B型煙粉虱在6個(gè)煙草品種上的取食行為

胡彧嫻，劉長明

福建農(nóng)林大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，農(nóng)業(yè)部亞熱帶農(nóng)業(yè)生物災(zāi)害與治理重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，福建省昆蟲生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建福州350002

煙粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一種世界性分布的多食性害蟲(馬瑞燕，2005)，而B型煙粉虱因能更好地適應(yīng)外界環(huán)境，交配能力強(qiáng)，有較快的內(nèi)稟增長率(Delatte et al.，2009;Zang ＆ Liu，2007)，造成的危害最為嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道，國內(nèi)至少有11個(gè)省19個(gè)地區(qū)發(fā)現(xiàn)B型煙粉虱的分布(邱寶利等，2003)。煙草 Nicotiana tabacum L.是 B型煙粉虱的喜食植物，煙粉虱除直接刺吸煙草汁液影響其正常生長外，還分泌大量的蜜露，誘發(fā)嚴(yán)重的煤污病，導(dǎo)致葉片呈現(xiàn)灰黑色，直接影響烤煙的品質(zhì)(王承香等，2009)。不同煙草品種對B型煙粉虱的抗性水平有所差異，但其機(jī)制尚不明確。

刺吸電波圖(electrical penetration graph，EPG)技術(shù)可以用來記錄刺吸式昆蟲口針在寄主組織中的刺探行為，該技術(shù)使昆蟲口針在寄主組織中的準(zhǔn)確定位成為可能。這對研究這類昆蟲的取食、傳毒行為，解釋昆蟲對寄主植物的選擇性，了解寄主植物的感、抗性機(jī)制有重要的意義(胡想順等，2006;Tjallingii，1978)。EPG技術(shù)最早用于研究蚜蟲 A-phis gossypii Glover口針在植物組織內(nèi)的取食行為(Mclean＆Kinsey，1964)。隨著研究的深入，一些學(xué)者開始運(yùn)用EPG技術(shù)分析其他刺吸式昆蟲。近年來，關(guān)于EPG技術(shù)在煙粉虱方面的應(yīng)用取得了較大進(jìn)展。繼Jiang et al.(1999)用EPG技術(shù)對煙粉虱的取食行為進(jìn)行研究之后，Johnson＆Walker(1999)用該技術(shù)測定了B型煙粉虱雌成蟲的pd波，并找出了與蚜蟲pd波之間的差異。岳梅等(2005)對煙粉虱EPG試驗(yàn)方法進(jìn)行了總結(jié)，并對其粘連技術(shù)加以詳述。高慶剛等(2006)應(yīng)用EPG技術(shù)研究了B型、ZHJ-1型煙粉虱和溫室粉虱在甘藍(lán)Brassica oleracea L.上的取食行為。林克劍等(2008)利用EPG技術(shù)記錄了B型煙粉虱在不同寄主植物上的刺吸取食波形，結(jié)果表明，煙粉虱在不同寄主上的取食行為差異較大。

煙草是福建省的重要經(jīng)濟(jì)作物之一，選育并種植抗煙粉虱品種對減少煙粉虱的危害起著重要作用。目前，有關(guān)福建省主栽煙草品種對B型煙粉虱取食行為的影響尚未見報(bào)道。因此，本文選取福建省主栽煙草品種，應(yīng)用EPG技術(shù)對B型煙粉虱雌成蟲在不同煙草品種上的取食行為進(jìn)行研究，為煙草抗煙粉虱品種的選育以及煙粉虱在煙草上的綜合防治提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

供試煙粉虱為福建農(nóng)林大學(xué)生物防治研究所溫室大棚中用翠碧1號(hào)煙草植株繼代飼養(yǎng)的種群，經(jīng)揚(yáng)州大學(xué)杜予州教授鑒定為B型。

1.2 供試植物

6個(gè)煙草品種分別為翠碧1號(hào)、K326、閩煙7號(hào)、云煙87、云煙85、紅花大金元，其種子由福建省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供，種植于福建農(nóng)林大學(xué)生物防治研究所溫室內(nèi)。

將供試品種的種子播于育苗盤上，待幼苗長出后，移至一次性塑料杯(上口徑7 cm、下口徑6 cm、高7.8 cm)中，每杯1株苗。將其放入玻璃柜中隔離，以獲取無粉虱及其他害蟲污染的干凈寄主植物，然后進(jìn)行統(tǒng)一管理。

1.3 試驗(yàn)方法

采用DC-EPG Giga-8刺吸電波圖記錄儀(荷蘭瓦爾根大學(xué)制造)，選擇羽化1周的B型煙粉虱雌成蟲與煙苗，分別連入生物電流放大器的昆蟲電極和植物電極。根據(jù)岳梅等(2005)的冷凍法改進(jìn)對煙粉虱雌成蟲的粘連。昆蟲電極是一段長2～3 cm、直徑18.5 μm的金絲，末端用水溶性導(dǎo)電銀膠粘在雌成蟲背板上，植物電極插在植物生長的土壤中。每株苗上測1頭雌成蟲，雌成蟲置于煙苗從上數(shù)第3、4片葉子的背面。整個(gè)記錄系統(tǒng)置于法拉第金屬屏蔽罩中以防止外源噪聲干擾?？傆涗洉r(shí)間為6 h，6個(gè)煙草品種上的有效記錄樣本數(shù)均為18頭。

在前人研究的基礎(chǔ)上，參考煙粉虱(高慶剛等，2006;Jiang et al.，2001)的波形，將煙粉虱雌成蟲在不同煙草品種上的刺吸電波圖與取食行為相對應(yīng)。EPG各種波形及生物學(xué)意義詳見陳建明等(2002)及雷宏和徐汝梅(1996)。本試驗(yàn)將整個(gè)記錄過程分為3個(gè)階段:(1)煙粉虱雌成蟲口針第1次到達(dá)韌皮部取食之前的刺探行為;(2)煙粉虱雌成蟲口針第1次到達(dá)韌皮部至第1次韌皮部持續(xù)吸食;(3)煙粉虱雌成蟲口針從第1次韌皮部持續(xù)吸食至記錄結(jié)束。選取14個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析(苗進(jìn)等，2011;Klingler et al.，1998)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

在Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0軟件中分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將百分?jǐn)?shù)經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行顯著性分析。每頭雌成蟲在煙草上的取食行為在記錄儀上呈現(xiàn)不同的波形，有些煙粉虱個(gè)體雖未到達(dá)韌皮部或不能持續(xù)吸食，但在煙草上仍進(jìn)行刺探行為，其數(shù)據(jù)有效，只是相對應(yīng)的E1波(昆蟲分泌水溶性唾液)或E2波(在韌皮部被動(dòng)取食)時(shí)間計(jì)為0，并參與計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 B型煙粉虱雌成蟲口針第1次到達(dá)韌皮部取食之前的刺探行為

由表1可以看出，雌成蟲在6個(gè)煙草品種上非刺探(non-probing，np)波所占的比例存在一定差異，在紅花大金元上所占的比例最小，且顯著小于其他5 個(gè)品種(P ＜0.05)，為21.88%;而在其他 5個(gè)品種之間差異不顯著。由此推測，煙粉虱在翠碧1號(hào)、K326、閩煙7號(hào)、云煙87和云煙85表皮處受到的阻礙較紅花大金元大。雌成蟲在6個(gè)煙草品種上第1次刺探的開始時(shí)間及持續(xù)時(shí)間、到達(dá)韌皮部之前的刺探次數(shù)、總刺探時(shí)間所占的比例(總記錄時(shí)間為6 h)差異均不顯著。在有效記錄的18頭雌成蟲中，在翠碧1號(hào)、K326、云煙85和紅花大金元葉片上能夠到達(dá)韌皮部的個(gè)體數(shù)均為15頭，云煙87為13頭，閩煙7號(hào)為12頭，表明6個(gè)煙草品種的表皮—葉肉層均存在取食阻礙因子。

表1 B型煙粉虱雌成蟲在6個(gè)煙草品種上的EPG參數(shù)(總記錄時(shí)間為6 h)Table 1 The EPG parameters of female adults of B.tabaci B-biotype on 6 tobacco varieties(total recorded time is 6 hours)

2.2 B型煙粉虱雌成蟲口針第1次到達(dá)韌皮部至第1次韌皮部持續(xù)吸食

由表1可知，在紅花大金元葉片上，到達(dá)韌皮部的15頭雌成蟲均能在韌皮部持續(xù)吸食;在云煙85和K326上，到達(dá)韌皮部的15頭雌成蟲中均有14頭能夠持續(xù)吸食;在翠碧1號(hào)上，到達(dá)韌皮部的15頭雌成蟲中有13頭持續(xù)吸食;在云煙87上，到達(dá)韌皮部的13頭雌成蟲中有12頭持續(xù)吸食;在閩煙7號(hào)上，到達(dá)韌皮部的12頭雌成蟲中僅有8頭持續(xù)吸食。這與到達(dá)韌皮部的雌成蟲個(gè)體數(shù)相比，表現(xiàn)出較大差異。說明紅花大金元、云煙85和K326韌皮部基本不存在阻礙雌成蟲吸食的因子，而閩煙7號(hào)韌皮部存在較多不適合煙粉虱吸食的因子。這也能從雌成蟲在各煙草品種上E1波和E2波的持續(xù)時(shí)間明顯看出。

雌成蟲在6個(gè)煙草品種韌皮部第1次E1波出現(xiàn)的時(shí)間及其持續(xù)時(shí)間差異均不顯著。但在紅花大金元和K326葉片上，E1波的總持續(xù)時(shí)間顯著短于閩煙7號(hào)和云煙87(P＜0.05)。這說明相對其他品種而言，雌成蟲在紅花大金元和K326韌皮部吸食之前只要分泌較少的水溶性唾液即可持續(xù)吸食。

2.3 B型煙粉虱雌成蟲口針從第1次韌皮部持續(xù)吸食至記錄結(jié)束

由表1可知，煙粉虱雌成蟲在6個(gè)煙草品種上E2波出現(xiàn)的時(shí)間差異不顯著。但在紅花大金元葉片上，E2波的總持續(xù)時(shí)間顯著長于其他5個(gè)品種(P＜0.05)，而在閩煙7號(hào)、云煙87和云煙85上E2波的總持續(xù)時(shí)間顯著短于其他3個(gè)品種(P＜0.05)。綜上可知，煙粉虱在閩煙7號(hào)和云煙87上E1波的總持續(xù)時(shí)間顯著長于紅花大金元和K326(P＜0.05)，且E2波的總持續(xù)時(shí)間顯著顯著短于紅花大金元、翠碧1號(hào)和 K326(P ＜0.05)。

雌成蟲在取食紅花大金元時(shí)，E波(E1+E2)所占的比例最大，為45.71%，與其他5個(gè)品種差異顯著(P＜0.05);而在云煙87上，E波所占的比例僅為9.26%，顯著低于其他5個(gè)品種(P＜0.05);在翠碧1號(hào)、K326和云煙85之間差異不顯著。煙粉虱雌成蟲在紅花大金元上每次刺探E波的平均持續(xù)時(shí)間最長，為10 min，與其他5個(gè)品種差異顯著(P＜0.05);而在K326和閩煙7號(hào)上的平均持續(xù)時(shí)間最短，分別為 2.04 和 2.13 min。

3 討論

B型煙粉虱雌成蟲在6個(gè)煙草品種上的刺吸取食行為有明顯差別。在紅花大金元上取食時(shí)，非刺探時(shí)間所占的比例顯著短于其他品種，韌皮部取食時(shí)間所占的比例顯著長于其他品種，表明在這6個(gè)煙草品種中，B型煙粉虱雌成蟲較喜食紅花大金元。而在閩煙7號(hào)和云煙87上非刺探時(shí)間所占的比例最多，且韌皮部取食時(shí)間所占的比例最少，說明B型煙粉虱雌成蟲較不喜食閩煙7號(hào)和云煙87。雌成蟲在不同煙草品種上的取食行為不同，可能與煙草品種的表皮特性和韌皮部的阻礙因子有關(guān)，這有待于進(jìn)一步研究。如果出現(xiàn)較多短暫的不連續(xù)的口針刺探、長時(shí)間的路徑刺探以及長時(shí)間的非取食活動(dòng)，則可推斷抗性因子存在于表皮層和葉肉層;如果出現(xiàn)長時(shí)間的唾液分泌、較短時(shí)間甚至沒有韌皮部取食活動(dòng)，則可推斷抗性因子存在于韌皮部(Klingler et al.，1998)。E波反映了口針刺吸韌皮部篩管的過程，其可以分為E1波和E2波，E1波表示昆蟲分泌水溶性唾液，E2波則表示在韌皮部被動(dòng)吸食(羅晨等，2005;Prado ＆ Tjallingii，1994)。

岳梅等(2006)研究表明，甘藍(lán)韌皮部適合B型煙粉虱取食且基本沒有機(jī)械因子的阻礙;西葫蘆Cucurbita pepo L.存在一定的阻礙因子，可能是吸食受阻，也可能是韌皮部存在取食抑制劑或缺少取食刺激劑;B型煙粉虱對辣椒Capsicum annuum L.韌皮部極不適應(yīng)，致使絕大多數(shù)粉虱口針能夠到達(dá)韌皮部但不能在韌皮部持續(xù)吸食。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，煙粉虱雌成蟲在不同煙草品種韌皮部持續(xù)吸食的個(gè)體數(shù)有所差異。

EPG技術(shù)已應(yīng)用于植物抗性研究中，一方面，可以通過比較昆蟲在不同抗性品種上的取食行為，確定抗性因子存在的部位，繼而運(yùn)用化學(xué)分析方法，確定抗性因子的化學(xué)成分;另一方面，EPG技術(shù)也可作為快速篩選抗性植物的一種生測手段(雷宏和徐汝梅，1996)。Jiang et al.(2001)用 EPG 記錄到煙粉虱在含有Mi基因和不含Mi基因番茄Solanum lycopersicum L.上的取食波形有顯著差異，并推測抗性基因很可能存在于與波形差異相關(guān)的葉表皮上。苗進(jìn)和韓寶瑜(2008)研究證明，外源MeSA誘導(dǎo)茶 Camellia sinensis(L.)O.Kuntze樹產(chǎn)生抗性，對葉蟬Empoasca vitis Goth在韌皮部取食行為的影響較大，而對韌皮部以外刺探行為的影響較小，從而推測，被誘導(dǎo)茶梢韌皮部的理化因子可能發(fā)生了某些改變，進(jìn)而降低了葉蟬對茶樹的接受程度。姜永幸和郭予元(1996)研究表明，棉蚜在抗、感品種上的取食波型E1、E2及C間差異極顯著，其中高抗品種能顯著縮短棉蚜的取食周期E2、增加取食前期的周期C。

本研究中，雌成蟲在6個(gè)煙草品種上第1次刺探的開始時(shí)間差異很大，但不顯著，可能是由于每個(gè)處理內(nèi)18頭雌成蟲本身間存在較大的差異，而非6個(gè)處理間的差異。表1中的其他數(shù)據(jù)(第1次刺探的持續(xù)時(shí)間、第1次E1波出現(xiàn)的時(shí)間、第1次E1波的持續(xù)時(shí)間、E2波出現(xiàn)的時(shí)間)也存在類似情況。因此，在條件允許的情況下應(yīng)適當(dāng)增加各處理的樣本數(shù)，以減少試驗(yàn)誤差。

本文只對B型煙粉虱雌成蟲在不同煙草品種上的取食行為進(jìn)行了研究，有關(guān)其抗性部位及相應(yīng)的阻礙因子尚需進(jìn)一步探討。同時(shí)，EPG技術(shù)存在一定的局限性，如金絲的捆綁效應(yīng)使昆蟲的活動(dòng)范圍受限，因此還需結(jié)合組織學(xué)技術(shù)、直接觀察昆蟲蜜露分泌、蜜露的化學(xué)成分分析等研究方法(陳建明等，2002)，才能使結(jié)論更為準(zhǔn)確。

致謝:福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所趙建偉在本試驗(yàn)中給予指導(dǎo)和幫助，在此深表感謝!

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