4個(gè)苜蓿品種對豌豆蚜的抗性評價(jià)

武德功，杜軍利，王森山，胡桂馨，賀春貴，3

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州 730070；2.安徽科技學(xué)院植物科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100；3.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

豌豆蚜(Acyrthosiphonpisum)是苜蓿(Medicagosativa)上的重要害蟲之一，在世界各地均有分布[1]。蚜蟲多聚集在苜蓿的嫩莖、葉、幼芽和花器各部位上吸取汁液，被蚜蟲危害的植株葉片卷縮，蕾和花變黃脫落，并影響生長發(fā)育、開花結(jié)實(shí)和牧草產(chǎn)量，嚴(yán)重發(fā)生時(shí)，田間植株成片枯死[2]。蚜蟲分泌的蜜露可以引起葉片發(fā)霉，影響牧草的品質(zhì)；最為嚴(yán)重的是蚜蟲傳播苜蓿花葉病毒，其造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過蚜蟲直接危害的損失[3]。

我國苜蓿田發(fā)生豌豆蚜有2種色型：綠色型和紅色型。綠色型在我國發(fā)生的歷史已久，分布較廣，對它的研究也較多[1，4-5]；紅色豌豆蚜在我國目前尚沒有文獻(xiàn)報(bào)道。據(jù)筆者調(diào)查，近年來，豌豆蚜在甘肅蘭州苜蓿田已經(jīng)上升為優(yōu)勢種群，其中紅色型豌豆蚜的種群數(shù)量呈逐年上升趨勢。

在我國防治蚜蟲常使用化學(xué)殺蟲劑，既污染環(huán)境，又會(huì)使蚜蟲產(chǎn)生抗藥性[6]。利用抗蟲品種防治蚜蟲是最為經(jīng)濟(jì)、有效的防治措施，是害蟲綜合治理中重要的措施之一[7]。我國科研工作者對苜蓿害蟲，如牛角花齒薊馬(Odontothripsloti)、苜蓿斑蚜(Therioaphistrifolii)、苜蓿蚜(Aphiscraccivora)進(jìn)行了抗性的評價(jià)、鑒定、篩選及育種工作[8-26]，但對苜蓿抗豌豆蚜研究目前國內(nèi)未見報(bào)道。本研究使用大量蚜蟲侵染幼苗法[27]在大田和室內(nèi)評價(jià)4個(gè)苜蓿品種對2種色型豌豆蚜混合種群的抗性，以期為苜蓿抗蚜育種提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料 試驗(yàn)中使用的4個(gè)苜蓿品種為甘農(nóng)3號、金皇后、獵人河、甘農(nóng)5號(甘農(nóng)5號是甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院培育的抗蚜品種，于2010年4月通過全國牧草品種審定委員會(huì)審定。在以前的研究論文中，用其品系代號HA-3，特此說明)。獵人河是國際上常用的感蚜對照品種。

1.2試驗(yàn)方法 本試驗(yàn)在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭州校園牧草試驗(yàn)地和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。蘭州試驗(yàn)田地處36°02′ N，104°25′ E，海拔1 525 m，屬于半干旱氣候，年平均溫度6.5 ℃，月平均最高溫度19 ℃，最低溫度-8 ℃，年降水量395 mm。試驗(yàn)地地勢平坦，肥力均勻，土壤類型為黃綿土，土壤有機(jī)質(zhì)含量0.84%，pH值7.5，土壤含鹽0.25%，有效氮含量95.05 mg·kg-1，有效磷含量7.32 mg·kg-1，有效鉀含量182.8 mg·kg-1。

大田試驗(yàn):采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，每重復(fù)4個(gè)小區(qū)，小區(qū)長150 cm、寬100 cm，小區(qū)間距25 cm；穴播每小區(qū)5行，行距25 cm，株距5 cm，每小區(qū)種150穴，每穴2～5粒，播深1～2 cm。2009年6月1日播種，2009年6月7日間苗，每穴留苗1棵。在苜蓿幼苗單葉期(2009年6月9日)，從附近苜蓿田采集蚜蟲，飼養(yǎng)在室內(nèi)蠶豆(Viciafaba)植株上，然后收集豌豆蚜，按每小區(qū)8 mL的量，均勻抖落在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)；為防止其他昆蟲進(jìn)入，用隔蟲網(wǎng)覆蓋每個(gè)小區(qū)；在蚜蟲侵染期間，要維持蚜蟲大量群體，半個(gè)月后停止侵染(2009年6月24日)，統(tǒng)計(jì)各個(gè)危害級別的植株。

室內(nèi)試驗(yàn)：在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)塑料盆(50 cm×35 cm×15 cm)中，每盆種4行，每個(gè)品種(品系)一行；以每盆為1個(gè)重復(fù)，重復(fù)6次，完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)；培養(yǎng)介質(zhì)為大田土、珍珠巖、蛭石按3∶1∶1的比例混合，用殺菌劑百菌清處理培養(yǎng)介質(zhì)以防病菌侵染；2009年6月2日播種，每行種45穴，每穴2～5粒，深度1 cm；2009年6月8日間苗，每穴留苗1棵；在幼苗單葉期(2009年6月10日)，從苜蓿田采集蚜蟲，飼養(yǎng)在室內(nèi)蠶豆植株上，除去寄生蜂(Aphidiuservi)、苜蓿蚜和苜蓿斑蚜，按每盆2 mL的量，均勻抖落在植株上；為防止蚜蟲逃逸，用隔蟲網(wǎng)覆蓋每盆植株；在蚜蟲侵染期間，要維持蚜蟲大量群體，半個(gè)月后停止侵染(2009年6月25日)，統(tǒng)計(jì)各個(gè)危害級別的植株；溫度17～27 ℃，自然光照，光、暗比約為14 h∶10 h。

評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：依據(jù)Gorz等[27]對苜蓿抗豌豆蚜的分級標(biāo)準(zhǔn)，將受害植株按受害程度分為4級，1級：沒有明顯的蚜蟲損害；2級：植株生長受阻，葉片比1級小，葉色淡綠；3級：植株生長嚴(yán)重受阻，葉片極小，葉色淡綠或變黃；4級：植株死亡。參照美國苜蓿抗蟲商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，將1～2級植株確定為抗蟲植株，3～4級確定為感蟲植株。按抗性植株所占百分比，將苜蓿品種對豌豆蚜的抗性分為5級[3]：高抗(High resistance,HR)，抗性植株數(shù)>50%；抗蟲(Resistance,R)，抗性植株占31%～50%；中抗(Middle resistance,MR)，抗性植株占16%～30%；低抗(Low resistance,LR)，抗性植株占6%～15%；感蟲(Susceptible,S)，抗性植株數(shù)<5%。

1.3數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)先用Excel 2003進(jìn)行簡單處理，然后用SPSS 13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)，并用鄧肯法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果

4個(gè)苜蓿品種在田間對2種色型豌豆蚜混合種群的抗性表現(xiàn)出很大的差別(表1)。甘農(nóng)5號生長最好，植株存活率最高(83.4%)，甘農(nóng)3號最低(12.3%)，獵人河、金皇后分別為20.3%和14.4%；甘農(nóng)5號的抗性植株所占百分率最大(50.3%)，金皇后最低(3.3%)，甘農(nóng)3號、獵人河分別為4.4%和4.0%；存活率、抗性植株百分率的方差分析均顯示，甘農(nóng)5號與甘農(nóng)3號、金皇后、獵人河之間差異極顯著(P<0.01)，甘農(nóng)3號、金皇后、獵人河之間差異不顯著(P>0.05)；甘農(nóng)5號的抗性級別達(dá)到了高抗水平(HR)，甘農(nóng)3號、金皇后、獵人河均為感蟲(S)。

表1 4個(gè)苜蓿品種對2種色型豌豆蚜混合種群抗性的大田試驗(yàn)

4個(gè)參試品種在室內(nèi)的抗蚜性也表現(xiàn)出很大的不同(表2)。甘農(nóng)5號表現(xiàn)最好，存活率最高(75.6%)，獵人河最低(17.6%)，金皇后、甘農(nóng)3號分別為19.7%和19.6%；抗性植株所占百分率顯示，甘農(nóng)5號最大(48.9%)，獵人河最低(4.3%)，甘農(nóng)3號和獵人河分別為8.8%和8.1%；方差分析表明，甘農(nóng)5號與甘農(nóng)3號、金皇后、獵人河之間差異極顯著(P<0.01)，甘農(nóng)3號、金皇后、獵人河之間差異不顯著；甘農(nóng)5號的抗性級別為抗蟲(R)，金皇后、甘農(nóng)3號為低抗(LR)，獵人河為感蟲(S)。

表2 4個(gè)苜蓿品種對2種色型豌豆蚜混合種群抗性的室內(nèi)試驗(yàn)

3 討論與小結(jié)

鑒定時(shí)期會(huì)影響抗性結(jié)果，因?yàn)椴煌N類的害蟲在植物的不同時(shí)期進(jìn)行危害，例如苜蓿斑蚜喜食較老的植株葉片，苜蓿蚜喜在嫩葉上吸食汁液[28]，而豌豆蚜也喜食幼嫩葉片的汁液。因此，在苗期鑒定苜蓿品種對豌豆蚜的抗性是適宜時(shí)期。

對于昆蟲的為害，植物一般有3種防御機(jī)制：排趨性、抗生性、耐害性[29]。排趨性是指昆蟲不喜歡在某些植物上產(chǎn)卵、定居、取食等，抗生性指植物不利于昆蟲的生長、發(fā)育、繁殖等生物學(xué)特性，而耐害性是指在同樣的侵害水平下某些植株受到的為害較小，這3種機(jī)制在本研究的4個(gè)苜蓿品種對豌豆蚜的抗性中均有表現(xiàn)，但由于豌豆蚜被隔蟲網(wǎng)限制在試驗(yàn)小區(qū)和塑料盆中，不能自由的出入活動(dòng)。因此，排趨性表現(xiàn)較小，抗生性和耐害性則是主要的抗性機(jī)制。

從抗性的遺傳規(guī)律來看，抗性基因可以分離和聚集，本研究中苜蓿品種甘農(nóng)5號在大田和室內(nèi)對豌豆蚜均表現(xiàn)出很高的抗性，可能是由于甘農(nóng)5號的植株體內(nèi)聚集了較多抗性基因的緣故。

[1]賀春貴.苜蓿病蟲草鼠害防治[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2004：33.

[2]特木爾布和,烏日圖,金小龍,等.蚜蟲對苜蓿危害的初步研究[J].內(nèi)蒙古草業(yè),2005,17(4):56-59.

[3]He C G，Zhang X G.Field evaluation of lucerne (MedicagosativaL.) for resistance to aphids in northern China[J].Australian Journal of Agricultural Research,2006,57:471-475.

[4]中國科學(xué)院動(dòng)物研究所.中國農(nóng)業(yè)昆蟲[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1986:276.

[5]張廣學(xué).西北農(nóng)林蚜蟲志[M].北京:中國環(huán)境出版社,1999:343.

[6]信善林,劉瑞榮,王勇.我國楊扇舟蛾生物防治研究綜述[J].防護(hù)林科技,2010(6):77-79.

[7]任月萍,胡忠慶.寧夏枸杞主要病蟲害化學(xué)防治研究進(jìn)展[J].寧夏農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,25(3):88-91.

[8]特木爾布和,雙全,特古斯,等.抗薊馬苜蓿新品種的植物學(xué)特征的觀察研究[J].內(nèi)蒙古草業(yè),2003,15(4):9-12.

[9]特木爾布和,雙全,寶樂兒.苜蓿抗薊馬新品系地上營養(yǎng)器官的解剖構(gòu)造研究[J].內(nèi)蒙古草業(yè),2002,14(4):38-39.

[10]蘭金娜,劉長仲.苜蓿斑蚜刺吸脅迫對苜蓿幼苗的生理影響[J].植物保護(hù),2007,33(6):74-77.

[11]劉長仲,蘭金娜.苜蓿斑蚜對三個(gè)苜蓿品種幼苗氧化酶的影響[J].草地學(xué)報(bào),2009,17(1):32-35.

[12]胡桂馨,賀春貴,王森山,等.不同苜蓿品種對牛角花齒薊馬的抗性機(jī)制初步研究[J].草業(yè)科學(xué),2007,24(9):86-89.

[13]黃偉,賈志寬,韓清芳.蚜蟲危害脅迫對不同苜蓿品種體內(nèi)丙二醛含量及防御性酶活性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2007,27(6):2177-2183.

[14]劉玉良,米福貴,特木爾布和,等.苜蓿薊馬抗性與生理活性相關(guān)性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(18):8569-9571.

[15]許永霞,何英,賀春貴.不同抗蚜苜蓿品種(系)對苜蓿斑蚜耐害性的初步研究[J].草原與草坪,2008(4):63-66.

[16]許永霞.苜蓿品種(系)對苜蓿斑蚜的抗性機(jī)制[D].蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué),2008:15-37.

[17]王森山,許永霞,曹致中,等.苜蓿品種(系)對苜蓿斑蚜存活率和生殖力的影響[J].昆蟲學(xué)報(bào),2008,51(7):774-777.

[18]胡桂馨,師尚禮,王森山,等.不同苜蓿品種對牛角花齒薊馬的耐害性研究[J].草地學(xué)報(bào),2008,17(4):505-509.

[19]王茜,劉榮堂,胡桂馨,等.牛角花齒薊馬為害對苜蓿株高和分枝的影響[J].草原與草坪,2008(4):39-41.

[20]吳永敷，孟麗君.抗薊馬苜蓿無性系配合力測試實(shí)驗(yàn)[J].中國草地,1991(7)：14-16.

[21]李彥忠,南志標(biāo),王彥榮,等.苜蓿品種對薊馬的抗性評價(jià)[J].草業(yè)科學(xué),2006,23(7):9-14.

[22]黃偉.不同紫花苜蓿品種抗蚜性鑒定及抗性機(jī)理初步研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2007：13-35.

[23]武德功,賀春貴,吳廷娟,等.不同紫花苜蓿品種對蚜蟲抗性的比較試驗(yàn)[J].草原與草坪,2007(4):54-57.

[24]賀春貴,王森山,曹致中,等.40個(gè)苜蓿品種(系)對薊馬田間抗性評價(jià)[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2007,16(5):79-83.

[25]盧廣,張青文,田穎川.轉(zhuǎn)抗蚜GNA基因苜蓿的研究[J].植物保護(hù),2004,30(6):23-26.

[26]王森山,唐守嶸,朱亞靈,等.抗蚜苜蓿品種(系)SSR標(biāo)記的遺傳多樣性分析[J].草業(yè)科學(xué),2010,27(7):78-83.

[27]Gorz H J,Manglitz G R,Haskins F A.Selection for yellow clover aphid and pea aphid resistance in red clover[J].Crop Science,1979:256-260.

[28]Irwin J A,Lloyd K L,Lowe K F.Lucerne biology and genetic improvement-an analysis of past activities and future goals in Australia[J].Australian Journal of Agricultural Research,2001,52:699-712.

[29]Painter R H.Resistance of plants to insects[J].Annual Review of Entomology,1958,3:267-290.