茶樹種質對黑刺粉虱的抗蟲性測定

茶樹種質對黑刺粉虱的抗蟲性測定

植物與昆蟲的相互作用關系已成為國內外的研究重點。黑刺粉虱Aleurocanthusspiniferus(Quaintance)是我國茶樹上的重要害蟲之一,其若蟲棲居于茶樹中、下部葉背刺吸茶樹汁液,成、若蟲均排泄蜜露并誘發(fā)煤煙病,對茶樹的產量和品質影響甚大[3~8]。由于該蟲體小,危害隱蔽,世代重疊嚴重,且體外被有一層蠟質蛻皮殼,單純依靠化學農藥很難控制其為害,因此,研究、選育抗蟲品種,協(xié)調配合生物防治和合理的化學防治是持續(xù)控制該蟲為害的有效途徑。韓寶瑜等、王慶森等報道了茶樹品種對黑刺粉虱的抗蟲性存在顯著差異;陳常頌等報道茶樹品種抗黑刺粉虱的部分生化機制,而對其形態(tài)學抗性機制尚未見報道。本文從葉片組織結構方面探討茶樹抗黑刺粉虱的形態(tài)學機制,為抗蟲品種選育的早期鑒定和利用抗蟲品種控制黑刺粉虱為害等提供依據。1材料和方法1.1茶苗和茶苗扦插蟲源:黑刺粉虱雌成蟲采自福建省農業(yè)科學院茶葉研究所二號山福云6號成齡茶園。供試種質:有玉龍、丹桂、優(yōu)3、優(yōu)510、黃旦、福云6號、毛蟹、福云10號、九龍袍、鐵觀音、白雞冠和G31等。茶苗培養(yǎng):2002年10月底和2003年10月底分別進行茶苗短穗扦插。每份種質分別扦插5個盆缽(盆缽直徑為22cm,高25cm),每個盆缽扦插5~10個苗穗。每個盆缽為1個重復。1.2黑刺粉蚤葉面積蟲口數(shù)量測定選擇福建省農業(yè)科學院茶葉研究所立地條件較為一致的茶樹品種資源圃,于黑刺粉虱各代若蟲盛發(fā)期,隨機采摘供試種質的中、下部葉片各20張,用10倍擴大鏡觀察其背面的蟲蛹數(shù),并測量葉面積,計算單位葉面積蟲口數(shù)量,重復4次。1.3留茶苗、留葉搭建5個網室,用60目的防蟲網圍住,并用黑色遮陽網遮蔭。每個網室移入上述種質的扦插盆缽(移入前先剔除茶苗上的蟲、卵)各1盆,每盆留茶苗3株,每株留6片葉。盆缽間隨機區(qū)組排列。2003年8月24日和2004年8月29日分別于黑刺粉虱成蟲盛期(日均溫27.8℃,相對濕度69.7%),在每個網室內盆缽的中間位置接入黑刺粉虱雌成蟲,平均每株茶苗接5頭,任其自由產卵,7天后剔除成蟲,觀察各種質葉片上的卵量,并測定葉面積,計算單位葉面積產卵量。待成蟲羽化后觀察各種質黑刺粉虱的蛹殼數(shù)量,計算世代存活率。1.4茶葉樣品的組織結構觀察1.4.1氣孔密度和長度分別取各種質芽下第5葉,在葉背中脈附近用刀片薄切下表皮于載玻片上,滴一滴0.01%中性紅溶液,蓋上蓋玻片,在10×10倍的光學顯微鏡下觀測氣孔密度;在10×4倍的光學顯微鏡下觀測茸毛密度和長度。每份種質觀察3株,每株觀測5個視野。1.4.2葉片組織病理學觀察于各種質芽下第5葉中脈兩側各切取1×0.5cm2的小塊,FAA固定,番紅整染,常規(guī)石蠟制片,在Motic數(shù)碼顯微鏡下觀察3個視野,測量各種質葉片總厚度、下表皮及其角質層厚度、柵欄組織和海綿組織厚度等。每份種質重復3次。1.5不同外部形態(tài)株葉片發(fā)育和組織結構的比較試驗數(shù)據采用唐啟義等DPS2000數(shù)據處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析。黑刺粉虱田間蟲口密度及其在網室內的單位葉面積產卵量和世代存活率、葉片組織結構差異,均采用Duncan’s新復極差檢驗進行多重比較;茶樹種質葉片組織結構與黑刺粉虱產卵量、世代存活率之間采用線性回歸與相關分析。2結果與分析2.1網絡對黑刺粉病的抗蟲性影響由于不同茶樹種質間葉面積差異較大,若以每葉蟲數(shù)為指標不能真實反映茶樹種質的受害程度差異。因此本文以單位葉面積田間蟲口密度、網室內產卵量和世代存活率等為指標探討不同茶樹種質對黑刺粉虱的抗蟲性差異。黑刺粉虱在12份茶樹種質上的田間蟲口密度存在極顯著差異(P<0.01)(見表1),依次為:G31>鐵觀音>福云10號>白雞冠>福云6號>毛蟹>黃旦>丹桂>優(yōu)3>玉龍>九龍袍>優(yōu)510,其中,G31與鐵觀音、福云10號、白雞冠、福云6號等差異不顯著;優(yōu)510與九龍袍、玉龍、優(yōu)3和丹桂等差異不顯著。表明在田間條件下優(yōu)510、九龍袍、玉龍、優(yōu)3和丹桂等品種對黑刺粉虱的抗蟲性較強,而G31、鐵觀音、福云10號、白雞冠、福云6號等品種對黑刺粉虱的抗蟲性較弱。黑刺粉虱在網室內12份茶樹種質上的產卵量差異達極顯著(P<0.01)(見表1),其中,在優(yōu)510、九龍袍、玉龍、丹桂和優(yōu)3上的產卵量最少,而在G31、白雞冠、鐵觀音和福云10號上的產卵量最多。黑刺粉虱在網室內12份種質上的世代存活率差異也達極顯著(P<0.01)(見表1),其中,在優(yōu)510、優(yōu)3、丹桂、玉龍和九龍袍上的世代存活率最低,而在G31、白雞冠、福云10號和鐵觀音上的世代存活率最高。表明在網室條件下優(yōu)510、優(yōu)3、丹桂、玉龍和九龍袍對黑刺粉虱的抗蟲性最強,而G31、白雞冠、福云10號和鐵觀音等對黑刺粉虱的抗蟲性最弱。這與田間試驗結果總體趨勢是一致的。黑刺粉虱在網室內的單位葉面積產卵量、世代存活率與田間蟲口密度存在極顯著正相關,相關系數(shù)分別為0.9128(F=49.9830,P<0.01)和0.9200(F=55.1008,P<0.01)。由于網室環(huán)境條件易于控制,因此,以網室內單位葉面積產卵量、世代存活率為指標能較客觀評價不同茶樹種質對黑刺粉虱的抗蟲性差異。2.2葉片的開口密度、毛密度和長度與抗蟲性有關2.2.1氣孔密度與黑刺粉病的關系葉片氣孔是黑刺粉虱若蟲取食的天然通道,氣孔密度大,有利于若蟲取食為害,反之,則對若蟲的取食產生不利影響。供試的9份不同抗性茶樹種質葉片氣孔密度差異較大,其中,鐵觀音、福云10號、毛蟹和福云6號的氣孔密度較大,而優(yōu)510、玉龍、丹桂和優(yōu)3的氣孔密度較小(表2)?？瓜x性較弱的鐵觀音葉片氣孔明顯比抗蟲性較強的優(yōu)510大且密(圖1)。黑刺粉虱單位葉面積產卵量與氣孔密度之間有顯著正相關(R=0.7950,F=12.0267,P=0.0104),黑刺粉虱的世代存活率與氣孔密度之間有接近顯著水平的正相關(R=0.6654,F=5.5605,P=0.0505)。表明氣孔密度大,黑刺粉虱的產卵量可能越多,世代存活率可能越高,該種質的抗蟲性就越弱;反之,抗蟲性就越強。葉片氣孔密度可能構成茶樹種質抗黑刺粉虱的重要因子之一。2.2.2茶樹葉片羊毛密度一般而言,葉片茸毛作為抗蟲因子能干擾昆蟲的產卵,阻礙昆蟲的附著和取食。供試的9份不同抗性茶樹種質的葉片茸毛長度差異極顯著(P<0.01)。其中,毛蟹、福云6號、優(yōu)3和福云10號等的茸毛較長,丹桂的茸毛較短,而玉龍、優(yōu)510、黃旦和鐵觀音等的茸毛長度則介于二者之間。供試的9份茶樹種質之間葉片茸毛密度差異也極顯著(P<0.01),其中,優(yōu)510、福云6號、毛蟹和福云10號的茸毛密度較大,玉龍、丹桂和鐵觀音的茸毛密度較小,黃旦和優(yōu)3則介于二者之間(表2)。黑刺粉虱單位葉面積產卵量與茸毛長度之間有一定的正相關(R=0.4868,P>0.05),與茸毛密度之間有一定的負相關(R=-0.0425,P>0.05),但均未達顯著水平。黑刺粉虱的世代存活率與茸毛長度之間有一定的正相關(R=0.4516,F=1.7938,P>0.05),而與茸毛密度之間有一定的負相關(R=-0.0656,F=0.0303,P>0.05),但均未達顯著水平。2.3葉片總厚度、下表皮及其皮質厚度與抗蟲性之間的關系2.3.1音、毛蟹、福云、丹桂和優(yōu)苗葉片的發(fā)育供試9份不同抗性茶樹種質的葉片總厚度差異極顯著(F=10.38,P<0.01),其中,玉龍、優(yōu)510、鐵觀音、毛蟹和福云10號的葉片較厚,福云6號、黃旦、丹桂和優(yōu)3的葉片較薄(表3)。黑刺粉虱單位葉面積產卵量與葉片總厚度之間有一定的正相關,但未達顯著水平(R=0.0186,F=0.0024,P>0.05)。黑刺粉虱的世代存活率與葉片總厚度之間有一定的負相關,也未達顯著水平(R=-0.2747,F=0.5714,P>0.05)。2.3.2茶樹葉片下表皮厚度的變化供試的9份不同抗性茶樹種質的葉片下表皮厚度差異顯著(F=2.768,P<0.05),其中,優(yōu)510、優(yōu)3和丹桂的葉片下表皮較厚,黃旦和鐵觀音的葉片下表皮較薄,其余種質則介于二者之間(表3)。黑刺粉虱單位葉面積產卵量與葉片下表皮厚度之間有一定的負相關,但未達顯著水平(R=-0.5932,F=3.7999,P=0.0923)。黑刺粉虱的世代存活率與下表皮厚度之間有極顯著負相關(R=-0.8390,F=16.6361,P<0.01)。表明茶樹種質的葉片下表皮越厚,黑刺粉虱在該種質上的世代存活率就越低,該種質對黑刺粉虱的抗蟲性就越強;反之,則該種質的抗蟲性就越弱。2.3.3茶樹屬植物對黑刺粉病的抗蟲性的影響供試的9份不同抗性茶樹種質的葉片下表皮角質層厚度差異極顯著(F=7.665,P<0.01)。其中,優(yōu)3、優(yōu)510和丹桂的葉片下表皮角質層較厚,福云6號、鐵觀音和毛蟹的葉片下表皮角質層較薄,玉龍、福云10號和黃旦則介于二者之間(表3)。黑刺粉虱單位葉面積產卵量與葉片下表皮角質層厚度之間有接近顯著水平的負相關(R=-0.6439,F=4.9591,P=0.0613)。黑刺粉虱的世代存活率與葉片下表皮角質層厚度之間也有顯著負相關(R=-0.7843,F=11.1886,P=0.0123)。表明茶樹種質葉片的下表皮角質層越厚,黑刺粉虱在該種質上的產卵量就越少,黑刺粉虱的世代存活率就越低,該種質對黑刺粉虱的抗蟲性就越強;反之,該種質對黑刺粉虱的抗蟲性就越弱。表明茶樹種質葉片下表皮角質層厚度可能構成茶樹種質抗黑刺粉虱的重要因子之一。2.4葉片墊組織、海綿組織的厚度與抗蟲性的關系2.4.1黑刺粉病與樹高生長性狀的關系供試的9份茶樹種質葉片柵欄組織厚度之間差異極顯著(F=59.100,P<0.01),其中,玉龍、優(yōu)510、丹桂和優(yōu)3的葉片柵欄組織較厚,福云6號、福云10號和鐵觀音的柵欄組織較薄,毛蟹和黃旦則介于二者之間(表4)。相關性分析表明,黑刺粉虱在不同茶樹種質上單位葉面積產卵量與柵欄組織厚度之間有顯著負相關(R=-0.7187,F=7.4784,P<0.05)。黑刺粉虱在不同茶樹種質上的世代存活率與柵欄組織厚度之間有極顯著負相關(R=-0.8109,F=13.4414P<0.01)。表明茶樹種質葉片柵欄組織越厚,黑刺粉虱在該種質上的產卵量就越少,世代存活率就越低,黑刺粉虱對該種質的選擇性就越弱;反之,黑刺粉虱對該種質的選擇性就越強。葉片柵欄組織厚度可能是茶樹種質抗黑刺粉虱的重要因子。2.4.2海綿組織厚度對黑刺粉病患者產卵的影響供試的9份不同抗性茶樹種質的葉片海綿組織厚度之間差異極顯著(F=7.770,P<0.01)。其中,福云10號和鐵觀音的葉片海綿組織較厚,黃旦、丹桂、優(yōu)3和優(yōu)510的葉片海綿組織較薄,毛蟹、福云6號和玉龍則介于二者之間(表4)。黑刺粉虱單位葉面積產卵量與葉片海綿組織厚度之間存在顯著正相關(R=0.6790,F=5.9890,P<0.05);黑刺粉虱的世代存活率與海綿組織厚度之間有一定的正相關,但未達顯著水平(R=0.4413,F=1.6926,P>0.05)。表明黑刺粉虱比較嗜好在海綿組織厚的茶樹種質上產卵。海綿組織薄構成黑刺粉虱不選擇性的重要因子之一。3茶樹種質對黑刺粉20d不同(1)以網室內單位葉面積產卵量、世代存活率和田間蟲口密度為指標測定了12份茶樹種質對黑刺粉虱的抗蟲性,結果表明:優(yōu)510、優(yōu)3、丹桂、玉龍和九龍袍對黑刺粉虱的抗蟲性最強,而G31、白雞冠、福云10號和鐵觀音等對黑刺粉虱的抗蟲性最弱。黑刺粉虱在網室內單位葉面積產卵量、世代存活率與田間蟲口密度存在極顯著正相關,由于網室內的環(huán)境條件易于控制,因此,以網室內單位葉面積產卵量和世代存活率為指標能較客觀評價不同茶樹種質對黑刺粉虱的抗蟲性差異。(2)葉片形態(tài)結構及其內含物是影響寄主昆蟲產卵和取食的2個重要因素,并且這2個因素往往共同發(fā)揮作用。本文從葉片組織結構方面探討茶樹對黑刺粉虱抗蟲性的影響。認為茶樹抗蟲性與氣孔密度密切