黑龍江省北部地區(qū)53個(gè)大豆品種對(duì)大豆食心蟲(chóng)的抗性評(píng)價(jià)

摘要：為指導(dǎo)大豆生產(chǎn)和抗蟲(chóng)育種工作，對(duì)53個(gè)大豆品種進(jìn)行抗大豆食心蟲(chóng)評(píng)價(jià)，并通過(guò)大豆食心蟲(chóng)對(duì)其蛀莢率和蟲(chóng)食率進(jìn)行聚類分析。共篩選出高抗品種21個(gè)，占參加試驗(yàn)品種的39.62%；抗蟲(chóng)（R）品種11個(gè)，占參加試驗(yàn)品種的20.75%。篩選出的高抗和抗性品種對(duì)指導(dǎo)黑河北部地區(qū)大豆生產(chǎn)具有重要作用，其中高抗品種可作為早熟抗食心蟲(chóng)親本在育種工作中進(jìn)行應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大豆品種；大豆食心蟲(chóng)；抗性評(píng)價(jià)

收稿日期：2024-06-27

基金項(xiàng)目：黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越工程（CX23JC05）；國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系東北特早熟春大豆育種崗（CARS-04-05B）；農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)性長(zhǎng)期性工作植保中心愛(ài)輝試驗(yàn)點(diǎn)（NAES-PP-033）。

第一作者：張武（1983－），男，碩士，副研究員，從事植物保護(hù)研究。E-mail：guoguo_zw@163.com。

大豆是世界上重要的糧食和油料作物之一，同時(shí)也是重要的蛋白和脂肪來(lái)源^[1-2]。大豆在我國(guó)是重要的糧食兼油料作物^[3-5]。目前，我國(guó)大豆消費(fèi)量逐年提高，國(guó)內(nèi)大豆生產(chǎn)量與大豆消費(fèi)量存在著巨大差額^[6-7]。因此，我國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的大豆進(jìn)口國(guó)，我國(guó)大豆對(duì)外依存度已超過(guò)80%^[8-10]。在我國(guó)大豆已知的404種害蟲(chóng)中，大豆食心蟲(chóng)是我國(guó)東北、華北以及西北等地區(qū)的重要害蟲(chóng)之一^[11]。

大豆食心蟲(chóng)[Leguminivora glycinivorella（Mats.）Obraztsov]，鱗翅目小卷葉蛾科^[12]。在危害大豆的同時(shí)也危害野生大豆、苦參等。大豆食心蟲(chóng)屬嚴(yán)格滯育性昆蟲(chóng)，一年僅發(fā)生一代^[13]。大豆食心蟲(chóng)因地區(qū)、年度、品種的不同，蟲(chóng)食率也有差異，常年蟲(chóng)食率在10%～30%，嚴(yán)重年份達(dá)30%～60%^[14-15]。2021年黑龍江省大豆食心蟲(chóng)發(fā)生面積71.69萬(wàn)hm²，平均蟲(chóng)食率3.7%，較2015－2020年低0.1%^[16]。在黑河市大豆食心蟲(chóng)蟲(chóng)食率為5.53%～11.26%^[17-18]。大豆食心蟲(chóng)可以通過(guò)種植抗性品種、合理輪作、及時(shí)翻耙破壞大豆食心蟲(chóng)的越冬環(huán)境的農(nóng)業(yè)防治措施，化學(xué)藥劑防治和利用赤眼蜂及白僵菌等進(jìn)行生物防治^[19-21]。防控大豆食心蟲(chóng)最簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的方式是種植抗性品種，由于不同品種在莢毛密度、莢毛長(zhǎng)度、莢皮角質(zhì)層厚度、皮下細(xì)胞厚度等豆莢結(jié)構(gòu)方面的差異，表現(xiàn)出不同大豆品種對(duì)大豆食心蟲(chóng)的不同抗性^{[14，22-23]}。

本研究在自然栽培條件下，以大豆食心蟲(chóng)對(duì)53份大豆種質(zhì)資源的蛀莢率、蟲(chóng)食率作為參考指標(biāo)，探討黑龍江省北部地區(qū)不同大豆品種對(duì)大豆食心蟲(chóng)的抗性水平，為更好地指導(dǎo)生產(chǎn)并為抗大豆食心蟲(chóng)育種提供種質(zhì)資源。

1 材料與方法

1.1 材料

供試53個(gè)大豆品種均由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院提供，包括黑科59、金源71、龍墾3092、嫩奧1號(hào)、合農(nóng)147、黑河45、華疆2號(hào)、佳豆36、金豐2號(hào)、華疆5號(hào)、佳豆30、賀豆1號(hào)、東普53、黑河43、嫩奧5號(hào)、龍達(dá)165、黑科71、克豆53、圣豆43、華菜豆2號(hào)、黑科85、峰豆3號(hào)、合農(nóng)95、黑科86、龍達(dá)137、合農(nóng)152、昊疆8號(hào)、賀豆25、金源73、匯農(nóng)417、龍達(dá)157、東生17、黑河53、昊疆5號(hào)、昊疆2號(hào)、克豆64、華菜豆3號(hào)、龍達(dá)1513、龍達(dá)3號(hào)、嫩奧12、克豆52、黑科88、圣豆15、嫩江雙青豆、東普52、佳豆32、華疆12、黑科60、匯農(nóng)2號(hào)、克豆78、匯農(nóng)4號(hào)、嫩奧3號(hào)和佳豆33。

大豆食心蟲(chóng)誘芯、水盆誘捕器購(gòu)買于英格爾生物技術(shù)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

大豆品種對(duì)大豆食心蟲(chóng)抗性評(píng)價(jià)于2022年進(jìn)行，試驗(yàn)于黑龍江省黑河市愛(ài)輝區(qū)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院試驗(yàn)地進(jìn)行。采用65 cm壟上雙行種植，設(shè)計(jì)保苗株數(shù)為38株·m^-2，每個(gè)品種播種6行區(qū)，10 m行長(zhǎng)，小區(qū)面積39 m²，按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田種植和管理方法進(jìn)行。

1.2.2 大豆食心蟲(chóng)成蟲(chóng)羽化期測(cè)定方法

大豆食心蟲(chóng)成蟲(chóng)羽化期監(jiān)測(cè)采用性誘劑法進(jìn)行。試驗(yàn)于2020－2022年，每年的6月25日至8月21日進(jìn)行，將水盆誘捕器架設(shè)于田間，田間共架設(shè)3個(gè)誘捕器，每個(gè)誘捕器間隔500 m以上，間隔2 d收集1次誘捕器中大豆食心蟲(chóng)數(shù)量并補(bǔ)充水盆中的洗衣粉水，計(jì)算大豆食心蟲(chóng)成蟲(chóng)羽化期。

1.2.3 大豆食心蟲(chóng)危害測(cè)定方法

在大豆完熟期，在每個(gè)品種種植區(qū)隨機(jī)選取1 m²內(nèi)連續(xù)取10株，帶回室內(nèi)進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查項(xiàng)目包括單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株蛀莢率、單株蟲(chóng)食率。參考楊文郁等^[24]的方法計(jì)算大豆食心蟲(chóng)蟲(chóng)食率和蛀莢率。

單株蛀莢率（%）=單株蛀莢數(shù)單株總莢數(shù)×100

單株蟲(chóng)食率（%）=單株蟲(chóng)粒數(shù)單株總粒數(shù)×100

1.2.4 大豆品種對(duì)食心蟲(chóng)抗性評(píng)價(jià)

大豆品種對(duì)食心蟲(chóng)抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、鑒定抗性等級(jí)，詳見(jiàn)表1。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019和Origin 2021進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 2020－2022年黑河地區(qū)大豆食心蟲(chóng)發(fā)生動(dòng)態(tài)

由圖1可知，黑河地區(qū)大豆食心蟲(chóng)羽化呈單峰值曲線。2020年大豆食心蟲(chóng)成蟲(chóng)羽化盛期為7月23日至7月25日，成蟲(chóng)羽化期持續(xù)16 d；2021年大豆食心蟲(chóng)成蟲(chóng)羽化盛期為7月31日至8月3日，成蟲(chóng)羽化期持續(xù)12 d；2022年大豆食心蟲(chóng)成蟲(chóng)羽化盛期為7月31日至8月3日，成蟲(chóng)羽化期持續(xù)19 d。

2.2 不同品種對(duì)大豆食心蟲(chóng)抗性評(píng)價(jià)

如表2所示，53個(gè)大豆品種平均單株莢數(shù)為45.73個(gè)，平均單株粒數(shù)為110.26粒，其中大豆食心蟲(chóng)蛀莢率在0.35%～11.55%，53個(gè)大豆品種平均蛀莢率為2.68%。其中，黑科59蛀莢率最高，佳豆33蛀莢率最低。

53個(gè)大豆品種中大豆食心蟲(chóng)蟲(chóng)食率在0.28%～8.50%，53個(gè)大豆品種平均蟲(chóng)食率為2.05%。其中，嫩江雙青豆蟲(chóng)食率最高，龍墾3092蟲(chóng)食率最低。

2.3 不同品種抗蟲(chóng)性評(píng)價(jià)

如圖2所示，將不同品種的平均蛀莢率和蟲(chóng)食率做標(biāo)準(zhǔn)化歐式聚類分析。由于2022年53個(gè)大豆品種平均蟲(chóng)食率為2.05%。因此，選定輕發(fā)生年份為主要參考值（表1）^［25］，并結(jié)合聚類分析結(jié)果將53個(gè)大豆品種分為5類，其中，高抗（HR）品種21個(gè)：龍墾3092、賀豆1號(hào)、昊疆2號(hào)、昊疆5號(hào)、華疆2號(hào)、匯農(nóng)4號(hào)、黑河53、圣豆15、圣豆43、黑河45、匯農(nóng)417、黑科71、合農(nóng)95、龍達(dá)3號(hào)、華菜豆2號(hào)、佳豆30、佳豆36、華菜豆3號(hào)、華疆12、金源73和華疆5號(hào)；抗蟲(chóng)（R）品種11個(gè)：峰豆3號(hào)、昊疆8號(hào)、黑河43、東生17、黑科60、東普52、東普53、黑科88、黑科85、黑科86和佳豆32；中抗（MR）1個(gè)：黑科59；感蟲(chóng)（S）品種11個(gè)：嫩奧1號(hào)、金源71、合農(nóng)147、賀豆25、佳豆33、克豆78、克豆52、克豆53、克豆64、龍達(dá)1513和嫩奧3號(hào)；高感（HS）品種9個(gè)：嫩奧5號(hào)、龍達(dá)165、龍達(dá)157、龍達(dá)137、嫩奧12、合農(nóng)152、匯農(nóng)2號(hào)、金豐2號(hào)和嫩江雙青豆。

3 討論

2022年黑河地區(qū)大豆食心蟲(chóng)成蟲(chóng)羽化19 d，對(duì)53個(gè)大豆品種大豆食心蟲(chóng)蟲(chóng)食率在0.28%～8.50%，平均蟲(chóng)食率為2.05%。因此，2022年為大豆食心蟲(chóng)輕度危害年份。按照蟲(chóng)食率作為抗性指標(biāo)，53個(gè)大豆品種對(duì)大豆食心蟲(chóng)的抗性可以分為四組，其中高抗（HR）品種36個(gè)，抗性（R）品種9個(gè)，中抗（MR）品種5個(gè)，感（S）3個(gè)，未見(jiàn)高感（HS）品種。如果單一采用食心蟲(chóng)數(shù)據(jù)作為抗性判斷指標(biāo)，只能通過(guò)大豆種子的危害情況來(lái)評(píng)價(jià)品種對(duì)大豆食心蟲(chóng)的抗性，不能反映出大豆食心蟲(chóng)對(duì)大豆莢和大豆種子的危害。因此，本研究將蟲(chóng)食率作為主要指標(biāo)，單株蛀莢率為參考指標(biāo)，通過(guò)聚類分析的方法將53個(gè)品種分成五組，鑒定出高抗（HR）品種21個(gè)，占參加試驗(yàn)品種的39.62%；抗蟲(chóng)（R）品種11個(gè)，占參加試驗(yàn)品種的20.75%；中抗品種（MR）1個(gè)，占參加試驗(yàn)品種的1.89%；感（S）品種11個(gè)，占參加試驗(yàn)品種的20.75%；高感（HS）品種9個(gè)，占參加試驗(yàn)品種的16.99%。

大豆不同品種對(duì)大豆食心蟲(chóng)的抗性是大豆食心蟲(chóng)與大豆協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果，大豆食心蟲(chóng)通過(guò)產(chǎn)卵的選擇性和幼蟲(chóng)的適應(yīng)性對(duì)不同品種產(chǎn)生危害^[26-27]。同時(shí)，豆莢的表觀性狀及莢皮的結(jié)構(gòu)決定了品種對(duì)大豆食心蟲(chóng)的結(jié)構(gòu)抗性，而大豆受到危害后其可溶性糖含量、蛋白酶抑制劑活性、保護(hù)酶活性等化學(xué)物質(zhì)含量表現(xiàn)出大豆自身對(duì)大豆食心蟲(chóng)的抗性^{[23，28-29]}。在大豆品種的田間抗性鑒定中，大豆食心蟲(chóng)成蟲(chóng)羽化期是否與大豆結(jié)莢期相遇也會(huì)對(duì)大豆食心蟲(chóng)的蟲(chóng)食率造成影響。因此，大豆對(duì)大豆食心蟲(chóng)的抗性除與豆莢的結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分有關(guān)外，也與大豆食心蟲(chóng)的發(fā)生程度及發(fā)生時(shí)期有關(guān)。

4 結(jié)論

本研究明確了適合黑龍江省北部地區(qū)種植的53個(gè)大豆種質(zhì)資源對(duì)大豆食心蟲(chóng)的抗性。共篩選除高抗大豆食心蟲(chóng)品種21個(gè)，占參加試驗(yàn)品種的39.62%；抗性品種11個(gè)，占參加品種的20.75%。其中，21個(gè)高抗大豆食心蟲(chóng)品種可以作為抗食心蟲(chóng)育種材料在育種中應(yīng)用，以期提高早熟品種抗大豆食心蟲(chóng)水平，為保障黑龍江省大豆生產(chǎn)、提高大豆產(chǎn)能和大豆品質(zhì)提供有力保障。

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Evaluation on Resistance of 53 Soybean Varieties to Soybean Pod Borer in Northern Heilongjiang Province

ZHANG Wu^1，2， LI Yanjie^1，2， XIANG Peng^1，2， YANG Shu^1，2， LI Baohua^1，2， WANG Shu^1，2， LI Min^1，2， WU Junyan¹

（1.Heihe Branch，Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Heihe 164300，China; 2.Heihe Harmful Organisms Observation and Research Station of Heilongjiang Province，Heihe 164300，China）

Abstract：In order to guide soybean production and insect-resistant breeding， in this study， 53 soybean varieties were evaluated for their resistance to soybean pod borer， and the pod decay rate and insect feeding rate were analyzed by clusteranalysis.A total of 21 varieties with high resistance were selected， accounting for 39.62% of the experimental varieties. There were 11 insect resistant varieties， accounting for 20.75% of the varieties in the experiment. The selected varieties with high resistance and resistance play an important role in guiding soybean production in the Northern Region of Heihe Citiy， and the varieties with high resistance can be used in breeding as the parents of precocious food-resistant insects.

Keywords：soybean varieties;soybean pod borer; resistance evaluation