不同小麥品系對麥二叉蚜的抗性比較

張玉英，姚 遠，唐 欣

(1.濟南森林公園，山東 濟南 250100；2.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東 濟南 250100)

小麥?zhǔn)俏覈诙蠹Z食作物，小麥的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)對保障國家糧食安全具有重要意義[1]。中國是全球最大的小麥生產(chǎn)國之一，2019年小麥產(chǎn)量為13106萬噸。小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，直接影響到人們的生活和社會經(jīng)濟的發(fā)展[2]。蚜蟲是植食性刺吸式口器的昆蟲，能在短時間內(nèi)暴發(fā)成災(zāi)，是一類非常典型的r對策類昆蟲。蚜蟲不僅取食植物汁液，影響其正常生長發(fā)育，還會傳播黃矮病病毒，引發(fā)小麥黃矮病的流行，嚴(yán)重威脅著世界各小麥產(chǎn)區(qū)的小麥的品質(zhì)和產(chǎn)量[3,4]。麥二叉蚜是麥類作物上的重要害蟲，也是麥蚜的優(yōu)勢種。目前，生產(chǎn)上對麥二叉蚜的防治主要依靠化學(xué)手段，這種方法雖然可以達到很好的殺蚜效果，但最終會使麥二叉蚜的抗性增強，天敵殺傷嚴(yán)重，環(huán)境污染加劇，違背害蟲綜合治理的原則[5]。因而，尋找防蚜治蚜的新思路，提高有害生物綜合治理水平，是當(dāng)今及將來很長一個時期內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)。其中，利用和選育抗蚜品種是一個很重要的途徑，這種措施不僅能夠很好地抑制麥二叉蚜的增長，而且能有效地減輕因農(nóng)藥的大量使用而日益加重的環(huán)境負(fù)擔(dān)，且有利于保護天敵、增強麥田生態(tài)系統(tǒng)維持和調(diào)節(jié)自身平衡的能力。

植物抗蟲性是植物對蟲害的一種防御反應(yīng)，是植物的一種可遺傳的特性[5]。研究表明，抗蚜的小麥品種對麥二叉蚜種群增長有明顯的抑制作用，并隨品種抗性水平不同，麥二叉蚜種群數(shù)量存在明顯的差異[6]。一般小麥抗蚜品種能使麥二叉蚜若蚜發(fā)育歷期延長，縮短成蚜壽命，降低蚜蟲的產(chǎn)仔量、產(chǎn)仔速率和種群增長速率等[7]。其生長發(fā)育的速度和內(nèi)稟增長率等生物學(xué)功能指標(biāo)均明顯顯著低于非抗蟲品種。此外，由于抗蟲品種可以延緩蚜蟲的生長發(fā)育，延長蚜蟲的發(fā)育期和暴露時間，直接提高天敵的搜索效率，使天敵的捕食或寄生效率更高[8、9]。因此，積極研究和利用小麥品種抗蚜性，篩選，培育抗蚜品種應(yīng)用于生產(chǎn)，對指導(dǎo)生產(chǎn)試踐和提高綜合防治的水平都有重要的意義。本試驗通過田間調(diào)查以及室內(nèi)對麥長管蚜在14個不同品系小麥上生物量和生殖力的測定，明確不同品系小麥的抗蚜性，以期為小麥的抗蟲育種提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

麥二叉蚜試驗種群：麥二叉蚜采自農(nóng)田，并在室內(nèi)光照培養(yǎng)箱內(nèi) （光照條件16L：8D；溫度22℃）進行連續(xù)多代飼養(yǎng)形成種群。

不同品系的小麥試驗用種：待測品系的小麥種和對照品種(淄麥12)均購自山東省種子有限公司。

儀器：精確度為0.1mg的電子天平。

1.2 試驗方法

1.2.1 田間蚜蟲種群數(shù)量的調(diào)查

4-5月進行大田麥二叉蚜發(fā)生量的調(diào)查統(tǒng)計，采取5點取樣的方法，每點取20株。共計5次調(diào)查，蚜蟲種群數(shù)量取平均值，以DPS軟件進行數(shù)據(jù)分析和差異性比較。

1.2.2 不同小麥品系室內(nèi)抗蚜性比較

用直徑15 cm的花盤種植小麥飼養(yǎng)麥二叉蚜 ，罩以上面通氣、透明潔凈的養(yǎng)蟲罩，在光照培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)（光照條件16L:8D；溫度22℃），形成試驗種群后選取大小和生命力一致的蚜蟲做試驗。

用直徑15cm的花盤種植不同品系的小麥，每個品系3個重復(fù)，每盤保留10株,小麥2葉期接麥二叉蚜，每株1頭，要求試蟲的大小和生命力一致。接蚜蟲前稱其重量(g/10頭)，5 d后再稱取所有麥二叉蚜的重量并記錄麥二叉蚜的種群數(shù)量。計算生殖力(用日均單雌產(chǎn)籽率表示)和生物量增長率 (用日均生物量增長率表示)，并用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 田間蚜蟲種群數(shù)量的調(diào)查統(tǒng)計與分析

對14個品系小麥的麥二叉蚜的危害數(shù)量進行數(shù)據(jù)方差分析和差異顯著性比較，結(jié)果表明XM79、12、18、106、62、56 和 87 蚜蟲數(shù)量與對照之間有明顯的差異，其中XM87蚜蟲種群數(shù)量最低（表1）。

表1 14個小麥品系田間麥二叉蚜種群數(shù)量的增長Table 1 Population growth of Schizaphis graminum on 14 wheat varieties in the fields

2.2 室內(nèi)不同小麥品系的抗蚜性比較

2.2.1 不同小麥品種對麥二叉蚜的生物量的影響

生物量的變化能有效的反映不同小麥的抗性差異。小麥抗性強，則其上的麥二叉蚜蟲生物量增加少，反之，抗性弱則麥二叉蚜生物量增加大（見表2）。從以上的數(shù)據(jù)分析結(jié)果看(5%顯著水平)：XM32對蚜蟲生物量的影響與對照差異顯著。從平均日增長量數(shù)據(jù)分析來看，除 XM25、35、56、87 和 44 的小麥的抗性與對照無明顯的差異外，其余的小麥品種與對照之間存在明顯的抗性差異。綜合生物量差和平均日增長率，XM32為優(yōu)選的抗性材料。

表2 不同小麥品系上麥二叉蚜的生物量統(tǒng)計Table 2 The biomass of Schizaphis graminum on 14 wheat varieties

2.2.2 不同小麥品系對麥二叉蚜種群增長的影響

從表3的數(shù)據(jù)分析看出，不同小麥品系的麥二叉蚜的單雌產(chǎn)籽數(shù)并沒有明顯的差異，說明不同小麥品系的抗性差異并不能影響蚜蟲的產(chǎn)籽數(shù)，但可以影響蚜蟲的生長和發(fā)育。

表3 不同小麥品系麥二叉蚜生殖力Table 3 The fecundity of Schizaphis graminum in different wheats varieties

2.3 結(jié)論

通過室內(nèi)和田間的綜合鑒定，依據(jù)對蚜蟲種群數(shù)量、生物量差、生物量增長率以及生殖力的分析，小麥品系XM87和XM32可作為抗麥二叉蚜的品種材料。

3 討論

試驗選用了14個抗蚜性不同的小麥品系，系統(tǒng)地研究了小麥品系對麥二叉蚜存活、生長發(fā)育、生殖及種群增長潛力的影響。結(jié)果表明，小麥品系的抗性不會直接導(dǎo)致麥二叉蚜死亡，而是通過影響蚜蟲的發(fā)育期、成蟲壽命和產(chǎn)仔數(shù)而起到抗蟲作用。在麥二叉蚜的不同發(fā)育發(fā)展階段，同一小麥品系對麥二叉蚜的生長發(fā)育和生殖的影響并不完全一致，有時對其的影響甚至可以相差很大。

根據(jù)我國北方地區(qū)麥二叉蚜的發(fā)生規(guī)律，我們認(rèn)為，田間小麥品種對麥二叉蚜抗性鑒定從小麥拔節(jié)期到乳熟期為宜。小麥生育期過早，鑒定結(jié)果不能完全代表蚜蟲盛發(fā)時品種抗性強弱；小麥生育期偏晚，收獲前植株體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)變化過大，對抗性的準(zhǔn)確鑒定也會產(chǎn)生不利影響。室內(nèi)鑒定多采用小麥幼苗，所以田間鑒定結(jié)果和室內(nèi)鑒定結(jié)果可能存在不一致的情況，這需要進一步深入分析鑒定。

在一些抗蚜性品種的抗性相關(guān)機制的研究中發(fā)現(xiàn)，不同蚜蟲發(fā)生初期，抗性方面表現(xiàn)似乎為不選擇性，但當(dāng)種群形成后，則抗生性和耐害性起到了主導(dǎo)作用。由于小麥的抗蚜性所表現(xiàn)的是種群規(guī)模效應(yīng)，所以小麥抗蟲生化物質(zhì)主要是通過影響蚜蟲生長系統(tǒng)發(fā)育的進度等指標(biāo)，以及增強天敵的控害效能，進而有效抑制蚜蟲種群數(shù)量，以減輕對小麥的危害。