32份切花菊對(duì)主要病蟲(chóng)害的抗性研究

32份切花菊對(duì)主要病蟲(chóng)害的抗性研究

菊花是中國(guó)傳統(tǒng)的十大花木和世界四大花卉之一。它五彩繽紛，花期豐富，深受人們喜愛(ài)。其中,切花菊在花卉產(chǎn)業(yè)中占據(jù)十分重要的地位(唐岱等,2001)。然而,隨著切花菊生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和集約化生產(chǎn)程度的不斷提高,蟲(chóng)害危害日趨嚴(yán)重,嚴(yán)重影響了切花菊的產(chǎn)量與品質(zhì)。蚜蟲(chóng)是為害切花菊的主要害蟲(chóng)之一(王杰等,2002),從幼苗至成苗期時(shí)有發(fā)生,多危害芽心嫩尖,抑制植株生長(zhǎng)發(fā)育,并可通過(guò)刺吸汁液傳播病害進(jìn)而造成受害植株矮小、葉片黃化、卷縮,產(chǎn)量及品質(zhì)下降(Ro&Long,1999;Zitoudietal.,2001;Saugeetal.,2002;Le-Feuvreetal.,2007)。目前,蚜蟲(chóng)的防治多采用化學(xué)方法,不僅消耗人力物力、造成環(huán)境污染,而且導(dǎo)致農(nóng)藥殘留,使得蚜蟲(chóng)群體產(chǎn)生抗藥性。因此,培育抗蚜蟲(chóng)菊花品種是菊花產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中亟待解決的問(wèn)題。雜交育種是提高菊花抗蚜蟲(chóng)性的有效途徑之一(Dengetal.,2010),優(yōu)異抗蚜蟲(chóng)種質(zhì)是雜交育種的保障,因此,對(duì)菊花抗蚜蟲(chóng)性進(jìn)行鑒定和篩選是菊花抗蟲(chóng)育種的基礎(chǔ)。目前,有關(guān)植物抗蚜蟲(chóng)性鑒定的研究在小麥(Lowe,2008)、燕麥(吳廷娟等,2007)、苜蓿(武德功等,2007)中已有報(bào)道,但在菊花中,因缺乏合適的接種方法和評(píng)價(jià)體系,相關(guān)抗蚜蟲(chóng)性鑒定的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。因此,本研究對(duì)部分觀賞價(jià)值較高的切花菊品種,采用人工接種蚜蟲(chóng)試驗(yàn)的方法對(duì)其抗蚜蟲(chóng)性進(jìn)行了探究,以期建立抗蚜蟲(chóng)性評(píng)價(jià)體系并鑒定出部分抗蚜性菊花優(yōu)異種質(zhì),為菊花抗蚜蟲(chóng)育種提供寶貴材料,對(duì)于降低環(huán)境污染,推動(dòng)菊花產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有積極意義。1材料和方法1.1菊花種質(zhì)資源供試菊花品種為:南農(nóng)紅楓、南農(nóng)紅雀、風(fēng)車(chē)菊1、南農(nóng)玉蝶、南農(nóng)驚艷、南農(nóng)宮粉、南農(nóng)雙艷、精心之城、南農(nóng)紅袖、南農(nóng)紅扣、A3荷蘭、豐韻里、南農(nóng)霞光、風(fēng)車(chē)菊2、南農(nóng)茶香、韓1、小麗、綠云、優(yōu)香、饅頭菊、陽(yáng)光、韓5、青心紅、韓2、南農(nóng)小麗、南農(nóng)紫勛章、韓4、清露、金蓮、南農(nóng)雙嬌、長(zhǎng)紫、南農(nóng)勛章,均取自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)中國(guó)菊花種質(zhì)資源保存中心。選取生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致的插穗進(jìn)行扦插繁殖,待其生根后移栽到塑料杯中,選取6～8葉齡的幼苗作為人工蚜蟲(chóng)接種的供試材料。1.2人工蝗蟲(chóng)育種1.2.1保幼激素angi的接種從野外種植的菊花植株上采集菊長(zhǎng)管蚜(Macrosiphoniellasanbourni),在23℃～28℃、RH80%條件下飼養(yǎng),選取兩齡若蟲(chóng)作為待接種蚜蟲(chóng)。1.2.2供試植株的確定將待接蚜蟲(chóng)饑餓處理4h,而后用毛筆小心將兩齡若蟲(chóng)接種到植株頂部的嫩葉上,每個(gè)植株用透氣的隔離罩隔離,規(guī)格為25cm(長(zhǎng))×12cm(直徑),以防止蚜蟲(chóng)在不同植株間轉(zhuǎn)移。每株接種5頭兩齡若蟲(chóng),每處理10株,重復(fù)3次。第7天開(kāi)始統(tǒng)計(jì),之后,每隔2d調(diào)查供試植株上的蚜蟲(chóng)數(shù)量,連續(xù)統(tǒng)計(jì)2周。蚜蟲(chóng)接種和蚜口數(shù)量統(tǒng)計(jì)參照Deng等(2010)的方法。1.3抗自身國(guó)際材料研究抗蚜性評(píng)價(jià)參照(蔡青年等,2002)的抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),采用蚜量比值法(王美芳等,2008)對(duì)各品種進(jìn)行初步抗蚜性鑒定,蚜量比值=該材料接種21d時(shí)的蚜量(一個(gè)處理的平均值)/全部觀測(cè)材料21d時(shí)的平均蚜量,計(jì)算3個(gè)重復(fù)的蚜量平均值。根據(jù)菊花品種蚜量比值的不同,進(jìn)行抗蚜性分級(jí)。1.4處理數(shù)據(jù)采用SPSSv13.0軟件對(duì)蟲(chóng)口平均數(shù)量進(jìn)行了差異顯著性分析與Duncan多重比較,應(yīng)用Excel繪制數(shù)據(jù)示意圖。2結(jié)果與分析2.1抗藥物害蟲(chóng)性初始時(shí)間研究發(fā)現(xiàn),蚜蟲(chóng)接種7d內(nèi),蟲(chóng)口數(shù)量基本沒(méi)有差異,但接種7d后不同品種間蚜蟲(chóng)增殖速度存在明顯差異,部分品種接種7d后蟲(chóng)口數(shù)量呈現(xiàn)快速增加的趨勢(shì),而部分品種在接種7d后蟲(chóng)口數(shù)量則明顯減少,表明7d是判別不同品種抗蚜蟲(chóng)性的初始時(shí)間(表1)。其后,不抗品種蚜蟲(chóng)增殖迅速。蚜蟲(chóng)接種21d時(shí),南農(nóng)紅楓等14個(gè)菊花品種蚜口數(shù)量在100頭以上,其中南農(nóng)紅楓(圖1A)蚜口數(shù)量最多,植株莖葉布滿(mǎn)蚜蟲(chóng),多達(dá)267頭;南農(nóng)茶香等4個(gè)品種蚜口數(shù)量在65～100頭,其中南農(nóng)茶香(圖1B)蚜口數(shù)量約為98頭;蚜口數(shù)量在40～65頭的品種有優(yōu)香(圖1C)等3個(gè)品種;韓5(圖1D)品種蚜口數(shù)量在25～40頭;南農(nóng)勛章等10個(gè)品種蚜口數(shù)量在0～25頭,其中南農(nóng)勛章上蚜口數(shù)量為0(表1,圖1E)。2.2不同品種的抗蟲(chóng)水稻平衡表2顯示,32個(gè)切花菊品種根據(jù)蚜量比值的不同可分為5個(gè)等級(jí),分別為:高抗,0～0.25;中抗,0.26～0.50;抗,0.51～0.75;低抗,0.76～1.25;不抗,>1.25。其中,風(fēng)車(chē)菊1、南農(nóng)紅楓等14個(gè)品種為不抗品種,蚜量比值為1.25以上;小麗、韓1、南農(nóng)茶香等4個(gè)品種為低抗品種,蚜量比值為0.76～1.25;陽(yáng)光、優(yōu)香等3個(gè)品種為抗蟲(chóng)品種,蚜量比值為0.51～0.75;韓5為中抗品種,蚜量比值為0.26～0.50;韓4、南農(nóng)勛章等10個(gè)品種為高抗品種,蚜量比值為0～0.25。不同抗蚜性等級(jí)的品種,21d時(shí)植株上著蚜量差異甚大(圖1)。3抗寄生蟲(chóng)系統(tǒng)發(fā)育的初步鑒定利用品種自身的抗蚜性已逐漸成為蚜蟲(chóng)綜合防治的一個(gè)基本手段。開(kāi)展不同種質(zhì)抗蚜蟲(chóng)性鑒定是發(fā)掘優(yōu)異抗性種質(zhì)的有效途徑。目前,抗蚜性鑒定的研究主要集中于苜蓿(武德功等,2007)、小麥(Spiller,1986)等作物。因田間植株間蚜蟲(chóng)的轉(zhuǎn)移、氣候、土壤條件等因素的影響,使得田間抗蚜蟲(chóng)性鑒定存在難度大、受季節(jié)限制等弱點(diǎn),而以室內(nèi)人工隔離、接種來(lái)代替田間鑒定進(jìn)行抗蚜性研究,則可減少物候、植株間蚜蟲(chóng)移動(dòng)等的限制與干擾。Lowe(2008)、Spiller(1986)、Havliekov(1997)研究表明,禾谷繞管蚜和麥長(zhǎng)管蚜在溫室和田間鑒定的蚜蟲(chóng)抗級(jí)結(jié)果相似,且幼苗與成株鑒定的蚜蟲(chóng)抗級(jí)結(jié)果也基本一致。本研究采用“紗布+透明膠片”的簡(jiǎn)易蚜蟲(chóng)隔離裝置,進(jìn)行了蚜蟲(chóng)的人工接種和菊花抗蚜蟲(chóng)性評(píng)價(jià),以克服田間蚜蟲(chóng)抗性鑒定時(shí)環(huán)境因子等的限制,使得菊花抗蚜性評(píng)價(jià)體系的建立簡(jiǎn)便易行、具有可操作性。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),個(gè)別不抗的品種在蚜蟲(chóng)數(shù)量統(tǒng)計(jì)初期出現(xiàn)單株蚜量減少的現(xiàn)象,可能是由于接種過(guò)程中人為因素導(dǎo)致個(gè)別蚜蟲(chóng)死亡所致,為此,本試驗(yàn)設(shè)置了大量的樣本重復(fù),以盡量減少人為誤差。昆蟲(chóng)對(duì)寄主植物的選擇與植物的形態(tài)、抗氧化酶類(lèi)及次生代謝物質(zhì)種類(lèi)有關(guān)。植物的形態(tài)(如,表皮毛密度、蠟質(zhì)多少、內(nèi)部組織致密程度)對(duì)抗蟲(chóng)性具有量的影響,而生化因素如抗氧化酶類(lèi)、次生代謝物質(zhì)等則是抗蟲(chóng)的本質(zhì)原因(徐正浩和崔紹榮,2004)。生化因素影響蚜蟲(chóng)的行為,如尋找寄主植物時(shí)的趨性反應(yīng)、調(diào)節(jié)對(duì)食物的試探和取食行為,并進(jìn)而影響蚜蟲(chóng)的營(yíng)養(yǎng)、代謝、生長(zhǎng)、發(fā)育和生殖(李金梅等,2006)。蚜蟲(chóng)危害時(shí),植物會(huì)啟動(dòng)體內(nèi)的活性氧及抗氧化與防御酶類(lèi),如SOD、POD、APX、PAL、PPO等(陳青和張銀東,2004;張金鋒和薛慶中,2004;劉裕強(qiáng)等,2005)。此外,植物體內(nèi)還含有生物堿、非蛋白氨基酸、萜烯類(lèi)、酚類(lèi)和單寧化合物、類(lèi)黃酮類(lèi)等種類(lèi)繁多的次生代謝物,對(duì)昆蟲(chóng)的取食性起決定作用(孫海燕等,2005;楊致榮等,2005)。徐正浩和崔紹榮(2004)發(fā)現(xiàn)蚜蟲(chóng)為害植物時(shí),植物體內(nèi)的一些次生代謝物發(fā)生了改變。姜伊娜等(2009)發(fā)現(xiàn)蚜蟲(chóng)取食前后大豆體內(nèi)黃酮類(lèi)物質(zhì)、生物堿類(lèi)、酚類(lèi)等次生代謝物含量都發(fā)生了明顯變化,不同基因型間差異明顯。Deng等(2010)發(fā)現(xiàn)抗蚜蟲(chóng)蒿屬種質(zhì)與栽培菊花遠(yuǎn)緣雜交后代抗蚜蟲(chóng)性的提高與精油含量和成分密切相關(guān),指出單萜和倍半萜是抗蚜蟲(chóng)的主要成分