利用生命表技術評價玉米品種‘京科968’及其親本的抗螟性

劉燊 郭井菲 何康來

摘要由北京市農林科學院玉米研究中心選育的玉米品種‘京科968，其田間綜合性狀好，是目前主推的玉米品種之一。為了解‘京科968對亞洲玉米螟的抗性水平及其抗性來源，本試驗選取了‘京科968及其母本 ‘京724和父本‘京92兩個自交系，以感螟自交系‘自330為對照，利用實驗種群生命表技術，研究比較了用不同玉米品系的相同組織飼喂亞洲玉米螟后其生長發育情況，系統評價了‘京科968的抗螟性。試驗結果表明，四個玉米品種（系）抗螟性大小依次為：‘京92 >‘京科968>‘京724>‘自330。從抗螟性角度考慮，生產上種植‘京科968，能夠較好地控制亞洲玉米螟為害。

關鍵詞亞洲玉米螟;生命表;京科968;抗螟性;玉米組織

中圖分類號：Q 968

文獻標識碼：A

DOI：10.16688/j.zwbh.2018086

玉米是我國第一大糧食作物，亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis （Guenée）是影響玉米產量和質量的重要限制因素，一般發生情況下可造成產量損失10%左右，嚴重發生時可達30%以上[12]。目前，使用化學農藥防治玉米螟是生產上使用的主要手段，但化學農藥的使用對農業生態環境造成破壞。種植抗螟品種是最經濟、環保、有效的手段，而選育抗螟品種則是亞洲玉米螟綜合防治研究的重要內容。近年來，隨著玉米品種的更新換代和大面積推廣和種植，玉米病蟲害的發生也隨之發生變化[3]。為了更好地了解生產上玉米品種的抗螟性，我們選取了目前生產上的主推品種之一‘京科968及其親本自交系作為試驗材料。

‘京科968是由北京市農林科學院玉米研究中心培育，以外來雜交種X1132X選系‘京724自交系作為母本，以自交系‘京92作為父本培育而成[45]，是一個品質優良的中晚熟品種，該品種適應范圍廣、品質好、產量高，具有高產、優質、多抗、穩產的特點，在生產上已經大面積種植。

自Morris和Miller在1954年第一次應用生命表技術研究昆蟲自然種群，組建了昆蟲生命表[67]后，生命表技術被廣泛地應用于昆蟲種群的研究，并被用于評價寄主植物的抗蟲性。胡學難等[8]利用生命表技術評價了甜玉米品種對亞洲玉米螟的抗性; Guo等利用生命表技術研究了亞洲玉米螟取食誘導玉米的抗螟性; 趙亮等[1011]利用生命表評價了8個小麥品種對麥長管蚜的抗性; 丁克軍等[12]利用生命表評價了不同抗性水稻對白背飛虱種群的控制作用; 丁莉等[13]利用生命表研究了轉雙價抗蟲棉對棉蚜的抗性。

在玉米心葉期，亞洲玉米螟初孵幼蟲主要聚集在未展開的心葉中取食葉肉，4齡后開始蛀莖為害，受害莖稈容易在蛀孔處折斷，導致玉米的產量下降[2]。因此，玉米心葉對亞洲玉米螟初孵幼蟲的抗性水平決定了心葉期玉米的抗螟性。為此，選取玉米心葉來飼喂亞洲玉米螟初孵幼蟲，利用實驗種群生命表技術，比較不同玉米品種相同組織飼喂亞洲玉米螟其生長發育情況，綜合分析‘京科968及其親本的抗螟性，探討‘京科968及其親本抗螟性的相關性，為選育玉米抗螟品種提供參考。

1材料與方法

1.1供試玉米材料

‘京科968及其母本‘京724和父本‘京92，由北京農林科學院玉米研究中心提供。玉米自交系‘自330作為感螟對照[14]，由中國農業科學院作物科學研究所提供。

于2017年5月初開始分批次種植，以保證在試驗期間有足夠的同一發育時期的玉米材料。所有試驗材料在河北省廊坊市廣陽區中國農業科學院植物保護研究所廊坊科研中試基地培育。玉米生長期間不施任何農藥，其他管理同一般生產田。

1.2供試蟲源

亞洲玉米螟卵塊由中國農業科學院植物保護研究所玉米害蟲組提供。原始種群采自田間被害玉米秸稈，在溫度為27℃±1℃，相對濕度為70%～80%，光周期L∥D=16 h∥8 h的條件下利用人工飼料飼養3～4代用作試蟲[15]。

1.3試驗處理

所有試驗處理均設3次重復，挑取初孵玉米螟幼蟲于24孔板中進行飼養，1頭/孔，將24孔板放置于生化培養箱中，溫度27℃±1℃，相對濕度50%～60%，光周期L∥D=16 h∥8 h。

從田間選取長勢一致且沒有受到任何傷害的玉米植株，采集新鮮的玉米組織。即在玉米心葉期采集玉米心葉，去除葉脈，裁剪玉米心葉中部用來飼喂玉米螟。每天更換新鮮玉米組織，分別記錄用不同玉米品種的心葉飼喂的亞洲玉米螟的生長發育情況，包括幼蟲存活數、齡期、化蛹率和羽化率等。幼蟲化蛹后分雌雄，單個放置于玻璃指形管中。

羽化后的成蟲按雌雄1∶1配對放入養蟲籠（80 mm×80 mm×100 mm）中進行交配，養蟲籠頂部蓋有產卵紙，再加蓋一層濕毛巾以保持濕度。每天更換產卵紙，記錄產卵量、成蟲壽命等。產下的卵放置于上口徑4 cm，下口徑3 cm，高3.4 cm，容積25 mL的生測盒中進行孵化，加蓋濕毛巾用于保濕，記錄玉米螟卵孵化率。

根據飼喂不同玉米品種心葉組織后所觀察的亞洲玉米螟種群繁殖特征生命表，計算出種群的凈增殖率R0、世代平均周期T、內稟增長力rm、周限增長率λ、種群加倍時間t。

2結果分析

2.1取食不同品種（系）玉米心葉組織玉米螟生長發育情況

從表1結果可以看出取食‘京92心葉的亞洲玉米螟各齡期幼蟲存活率均為最低，顯著低于其他3個供試品種，取食‘自330心葉的亞洲玉米螟各齡期的幼蟲存活率，顯著高于其他3個供試品種，各齡期均保持較高的幼蟲存活率（表1）。

從表2結果可以看出，取食‘京92心葉的亞洲玉米螟羽化的成蟲雌雄比低于1∶1，顯著低于其他3個供試玉米品種，其平均產卵量也顯著低于其他3個供試玉米材料。取食‘京科968和‘京92心葉的亞洲玉米螟，其蛹重、化蛹率、羽化率，均顯著低于‘京724和‘自330。取食‘自330心葉的亞洲玉米螟所產卵的孵化率顯著高于‘京科968及其父母本，而取食‘京科968和其父母的亞洲玉米螟的卵孵化率并無顯著差異（表2）。

從表3結果可以看出，取食‘自330心葉的亞洲玉米螟的1齡至4齡幼蟲發育歷期最短。取食‘京科968心葉的亞洲玉米螟，其5齡幼蟲發育期最長。與取食其他3個供試玉米品種的亞洲玉米螟相比，取食‘京科968心葉的亞洲玉米螟的幼蟲總歷期最長，顯著高于取食母本‘京724和感螟對照‘自330的亞洲玉米螟。取食‘京92的亞洲玉米螟，蛹歷期顯著高于其他3個供試玉米，其羽化的成蟲壽命較短，與取食其他3個玉米材料的亞洲玉米螟存在顯著差異（表3）。

取食‘京92心葉的亞洲玉米螟種群的凈增殖率顯著低于取食其他三種供試玉米的種群，其種群加倍時間與取食其他三種供試玉米的種群存在顯著差異，說明‘京92的心葉非常不適合亞洲玉米螟的生長發育。而取食‘京科968和其父本‘京92心葉的亞洲玉米螟種群平均世代周期顯著長于在其他兩種供試玉米心葉上取食的種群，其種群加倍也需要更長的時間 （表4）。

根據取食不同玉米品種（系）心葉的亞洲玉米螟存活情況組建玉米螟種群生命表，各生育期存活數為實際觀察值，雌雄比假定為1∶1，正常♀×2=♀×2×（平均產卵量/最高產卵量），預測下一代產卵量=正常♀×平均產卵量[16]。所有處理種群趨勢指數均大于1，說明各種群數量呈上升趨勢（表5）。

取食‘京科968及其父本‘京92心葉的亞洲玉米螟種群增長幅度較小。取食4個不同玉米品種（系）心葉的亞洲玉米螟種群趨勢指數（I）由低到高為：‘京92 <‘京科968<‘京724<‘自330 （表5）。

3結論與討論

玉米抗螟品種對亞洲玉米螟種群數量控制起著重要的作用，玉米心葉期的抗螟性是評價一個玉米品種（系）對一代玉米螟抗性水平的重要指標[17]。本試驗選取抗螟品種‘京科968這一生產主推品種，及其自交系母本‘京724和父本‘京92為試驗材料，利用生命表技術評價了‘京科968及其親本的抗螟性，分析了亞洲玉米螟取食不同玉米品種（系）對其各蟲態的存活率、發育歷期、成蟲壽命、繁殖和后代卵孵化率以及種群生命表參數的影響，制作了亞洲玉米螟種群生命表。

取食‘京科968父本‘京92心葉的亞洲玉米螟幼蟲存活率最低，而取食‘京科968心葉的亞洲玉米螟幼蟲存活率介于取食其兩個親本的存活率之間，而取食感螟對照‘自330心葉的亞洲玉米螟，各齡期均保持較高的幼蟲存活率，表明‘京科968及其父本‘京92對亞洲玉米螟的抗性較好，均高于母本‘京724。

取食不同玉米品種（系）心葉的亞洲玉米螟蛹重存在顯著差異，進而導致羽化成蟲的繁殖力也存在顯著差異，取食感螟對照‘自330心葉的亞洲玉米螟蛹重最重，產卵量也最大，而取食‘京92心葉的蛹重最輕，繁殖力也最低，因此，蛹重和繁殖力也可以作為評價玉米抗螟性的一個重要指標。

根據取食不同玉米品種（系）心葉的亞洲玉米螟種群生命參數，取食‘京科968和其父本‘京92心葉的亞洲玉米螟，其平均世代周期和種群加倍時間顯著增加，而取食感螟對照‘自330心葉的亞洲玉米螟，有著更高的凈增殖率，繁殖速度更快。‘京92心葉非常不利于亞洲玉米螟種群的增長，種群數量呈下降趨勢，而取食‘京科968心葉的亞洲玉米螟的各項生命參數接近于‘京92，說明‘京科968的心葉同樣不適合亞洲玉米螟的生長發育和繁殖。取食‘京科968和其父本‘京92心葉的亞洲玉米螟，有著較低的凈增殖率，平均世代周期和種群加倍時間顯著長于其母本‘京724和感螟對照‘自330。

取食不同玉米品種（系）心葉的亞洲玉米螟種群趨勢指數均大于1，說明取食不同玉米品種（系）心葉后的亞洲玉米螟種群數量均呈增長趨勢，但增長幅度有較大差異，取食 ‘京92心葉的亞洲玉米螟種群增長幅度最小，取食‘京科968心葉的亞洲玉米螟種群增長幅度其次，和其父本‘京92較為接近。說明‘京科968和其父本‘京92在玉米心葉期對亞洲玉米螟有較好的抗性[1819]。綜合分析，可以得出四個玉米品種（系）心葉期抗螟性大小依次為：‘京92 （父本）>‘京科968>‘京724 （母本）>‘自330。

在玉米的整個生育期中，玉米心葉期的抗蟲性相對較強，玉米中的某些次生代謝物質如丁布類化合物等含量高于玉米生長發育的其他時期，對亞洲玉米螟有驅避作用，所以僅取食玉米心葉的亞洲玉米螟種群的幼蟲存活率整體相對較低。但從玉米心葉期的抗螟性可以看出，‘京科968的抗螟性高于其母本‘京724，低于其父本‘京92，可見‘京科968的抗螟性主要來源于其父本‘京92。玉米抗蟲性的表現不僅受親本遺傳背景的影響，同時也與玉米生長發育情況相關[20]。

近年來，對于‘京科968的報道多集中在其種子活力高、苗期生長健壯、中抗病害、高產優質以及品種推廣等方面，對其抗螟性雖有提及但并沒有更為詳細的分析，本研究明確了其心葉期的抗螟性及其對亞洲玉米螟種群的控制作用，對于該品種的推廣種植有重要應用意義。利用實驗種群生命表技術評價玉米抗螟性，結合田間接蟲鑒定，可以更好地綜合評價玉米品種的抗螟性。

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（責任編輯：田喆）