32份切花菊對主要病蟲害的抗性研究

32份切花菊對主要病蟲害的抗性研究

菊花是中國傳統(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。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)模的不斷擴大和集約化生產(chǎn)程度的不斷提高,蟲害危害日趨嚴(yán)重,嚴(yán)重影響了切花菊的產(chǎn)量與品質(zhì)。蚜蟲是為害切花菊的主要害蟲之一(王杰等,2002),從幼苗至成苗期時有發(fā)生,多危害芽心嫩尖,抑制植株生長發(fā)育,并可通過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,使得蚜蟲群體產(chǎn)生抗藥性。因此,培育抗蚜蟲菊花品種是菊花產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中亟待解決的問題。雜交育種是提高菊花抗蚜蟲性的有效途徑之一(Dengetal.,2010),優(yōu)異抗蚜蟲種質(zhì)是雜交育種的保障,因此,對菊花抗蚜蟲性進(jìn)行鑒定和篩選是菊花抗蟲育種的基礎(chǔ)。目前,有關(guān)植物抗蚜蟲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)中已有報道,但在菊花中,因缺乏合適的接種方法和評價體系,相關(guān)抗蚜蟲性鑒定的研究尚未見報道。因此,本研究對部分觀賞價值較高的切花菊品種,采用人工接種蚜蟲試驗的方法對其抗蚜蟲性進(jìn)行了探究,以期建立抗蚜蟲性評價體系并鑒定出部分抗蚜性菊花優(yōu)異種質(zhì),為菊花抗蚜蟲育種提供寶貴材料,對于降低環(huán)境污染,推動菊花產(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)車菊2、南農(nóng)茶香、韓1、小麗、綠云、優(yōu)香、饅頭菊、陽光、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、長紫、南農(nóng)勛章,均取自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)中國菊花種質(zhì)資源保存中心。選取生長健壯、長勢一致的插穗進(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接種的供試材料。1.2人工蝗蟲育種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管蚜(Macrosiphoniellasanbourni),在23℃～28℃、RH80%條件下飼養(yǎng),選取兩齡若蟲作為待接種蚜蟲。1.2.2供試植株的確定將待接蚜蟲饑餓處理4h,而后用毛筆小心將兩齡若蟲接種到植株頂部的嫩葉上,每個植株用透氣的隔離罩隔離,規(guī)格為25cm(長)×12cm(直徑),以防止蚜蟲在不同植株間轉(zhuǎn)移。每株接種5頭兩齡若蟲,每處理10株,重復(fù)3次。第7天開始統(tǒng)計,之后,每隔2d調(diào)查供試植株上的蚜蟲數(shù)量,連續(xù)統(tǒng)計2周。蚜蟲接種和蚜口數(shù)量統(tǒng)計參照Deng等(2010)的方法。1.3抗自身國際材料研究抗蚜性評價參照(蔡青年等,2002)的抗性分級標(biāo)準(zhǔn),采用蚜量比值法(王美芳等,2008)對各品種進(jìn)行初步抗蚜性鑒定,蚜量比值=該材料接種21d時的蚜量(一個處理的平均值)/全部觀測材料21d時的平均蚜量,計算3個重復(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。1.4處理數(shù)據(jù)采用SPSSv13.0軟件對蟲口平均數(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抗藥物害蟲性初始時間研究發(fā)現(xiàn),蚜蟲接種7d內(nèi),蟲口數(shù)量基本沒有差異,但接種7d后不同品種間蚜蟲增殖速度存在明顯差異,部分品種接種7d后蟲口數(shù)量呈現(xiàn)快速增加的趨勢,而部分品種在接種7d后蟲口數(shù)量則明顯減少,表明7d是判別不同品種抗蚜蟲性的初始時間(表1)。其后,不抗品種蚜蟲增殖迅速。蚜蟲接種21d時,南農(nóng)紅楓等14個菊花品種蚜口數(shù)量在100頭以上,其中南農(nóng)紅楓(圖1A)蚜口數(shù)量最多,植株莖葉布滿蚜蟲,多達(dá)267頭;南農(nóng)茶香等4個品種蚜口數(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不同品種的抗蟲水稻平衡表2顯示,32個切花菊品種根據(jù)蚜量比值的不同可分為5個等級,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)車菊1、南農(nóng)紅楓等14個品種為不抗品種,蚜量比值為1.25以上;小麗、韓1、南農(nóng)茶香等4個品種為低抗品種,蚜量比值為0.76～1.25;陽光、優(yōu)香等3個品種為抗蟲品種,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個品種為高抗品種,蚜量比值為0～0.25。不同抗蚜性等級的品種,21d時植株上著蚜量差異甚大(圖1)。3抗寄生蟲系統(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綜合防治的一個基本手段。開展不同種質(zhì)抗蚜蟲性鑒定是發(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。因田間植株間蚜蟲的轉(zhuǎn)移、氣候、土壤條件等因素的影響,使得田間抗蚜蟲性鑒定存在難度大、受季節(jié)限制等弱點,而以室內(nèi)人工隔離、接種來代替田間鑒定進(jìn)行抗蚜性研究,則可減少物候、植株間蚜蟲移動等的限制與干擾。Lowe(2008)、Spiller(1986)、Havliekov(1997)研究表明,禾谷繞管蚜和麥長管蚜在溫室和田間鑒定的蚜蟲抗級結(jié)果相似,且幼苗與成株鑒定的蚜蟲抗級結(jié)果也基本一致。本研究采用“紗布+透明膠片”的簡易蚜蟲隔離裝置,進(jìn)行了蚜蟲的人工接種和菊花抗蚜蟲性評價,以克服田間蚜蟲抗性鑒定時環(huán)境因子等的限制,使得菊花抗蚜性評價體系的建立簡便易行、具有可操作性。實驗中發(fā)現(xiàn),個別不抗的品種在蚜蟲數(shù)量統(tǒng)計初期出現(xiàn)單株蚜量減少的現(xiàn)象,可能是由于接種過程中人為因素導(dǎo)致個別蚜蟲死亡所致,為此,本試驗設(shè)置了大量的樣本重復(fù),以盡量減少人為誤差。昆蟲對寄主植物的選擇與植物的形態(tài)、抗氧化酶類及次生代謝物質(zhì)種類有關(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)對抗蟲性具有量的影響,而生化因素如抗氧化酶類、次生代謝物質(zhì)等則是抗蟲的本質(zhì)原因(徐正浩和崔紹榮,2004)。生化因素影響蚜蟲的行為,如尋找寄主植物時的趨性反應(yīng)、調(diào)節(jié)對食物的試探和取食行為,并進(jìn)而影響蚜蟲的營養(yǎng)、代謝、生長、發(fā)育和生殖(李金梅等,2006)。蚜蟲危害時,植物會啟動體內(nèi)的活性氧及抗氧化與防御酶類,如SOD、POD、APX、PAL、PPO等(陳青和張銀東,2004;張金鋒和薛慶中,2004;劉裕強等,2005)。此外,植物體內(nèi)還含有生物堿、非蛋白氨基酸、萜烯類、酚類和單寧化合物、類黃酮類等種類繁多的次生代謝物,對昆蟲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)蚜蟲為害植物時,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)蚜蟲取食前后大豆體內(nèi)黃酮類物質(zhì)、生物堿類、酚類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)抗蚜蟲蒿屬種質(zhì)與栽培菊花遠(yuǎn)緣雜交后代抗蚜蟲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的主要成分