甘蔗品種生長中后期對螟蟲抗性綜合評價

林兆里

甘蔗品種生長中后期對螟蟲抗性綜合評價

林兆里

(福建農(nóng)林大學(xué)國家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心，福州350002)

采用螟蟲自然侵染的方法，以螟害節(jié)率為甘蔗生長中后期抗螟性指標，分析19個甘蔗品種（系）在新植和宿根條件下對螟蟲的抗性。結(jié)果表明：在該試驗地，黃螟是甘蔗生長中后期的優(yōu)勢種，條螟次之，二點螟最少。3種螟蟲的抗螟性指標均在19個甘蔗品種（系）間存在顯著差異，甘蔗品種（系）對3種螟蟲的抗性均存在顯著的基因型效應(yīng)。甘蔗品種（系）對黃螟和二點螟的抗性還存在顯著的植期效應(yīng)、植期和基因型互作效應(yīng)，其中植期對黃螟和二點螟的種群數(shù)量影響最大。3種螟蟲的抗螟性指標均在兩個植期間顯著正相關(guān)，但同一植期內(nèi)3種螟蟲的抗螟性指標間相關(guān)性不顯著。綜合評價各甘蔗品種（系）對3種螟蟲的抗性水平，柳城05-136、云蔗03-258、粵甘42號和桂糖30號在供試甘蔗品種（系）中對3種螟蟲均表現(xiàn)出較高抗性。

甘蔗品種；螟蟲；抗性；評價

甘蔗螟蟲是甘蔗生產(chǎn)上最重要的害蟲之一，其中以黃螟Argyroploce schistaceana(Snellen)、條螟Proceras venosatus(Walker)和二點螟Chilo infuscatellus Snellen在我國蔗區(qū)分布最廣泛，危害最嚴重[1-3]。在甘蔗整個生長期均可見到螟蟲為害，在苗期為害生長點造成枯心苗，導(dǎo)致有效莖數(shù)減少，降低產(chǎn)量；在生長中后期為害蔗莖造成螟蛀節(jié)，形成蔗莖機械性損傷且易于病菌侵入，不僅造成甘蔗產(chǎn)量下降和蔗糖分降低，而且嚴重影響蔗汁品質(zhì)[2，4-6]。近年來，受蔗種頻繁調(diào)運、甘蔗植期多樣化、長期連作和螟蟲抗藥性等[7-8]因素影響，甘蔗螟蟲的發(fā)生規(guī)模及為害程度逐年加劇，已成為制約甘蔗產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。

現(xiàn)階段，使用化學(xué)殺蟲劑結(jié)合栽培管理仍是我國甘蔗螟蟲綜合防控的主要措施。在甘蔗苗期，甘蔗螟蟲種類較為單一且發(fā)生時期也相對集中，通過合理化學(xué)藥劑防控可有效降低甘蔗螟蟲為害。但在甘蔗生長中后期，受甘蔗生長期較長、多種螟蟲混合為害、世代重疊現(xiàn)象嚴重等因素影響，常規(guī)的化學(xué)防治方法難以持續(xù)、有效控制螟蟲種群數(shù)量。近年來抗螟性甘蔗品種的利用與推廣已成為甘蔗生長中后期螟蟲綜合防控的重要手段之一，在不需要額外投入的條件下，就能顯著提升甘蔗抗螟性水平、降低螟蟲的種群數(shù)量，具有長效、經(jīng)濟和環(huán)保等特點[9-10]。正確的抗性鑒定方法是抗螟性品種應(yīng)用的前提[11-12]，部分學(xué)者[8，13-14]已對生長中后期甘蔗對二點螟和條螟的抗性進行了研究，但僅對各個螟蟲單獨進行評價，而田間存在多種螟蟲混合為害的現(xiàn)象，甘蔗品種（系）對多種螟蟲的抗性綜合評價還未見報道。我國甘蔗產(chǎn)區(qū)地域遼闊，甘蔗螟蟲多樣性，篩選對多種螟蟲具有抗性的甘蔗品種不僅有助于抗螟性品種的推廣應(yīng)用，而且有利于探究甘蔗品種（系）對多種螟蟲的共同抗性機制。本試驗在田間自然侵染條件下，以螟害節(jié)率作為甘蔗生長中后期抗螟性指標，分析不同種類螟蟲抗性間的相關(guān)性及供試甘蔗品種（系）對多種螟蟲的綜合抗性。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試甘蔗品種(系)：國家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系第3、4輪集成示范品種（系），1.柳城03-1137、2.柳城05-136、3.云蔗99-596、4.云蔗01-1413、5.云蔗03-258、6.云蔗05-49、7.福農(nóng)07-0335、8.福農(nóng)07-1110、9.福農(nóng)38號、10.福農(nóng)40號、11.粵甘24號、12.粵甘39號、13.粵甘42號、14.粵糖60號、15.桂糖29號、16.桂糖30號、17.桂糖31號、18.桂糖32號，19.新臺糖22號（CK），共18個甘蔗品種（系）和1個生產(chǎn)對照種。供試甘蔗品種（系）分別由廣西柳城縣甘蔗研究中心、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所、福建農(nóng)林大學(xué)甘蔗綜合研究所、廣州甘蔗糖業(yè)研究所和廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所提供。

1.2試驗方法

1.2.1試驗地概況試驗地位于廣東省湛江市遂溪縣北坡鎮(zhèn)，地處我國甘蔗主產(chǎn)區(qū)之一的粵西蔗區(qū)，土壤類型為砂壤土，屬亞熱帶氣候。該地區(qū)蔗田以旱坡地為主，甘蔗螟蟲周年發(fā)生，多種螟蟲混合為害。

1.2.2試驗設(shè)計供試甘蔗品種（系）于2013年新植，2014年宿根。19個供試品種（系），每個品種（系）3次重復(fù)，每次重復(fù)3行區(qū)，隨機區(qū)組排列。每行區(qū)行長10m，行距1.3m，面積39m2，邊緣設(shè)保護行。新植處理：2013年2月種植，2013年4月小培土，2013年5月大培土。宿根處理：于新植甘蔗砍收后進行宿根管理，2014年1月破壟，2014年5月小培土。新植和宿根處理均在種植、破壟和小培土?xí)r施用3.6%加強型殺蟲雙顆粒劑75 kg/hm2（福建泰禾農(nóng)大生化有限公司生產(chǎn)）防治螟蟲，其他農(nóng)事操作按當?shù)爻Ｒ?guī)栽培進行。

1.2.3抗螟性指標調(diào)查在田間螟蟲自然侵害條件下，以螟害節(jié)率為抗螟性指標在甘蔗收獲前對新植和宿根甘蔗的螟蟲為害情況進行調(diào)查。每個小區(qū)隨機選擇1個點，沿畦長連續(xù)調(diào)查15株蔗莖。統(tǒng)計每株甘蔗的總節(jié)間數(shù)，根據(jù)鉆蛀孔形態(tài)特征[15-16]結(jié)合蔗莖縱剖后蛀道為害狀，辨別為害甘蔗的螟蟲種類并分別統(tǒng)計各螟蟲的螟害節(jié)數(shù)，計算各螟蟲的螟害節(jié)率。計算公式如下：螟害節(jié)率(%)=螟害節(jié)數(shù)/總節(jié)間數(shù)×100%。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)采用SPSS（Statistical Package for the Social Science）19.0進行統(tǒng)計分析。采用Duncan’s新復(fù)極差法對同一植期內(nèi)不同種類螟蟲的抗螟性指標進行方差分析，采用Pearson相關(guān)性分析法對不同種類螟蟲的抗螟性指標進行相關(guān)性分析；采用一般線性模型分析植期和品種互作效應(yīng)對抗螟性指標的影響；采用Z-score法以歐式距離平方作為品種間距離，采用組間連接的聚類方法對品種（系）對螟蟲抗性進行系統(tǒng)聚類。

表1　不同植期甘蔗生長中后期抗螟性指標

表2　甘蔗抗螟性的植期與品種(系)F互值作效應(yīng)分析

表3　甘蔗品種（新系值）對螟蟲抗性相關(guān)宿分根析

2　結(jié)果與分析

2.1不同植期甘蔗品種（系）生長中后期抗螟性指標

不同植期的甘蔗品種（系）生長中后期抗螟性指標見表1。在試驗地為害生長中后期甘蔗的螟蟲主要是黃螟、條螟和二點螟。在新植和宿根兩個植期內(nèi)，黃螟在螟蟲種群數(shù)量中所占比例最大，分別達到64.08%和53.41%，為優(yōu)勢種；其次是條螟，分別占22.93%和33.28%；二點螟所占比例最低。同一植期內(nèi)，螟害節(jié)率在3種不同螟蟲間均存在顯著性差異。供試的19個甘蔗品種（系）中未發(fā)現(xiàn)對甘蔗螟蟲免疫的品種（系）。由不同植期甘蔗螟蟲螟害節(jié)率的變異度可知，條螟和二點螟的螟害節(jié)率變異系數(shù)大于黃螟，說明甘蔗品種（系）對條螟和二點螟的抗性水平離散程度要大于黃螟，具有更高的抗性潛力。

2.2螟害節(jié)率的植期與品種（系）互作效應(yīng)分析

螟害節(jié)率是衡量螟蟲種群數(shù)量的重要指標之一。由表2可知，3種螟蟲的螟害節(jié)率在不同甘蔗品種（系）間的差異均達到極顯著水平，說明不同甘蔗品種（系）在生長中后期對黃螟、條螟和二點螟均存在抗性差異。黃螟和二點螟的螟害節(jié)率在植期間、品種（系）間、植期和品種（系）間互作都達到極顯著差異，表明甘蔗品種（系）對黃螟和二點螟的抗性不僅受植期、品種（系）影響，而且抗性存在基因型（品種）與環(huán)境（植期）的互作。其中植期的變異在總體變異中起主導(dǎo)作用，說明植期是影響黃螟和二點螟種群數(shù)量的主要因素。由表3相關(guān)分析可知，黃螟和二點螟在新植和宿根兩個植期的抗螟性指標均顯著正相關(guān)。雖然抗螟性存在植期與品種（系）互作，但在新植和宿根間趨于一致，說明甘蔗品種（系）黃螟和二點螟種群數(shù)量會隨植期而波動，但品種（系）對上述兩種螟蟲的抗性水平是穩(wěn)定的。條螟造成的螟害節(jié)率在品種（系）間差異達到了極顯著水平，但在植期間、品種（系）和植期間互作的差異均未達到顯著水平，說明品種（系）是影響甘蔗對條螟抗性差異的主要因素。

由表3可知，黃螟、條螟和二點螟的螟害節(jié)率在新植和宿根兩個植期間均顯著正相關(guān)，說明甘蔗品種（系）對3種螟蟲的抗性水平均不受植期影響。3種螟蟲的螟害節(jié)率在同一植期內(nèi)相關(guān)性不顯著，表明甘蔗品種（系）對3種螟蟲的抗性機理可能不一致，導(dǎo)致甘蔗品種（系）對3種甘蔗螟蟲的抗性表達也不一致。

2.3甘蔗品種(系)對螟蟲綜合抗性的聚類分析

同種螟蟲的螟害節(jié)率均在新植和宿根兩個植期間顯著正相關(guān)，以黃螟、條螟和二點螟在兩個植期螟害節(jié)率均值為抗螟性評價指標，對供試甘蔗品種（系）的螟蟲綜合抗性進行系統(tǒng)聚類，聚類樹狀圖見圖1。在種間距離為10處，可以將19個供試甘蔗品種（系）劃分為5個類群，見表4。第Ⅰ類群，云蔗01-1413，在供試品種（系）中高感黃螟；第Ⅱ類群，柳城03-1137，在供試品種（系）中表現(xiàn)為高感條螟；第Ⅲ類群，包括云蔗05-49和福農(nóng)07-0335，在供試品種（系）中表現(xiàn)為高感二點螟；第Ⅳ類群，包含桂糖29號、新臺糖22號和福農(nóng)38號等11個甘蔗品種（系），在供試甘蔗品種（系）中對3種螟蟲均表現(xiàn)出中等程度的感蟲，為感蟲品種（系）；第Ⅴ類群，包含粵甘42號、柳城05-136和桂糖30號等4個甘蔗品種（系），對3種螟蟲均表現(xiàn)較高的抗性，為抗螟性品種（系）。

圖1　甘蔗品種（系）對螟蟲綜合抗性聚類分析樹狀圖

表4　供試甘螟蔗害品節(jié)種率（系）各類群甘蔗螟蟲為害情況

3　小結(jié)與討論

在廣東湛江，黃螟、條螟和二點螟是為害生長中后期甘蔗的主要螟蟲。由試驗結(jié)果可知，黃螟在螟蟲種群數(shù)量中所占比例最大，是該時期的優(yōu)勢種，條螟次之，二點螟最少。這與郭良珍[17]關(guān)于該地區(qū)的甘蔗螟蟲種類及構(gòu)成的研究結(jié)果是一致的。3種螟蟲混合發(fā)生，世代重疊現(xiàn)象嚴重，給甘蔗生長中后期防治帶來困難。雖然條螟和二點螟并不是該時期的優(yōu)勢種，但條螟在該時期跨節(jié)為害、取食量大、造成的為害大；二點螟在該時期的種群數(shù)量所占比例最低，但其種群數(shù)量直接影響次年苗期的螟害枯心率，條螟和二點螟雖然不是生長中后期的優(yōu)勢種，但仍是該時期評價甘蔗對螟蟲綜合抗性中不可或缺的組成部分。

在田間自然侵染條件下，對19個處于生長中后期的甘蔗品種（系）進行抗螟性鑒定，新植和宿根的螟害節(jié)率均超過了經(jīng)濟損害水平[18]（螟害節(jié)率>10%），說明現(xiàn)階段甘蔗生長中后期的螟蟲綜合防控難以持續(xù)，有效控制螟蟲發(fā)生為害，成為制約甘蔗高產(chǎn)和高糖的重要因素之一。通過分析不同甘蔗品種（系）在不同植期內(nèi)的螟蟲為害情況發(fā)現(xiàn)，甘蔗對3種螟蟲的抗性在供試甘蔗品種（系）間均存在極顯著的差異，說明不同基因型甘蔗對3種螟蟲均存在抗性差異。甘蔗品種（系）對黃螟和二點螟的抗性存在極顯著植期效應(yīng)、植期和基因型二者間的互作效應(yīng)，其中植期效應(yīng)占主導(dǎo)作用，說明植期是影響黃螟和二點螟種群數(shù)量的主要因素，這同任大方[13]關(guān)于植期是影響二點螟為害的重要因素的觀點是一致的。而甘蔗品種（系）對條螟的抗性在植期間的效應(yīng)、植期和基因型間的互作效應(yīng)不顯著，說明植期對條螟種群數(shù)量影響并不大。

通過各螟蟲在兩個植期間的為害率相關(guān)性分析可知，黃螟、二點螟和條螟造成的螟害節(jié)率均在新植和宿根兩個植期間顯著正相關(guān)，說明植期雖然會影響各螟蟲的為害程度，但并不影響甘蔗品種（系）對各螟蟲的抗性水平。同一植期內(nèi)3種螟蟲所造成的螟害節(jié)率間相關(guān)性均不顯著，說明3種螟蟲的抗性并不一致，可能存在不同的抗螟性機制。如葉片寬大且披垂則能誘集條螟和二點螟成蟲產(chǎn)卵，但黃螟對此則無趨性；蔗莖莖皮硬度與二點螟侵入難易程度顯著相關(guān)，但對黃螟的侵入影響程度較小。

在甘蔗生長中后期往往數(shù)種螟蟲同時發(fā)生，混合為害，對單一種類螟蟲抗性很難準確評價品種（系）對螟蟲的綜合抗性。現(xiàn)階段，我國用于評價甘蔗品種生長中后期的抗螟性程度普遍采用總螟害節(jié)率，而忽略各甘蔗螟蟲的種類及其構(gòu)成，從而導(dǎo)致雖然品種間的總螟害節(jié)率一致，但品種（系）對不同種類的螟蟲抗性不一致，植株受害程度也不一致。因此在甘蔗生產(chǎn)中后期抗螟性鑒定應(yīng)充分考慮甘蔗對螟蟲的多抗性，從而使抗螟性鑒定更為科學(xué)、系統(tǒng)。由分析結(jié)果可知，部分甘蔗品種（系）對某些螟蟲較為敏感，在進行甘蔗品種（系）適宜種植區(qū)域劃分時應(yīng)充分考慮該區(qū)域的優(yōu)勢種螟蟲。試驗中篩選出柳城05-136、云蔗03-258、粵甘42號和桂糖30號4個甘蔗品種（系），在供試的19個甘蔗品種（系）中對黃螟、條螟和二點螟表現(xiàn)出較高的抗性。該類甘蔗品種（系）對多種螟蟲具有抗性，不僅能夠直接在多種螟蟲發(fā)生地直接種植，而且有助于挖掘多抗性基因，豐富抗螟性種質(zhì)資源。

本試驗中因缺乏抗感對照品種，從而難以對各甘蔗品種（系）對螟蟲的抗性水平進行準確劃分，因此篩選準確且穩(wěn)定的抗感對照品種尤為重要。試驗中對甘蔗品種（系）對螟蟲的抗性綜合評價結(jié)果是定性的，在篩選適宜當?shù)胤N植的抗螟性甘蔗品種時，應(yīng)根據(jù)當?shù)氐拿x種類，種群數(shù)量及各螟蟲的為害程度，確定各螟蟲在綜合抗性評價中的權(quán)重系數(shù)，從而對甘蔗品種（系）對螟蟲的綜合抗性進行定量分析，有待于進一步深入研究。

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Integrated Evaluation of Sugarcane Varieties Resistance to Borers in the M idd le and Late Sugarcane Grow th Periods

LIN Zhao-li
(National Research and Development Centre for Sugarcane Industrial Technology, Fujian Agricultural and Forestry University,Fuzhou 350002,China)

According to the rate of bored internodes collected in themiddle and late sugarcane growth periods, the resistance of nineteen sugarcane varieties(strains)to borers in newly planted and perennial root under the natural population of the target pestwas studied.The results showed that Argyroploce schistaceana(Snellen)was the dominant species of the sugarcane in the middle and late sugarcane growth periods,Proceras venosatus (Walker)followed and Chilo infuscatellus Snellen was the last one.The indexes of sugarcane resistance to three kinds of borers had significant difference among 19 sugarcane varieties(strains),and the resistance of sugarcane to three kinds of borers had significant genotype effect.There were significant planting period effects,interaction effectof planting period and genotype on the resistance of sugarcane varieties(strains)to A.schistaceana and C. infuscatellus,while the population quantity of A.schistaceana and C.infuscatellu wasmostly influenced by the planting period.The indexes of sugarcane resistance to three kinds of borerswere significant positive correlation between two planting periods;however these indexes were not significant correlation in the same planting period. The integrated evaluation of sugarcane varieties(strains),LC05-136,YZ 03-258,YG42 and GT 30 had higher resistance to three kinds of borers in the tested sugarcane varieties(strains).

sugarcane varieties;borer;resistance;evaluation

S435.661

A

1007－2624（2016）03－0010－04

10.13570/j.cnki.scc.2016.03.003

2015-11-14

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)建設(shè)專項資金（CARS-20）。

林兆里（1987-），男，助理實驗師，主要從事甘蔗病蟲害防治研究。Email：mucwuyu@163.com