片游離氨基酸含量均顯著降低(7月18和24日),而7月30日揚(yáng)粳8號(hào)葉片游離氨基含量顯著高于不接蟲,這可能與水稻不同生育階段害蟲的取食量有關(guān)。陳永年等研究表明,水稻對(duì)稻縱卷葉螟的抗性與植株氨基酸含量有關(guān),抗性強(qiáng)的品種(TKM6)植株氨基酸組成比感蟲品種(農(nóng)墾57)缺少酪氨酸。不同水稻品種在稻縱卷葉螟為害后葉片可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著增加(7月18和30日),而7月18日葉片可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著降低,這可能與水稻品種在不同生長階段耐蟲性差異有關(guān)。有研究認(rèn)為,水稻在分蘗期可耐相當(dāng)數(shù)量幼蟲的危害,而孕穗期和抽穗期耐蟲性則較低,且對(duì)水稻結(jié)實(shí)率和千粒重產(chǎn)生不同的影響。本試驗(yàn)中,揚(yáng)粳8號(hào)葉片可溶性糖含量(7月18和24日)在稻縱卷葉螟為害后均顯著增加,淮稻9號(hào)7月18號(hào)顯著增加;而7月30日揚(yáng)粳8號(hào)葉片可溶性糖含量與對(duì)照相比則顯著降低,7月24和30日淮稻9號(hào)葉片可溶性糖含量均在稻縱卷葉螟為害后降低。稻縱卷葉螟為害后,葉片光合產(chǎn)物運(yùn)輸受阻,取食量越大光合產(chǎn)物受阻越嚴(yán)重,故稻縱卷葉螟為害揚(yáng)粳8號(hào)