2016－2020 年長(zhǎng)江流域棉花品種區(qū)域試驗(yàn)參試品種（系）對(duì)棉鈴蟲(chóng)抗性的動(dòng)態(tài)分析

姜義平，許乃銀，譚永安，趙靜，柏立新，肖留斌*

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，南京 210014；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，南京 210014）

20 世紀(jì)末以來(lái)， 轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉的成功問(wèn)世及推廣應(yīng)用，在棉鈴蟲(chóng)等靶標(biāo)害蟲(chóng)的治理方面發(fā)揮了巨大作用， 極大地減輕了蟲(chóng)害導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失[1-4]。這也證實(shí)了種植抗蟲(chóng)品種是生產(chǎn)上防治棉鈴蟲(chóng)最經(jīng)濟(jì)、有效的措施。 棉鈴蟲(chóng)是抗蟲(chóng)棉的主要靶標(biāo)害蟲(chóng)，而抗蟲(chóng)品種的選育一直以抗蟲(chóng)性鑒定評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)， 因此加強(qiáng)棉花品種抗蟲(chóng)性鑒定評(píng)價(jià)十分重要。筆者分析了2016—2020 年參加長(zhǎng)江流域棉花品種區(qū)域試驗(yàn)的159 個(gè)棉花新品種（系）對(duì)棉鈴蟲(chóng)的室內(nèi)抗性鑒定結(jié)果，以期為抗蟲(chóng)新品種的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

由全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心提供的長(zhǎng)江流域棉花品種區(qū)域試驗(yàn)的棉花新品種（系）159 個(gè)，其中2016 年21 個(gè)、2017 年24 個(gè)、2018 年23 個(gè)、2019 年45 個(gè)、2020 年46 個(gè)。參試的棉花品種（系）類(lèi)型可分為中熟常規(guī)品種（系）、中熟雜交種（系），2019 年和2020 年增加了早熟常規(guī)品種（系）。 鑒定所用的棉鈴蟲(chóng)敏感對(duì)照組為蘇棉9 號(hào)和泗棉3 號(hào)，其中2016 年感蟲(chóng)對(duì)照為蘇棉9 號(hào)， 其余4 年感蟲(chóng)對(duì)照均為泗棉3 號(hào)，2 組對(duì)照組均由江蘇省泗陽(yáng)棉花原種場(chǎng)育成和提供。

1.2 鑒定蟲(chóng)源準(zhǔn)備

從棉田采集棉鈴蟲(chóng)，在恒溫養(yǎng)蟲(chóng)室內(nèi)用人工飼料飼養(yǎng)形成標(biāo)準(zhǔn)蟲(chóng)種。 養(yǎng)蟲(chóng)室內(nèi)溫光條件：光照16 h，溫度26 ℃。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所試驗(yàn)場(chǎng)棉田（南京）。所有試驗(yàn)材料均于4 月下旬播種，地膜覆蓋。 隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)。 區(qū)組內(nèi)每個(gè)棉花試驗(yàn)材料（處理）種植1 行（株距、行距分別為30 cm、50 cm），每行30～35 株。 試驗(yàn)田各處理統(tǒng)一按高產(chǎn)栽培措施進(jìn)行肥水管理等，害蟲(chóng)防治也根據(jù)棉田發(fā)生實(shí)況與試驗(yàn)要求統(tǒng)一進(jìn)行。

1.4 抗蟲(chóng)性鑒定

采取室內(nèi)棉葉接蟲(chóng)測(cè)定法。 于棉花苗期（6 月中下旬或7 月上旬）和蕾鈴期（7 月下旬或8 月上旬）接蟲(chóng)測(cè)定，各區(qū)組每品種（系）采回11 片嫩葉，每個(gè)培養(yǎng)皿中放置2 片嫩葉， 用脫脂棉蘸水保濕，接齡期一致的2 齡初幼蟲(chóng)6 頭。 接蟲(chóng)后3 d、5 d 分別觀察死亡蟲(chóng)數(shù)、活蟲(chóng)數(shù)、活蟲(chóng)齡期及葉片受害等級(jí)等。葉片受害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)及其他檢測(cè)指標(biāo)抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照DB 32/T 668－2004 江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)[5]。

1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析方法

依據(jù)抗蟲(chóng)性鑒定所記錄的死亡蟲(chóng)數(shù)、活蟲(chóng)數(shù)等數(shù)據(jù)計(jì)算棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)死亡率以及幼蟲(chóng)校正死亡率，以評(píng)估各品種（系）棉花對(duì)棉鈴蟲(chóng)的毒殺作用。根據(jù)殘存的活蟲(chóng)齡期與葉片被害等級(jí)，分析評(píng)估棉鈴蟲(chóng)與各品種 （系） 棉花之間的互作。 校正死亡率（A，%）、活蟲(chóng)發(fā)育指數(shù)（B）、活蟲(chóng)發(fā)育指數(shù)減退率（C，%）和葉片受害等級(jí)（D）計(jì)算公式如下：

式中：Pt為處理組幼蟲(chóng)死亡率，P0為對(duì)照組幼蟲(chóng)死亡率；Ni為i齡期幼蟲(chóng)數(shù)量；B0為對(duì)照組活蟲(chóng)發(fā)育指數(shù)，Bt為處理組活蟲(chóng)發(fā)育指數(shù)；lj為j級(jí)葉片數(shù)，L為總?cè)~片數(shù)。

通過(guò)葉片受害等級(jí)、校正死亡率和活蟲(chóng)發(fā)育指數(shù)減退率確定品種（系）抗蟲(chóng)等級(jí)，并采用綜合量化方法賦值量化[5]，具體劃分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 棉花品種（系）抗蟲(chóng)性量化指標(biāo)等級(jí)確定和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)劃分

2 結(jié)果與分析

2.1 棉鈴蟲(chóng)抗性水平分析

參試品種（系）中，各年份不同棉鈴蟲(chóng)抗性級(jí)別品種（系）的比例見(jiàn)圖1。2016—2019 年高抗和抗蟲(chóng)品種（系）的占比均為100%，其中2019 年抗蟲(chóng)的占比為100%， 而2016 年、2017 年和2018 年抗蟲(chóng)的占比分別為80.95%、95.83%和78.26%， 遠(yuǎn)高于高抗品種（系）的占比。 2020 年高抗、抗蟲(chóng)和低抗品種（系）均有，其中低抗的占比為4.35%，高抗的占比為58.70%，高于抗蟲(chóng)品種（系）占比，且遠(yuǎn)高于其他年份高抗品種（系）占比?？傮w上參試棉花品種（系）對(duì)棉鈴蟲(chóng)的抗性水平較高。

圖1 2016－2020 年參試品種（系）抗棉鈴蟲(chóng)不同抗性級(jí)別的比例

2.2 不同類(lèi)型棉花棉鈴蟲(chóng)平均抗性值比較

由圖2 可以看出，參試棉花品種（系）分為中熟常規(guī)棉，中熟雜交棉和早熟常規(guī)棉，其中早熟常規(guī)棉品種（系）只在2019 年和2020 年參試，平均抗性值分別為3.10 和3.48。 2016—2020 年中熟常規(guī)棉品種 （系） 的平均抗性值分別為3.25、3.05、2.93、3.12 和3.29；中熟雜交棉品種（系）的平均抗性值分別為3.20、3.09、3.25、3.17 和3.47；總體上參試棉花平均抗性值均大于2.50，其中除2016 年外，其余年份中熟雜交棉品種（系）的抗蟲(chóng)性均略高于中熟常規(guī)棉品種（系）。

圖2 2016－2020 年不同類(lèi)型棉花棉鈴蟲(chóng)平均抗性值變化

2.3 不同生育時(shí)期棉花棉鈴蟲(chóng)平均抗性值比較

從圖3 可以看出，各年參試品種（系）的綜合平均抗性值為3.08～3.44， 總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但2017 年有所下降；各年參試品種（系）苗期平均抗性值為2.86～3.56，2018 年稍有回落， 之后穩(wěn)定上升；各年參試品種（系）蕾鈴期平均抗性值為2.78～3.58，2016 年為最高，2019 年為最低。 除2016 年和2018 年外，其他年份參試品種（系）苗期平均抗性值均大于蕾鈴期。

圖3 2016－2020 年不同生育時(shí)期棉花棉鈴蟲(chóng)平均抗性值變化

3 討論與結(jié)論

目前，種植抗蟲(chóng)棉是生產(chǎn)上控制棉鈴蟲(chóng)危害最經(jīng)濟(jì)有效的措施。 2016—2020 年參試品種（系）的抗蟲(chóng)性分析結(jié)果表明，長(zhǎng)江流域棉區(qū)在抗棉鈴蟲(chóng)的棉花品種（系）選育方面頗有成效。 各年參試品種（系）的抗蟲(chóng)占比均在95%以上，其中2016—2019年均以抗蟲(chóng)品種（系）為主，高抗品種（系）次之，只有2020 年高抗占比高于抗蟲(chóng)品種（系），顯示棉花對(duì)棉鈴蟲(chóng)抗性達(dá)到了較高水平。 但是2020 年參試品種（系）中有4.35%為低抗，表明抗蟲(chóng)品種（系）篩選有待加強(qiáng)。

在相同的氣候條件下， 除2016 年中熟雜交棉對(duì)棉鈴蟲(chóng)的抗性略低于中熟常規(guī)棉，其他年份中熟雜交棉對(duì)棉鈴蟲(chóng)的抗性均優(yōu)于中熟常規(guī)棉，這可能與品種（系）的生物學(xué)特征有關(guān)。雜交棉品種綜合了親本的優(yōu)勢(shì)基因，增強(qiáng)了對(duì)棉鈴蟲(chóng)的抗性。 早熟常規(guī)棉只有在2019 年和2020 年參試， 其中2019 年早熟常規(guī)棉抗性略低于中熟雜交棉和中熟常規(guī)棉，而2020 年略高于其他2 種類(lèi)型。

不同生育時(shí)期的棉花抗蟲(chóng)性分析結(jié)果表明，2016—2020 年各參試品種（系）苗期和綜合平均抗性值總體呈現(xiàn)波動(dòng)式上升趨勢(shì)，而蕾鈴期的平均抗性值呈現(xiàn)波動(dòng)式下降趨勢(shì)， 但平均抗性值均大于2.50；除2016 年和2018 年外，其他年份苗期平均抗性值均高于蕾鈴期，這可能是不同生育時(shí)期棉株體內(nèi)抗性基因表達(dá)量不同所致。

抗蟲(chóng)棉多以外源基因?qū)氘a(chǎn)生抗性為主，對(duì)棉鈴蟲(chóng)的防效顯著， 但是抗蟲(chóng)棉本身還是存在缺陷，例如外源基因在棉花體內(nèi)的表達(dá)存在時(shí)空差異，表達(dá)缺乏穩(wěn)定性[2,6-7]。 而且地域、環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)狀況和遺傳背景的不同也可能影響棉花的抗蟲(chóng)性，如極端的天氣或鹽堿等會(huì)影響外源抗蟲(chóng)基因的表達(dá)[8-11]。 因此，為了減輕病蟲(chóng)害造成的經(jīng)濟(jì)損失，抗蟲(chóng)棉選育工作任重而道遠(yuǎn)； 即使經(jīng)過(guò)抗蟲(chóng)性鑒定的棉花品種，在不同氣候環(huán)境及土壤條件下種植時(shí)，對(duì)其實(shí)際抗蟲(chóng)效果也須加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。