不同鮮食玉米品種的抗螟性比較

陳 強，張金龍，雷 帥，李 強，張曉明，陳國華

(云南農業大學 植物保護學院/云南生物資源保護與利用國家重點實驗室，云南 昆明 650201)

玉米是我國主要的糧食作物，其用途多、分布廣、營養豐富，且商品率相對較高，是最主要的飼料來源和重要的工業原料[1-9]。從收獲物和用途上劃分，玉米可分為籽粒用玉米、青貯玉米、鮮食玉米三大類。其中，鮮食玉米是指像水果蔬菜一樣收獲，食用部位為鮮嫩果穗的一類玉米，主要包括甜玉米和糯玉米[10]。我國甜玉米種植主要分布在廣東、廣西和云南等地，糯玉米主要分布在新疆、內蒙古、吉林、四川、云南等地[11]。

亞洲玉米螟(Ostriniafurnacalis)屬鱗翅目(Lepidoptera)草螟科(Crambidae)稈野螟屬(Ostrinia)，在全國各地均有分布[12]。亞洲玉米螟造成的危害嚴重影響玉米產量和質量，其中，玉米主要種植季節受害嚴重時減產30%以上[13]。玉米螟初孵幼蟲在心葉內取食嫩葉，使玉米心葉出現花葉和排糞孔。當受害葉展開后，在葉片上形成不規則的半透明薄膜狀排孔，受害嚴重的葉片支離破碎，不能展開。玉米雄穗抽出后，大部分幼蟲開始蛀入雄穗軸、雌穗軸和雌穗以上的莖稈，造成雄穗及上部莖稈折斷，影響養分運輸，危害玉米籽粒，使玉米籽粒破損，發育受阻[14]。

玉米螟為鉆蛀性害蟲，幼蟲一旦蛀入玉米莖稈，很多防治措施難以奏效。目前，防治玉米螟的主要方法仍是噴施化學殺蟲劑，但化學殺蟲劑在殺死害蟲的同時，也殺死了害蟲的天敵，造成生態平衡破壞和環境污染[15]。利用抗螟玉米品種是減輕螟害的經濟、安全、有效措施和根本途徑[16]。朱秋云等[17]的研究表明，沈試31等9個玉米品種對一代和二代螟均具有較好的抗性；劉鐵軍[18]在遼寧田間調查中測定了丹玉24等5個玉米品種，發現其具有抗螟性強且產量較高的性狀；HE等[19]在北京對孟山都的轉Bt基因(表達cry1ab蛋白)玉米和對照進行了評估，證明轉Bt基因玉米對亞洲玉米螟具有很強的抗性。王桂躍等[20]對浙江地區種植的鮮食玉米新品種進行了玉米螟抗性鑒定，發現甜玉米比飼料玉米受玉米螟危害更嚴重。國外學者在玉米的抗螟蟲方面也做了相關研究，如WILLIANMS等[21]在美國研究了轉基因玉米對玉米螟的抗性評價，表明轉基因玉米更抗蟲；PRZYSTALSKI等[22]在波蘭于2014—2015年連續2 a進行了玉米品種VCU系列田間試驗，鑒定出對玉米螟抗性增強的玉米品種，其編號為26281和25771。近年來，隨著人們生活水平的提高，鮮食玉米由于植株體內可溶性糖、氨基酸和水的含量較高，市場需求越來越大，種植面積逐年增加，但亞洲玉米螟等重要害蟲的危害長期制約著鮮食玉米的發展[23]。云南省具有得天獨厚的自然條件，氣候類型多樣、水熱資源豐富，南部大部分地區可常年種植鮮食玉米，是重要的鮮食玉米種植區。本研究對云南省生產中主要種植的17個不同鮮食玉米品種進行了田間抗螟性鑒定，為鮮食玉米抗螟品種的選育和推廣提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試玉米品種共17個：瑞甜1號、瑞甜3號、瑞甜4號、都市麗人、都市王子、云甜玉8號、甜嘉糯1號、瑞白糯1號、云糯4號、黑糯1號、中科糯1號、花糯1號、吉利超甜8號、天紫23號、夏王超甜、中科甜1號、云甜玉2號，由云南省普洱市農業科學研究所提供。

1.2 樣地概況

本試驗設置在云南省普洱市南屏鎮南島河村(22°37′55″N，100°59′33″E)。每個玉米品種為1個處理，每處理重復3次。每個重復小區種植240株玉米，分為8行，株間距0.25 m，行間距0.5 m，小區長×寬為5 m×6 m。玉米播種時間為2017年6月8日，收獲時間為2017年8月21日。

1.3 調查方法

采用平行跳躍法進行調查，每個品種調查60株，每15 d調查1次。根據玉米的形態特征和生育特點，把玉米的生長期劃分為苗期(出苗到拔節)、穗期(拔節到抽雄)和花粒期(抽雄到成熟)3個階段[24]。記錄幼蟲取食造成的蟲孔孔徑大小和數量、各被害級別株數、受玉米螟危害玉米株數(受害株數)、莖稈蛀孔數[25-26]。

1.4 數據分析和鑒定標準

1.4.1 玉米苗期花葉指數 被害級別采用5級標準劃分：0級，無蟲孔；1級，葉片蟲孔呈針孔狀；2級，葉片蟲孔多數呈針孔狀，少數為小米粒大小的中等蟲孔；3級，葉片上有大量中等蟲孔和少部分綠豆大小的大蟲孔；4 級，葉片上有大量中等蟲孔和大蟲孔[27-28]。

花葉指數 =∑(被害等級×該等級株數)/(調查總株數×5)×100%。

1.4.2 玉米苗期抗性標準 苗期抗性分級標準參考《玉米抗玉米螟鑒定技術規范》的分級標準[29]。具體劃分標準：

食葉級別1：僅個別葉片上有1～2個孔徑≤1 mm的蟲孔；

食葉級別2：僅個別葉片上有3～6個孔徑≤1 mm的蟲孔；

食葉級別3：少數葉片有7個以上孔徑≤1 mm的蟲孔；

食葉級別4：個別葉片上有1～2個孔徑≤2 mm的蟲孔；

食葉級別5：少數葉片上有3～6個孔徑≤2 mm的蟲孔；

食葉級別6：部分葉片上有7個以上孔徑≤2 mm的蟲孔；

食葉級別7：少數葉片上有1～2個孔徑>2 mm的蟲孔；

食葉級別8：部分葉片上有3～6個孔徑>2 mm的蟲孔；

食葉級別9：大部葉片上有7個以上孔徑>2 mm的蟲孔。

平均食葉級別 =∑(食葉級別×該級別植株數)/調查總株數；

受害株率=(受害株數/調查總株數)×100%，其中百株受害率調查株數為100株。

玉米抗玉米螟蟲害級別劃分及玉米對玉米螟抗性評價標準：高抗(HR)，平均食葉級別為1.0～2.9，蟲害級別為1；抗(R)，平均食葉級別為3.0～4.9，蟲害級別為3；中抗(MR)，平均食葉級別為5.0～6.9，蟲害級別為5；感(S)，平均食葉級別為7.0～8.9，蟲害級別為7；高感(HS)，平均食葉級別為9.0，蟲害級別為9。

1.4.3 玉米穗期抗性鑒定標準 穗期田間抗螟性標準參考高云霞等[30]的鑒定標準：高抗(HR)品種，平均蛀孔數介于0～0.60孔/株；抗性(R)品種，平均蛀孔數介于0.61～1.40孔/株；中抗(MR)品種，平均蛀孔數介于1.41～2.20孔/株；感性(S)品種，平均蛀孔數介于2.21～3.00孔/株；高感(HS)品種，平均蛀孔數為3.00孔/株以上。

1.5 數據分析

使用DPS 7.05軟件進行數據處理，使用Origin 2017軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同鮮食玉米品種苗期抗螟性比較

不同鮮食玉米品種的花葉指數見圖1。由圖1可以看出，花葉指數小于5%的品種有3個，分別為云糯4號、天紫23號、甜嘉糯1號，花葉指數分別為4.7%、4.3%、1.3%；花葉指數介于5%～9%的品種有11個，分別為瑞甜4號、都市王子、中科糯1號、吉利超甜8號、瑞甜1號、中科甜1號、花糯1號、瑞白糯1號、瑞甜3號、黑糯1號、都市麗人，花葉指數分別為8.6%、8.6%、8.3%、8.3%、8.0%、7.6%、6.7%、6.3%、6.3%、5.7%、5.6%；花葉指數大于9%的品種有3個，分別為夏王超甜、云甜玉8號、云甜玉2號，花葉指數分別為11.3%、9.6%、9.3%。

圖1 不同鮮食玉米品種苗期花葉指數Fig.1 Mosaic index of different fresh-eating corn varieties at seedling stage

苗期抗螟性為高抗的品種有4個，分別是甜嘉糯1號、云糯4號、天紫23號、黑糯1號(表1)；抗螟性為抗的品種有10個，分別是花糯1號、都市麗人、中科甜1號、瑞甜3號、瑞白糯1號、瑞甜1號、都市王子、吉利超甜8號、瑞甜4號、中科糯1號；抗螟性為中抗的品種有2個，分別為云甜玉8號、云甜玉2號；抗螟性為感性的品種有1個，為夏王超甜。

表1 不同鮮食玉米品種苗期抗螟性Tab.1 Borer Resistance of different fresh-eating corn varieties at seedling stage

2.2 不同鮮食玉米品種穗期抗螟性比較

穗期抗性評價為高抗的品種有3個，分別是天紫23號、甜嘉糯1號、瑞甜3號，其平均蛀孔數較少，分別為0.3、0.5、0.6孔/株(表2)；評價為抗的品種有7個，分別是都市王子、黑糯1號、中科甜1號、云糯4號、瑞甜4號、瑞白糯1號和吉利超甜8號；評價為中抗的品種有5個，分別為夏王超甜、都市麗人、云甜玉2號、中科糯1號、花糯1號；評價為感性的品種有2個，分別為瑞甜1號、云甜玉8號。

表2 不同鮮食玉米品種穗期抗螟性Tab.2 Borer resistance of different fresh-eating corn varieties at ear stage

2.3 不同鮮食玉米品種花粒期抗螟性比較

不同品種鮮食玉米花粒期百株蛀孔數量差異顯著(F16，34=7.48，P=0.000 1)，云糯4號、瑞白糯1號的百株蛀孔數較少，分別為79.0、88.7個孔，二者之間差異不顯著(F1，4=0.84，P=0.412 3)(表3)；其次是黑糯1號、天紫23號，百株蛀孔數分別為94.3、113.3個孔，二者之間差異不顯著(F2，6=1.38，P=0.166 9)；然后是瑞甜4號、云甜玉2號，百株蛀孔數分別為120.1、139.3個，二者之間差異不顯著(F1，4=0.54，P=0.505 2)；其余11個品種百株蛀孔數較多，其中最少的是中科糯1號，百株蛀孔數也達154.3個，最多的是夏王超甜，百株蛀孔數高達243.3個，這些品種大多數之間的百株蛀孔數無顯著差異(F10，22=2.02，P=0.081 2)。

表3 不同鮮食玉米品種花粒期百株蛀孔數Tab.3 Number of borers and larvae per 100 plants at anthesis and grain stage of fresh-eating corn of differentvarieties

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note: Different lowercase letters in the same column show significant difference(P<0.05).

2.4 不同鮮食玉米品種受玉米螟危害百株受害率變化規律

由圖2可知，不同品種鮮食玉米百株受害率的動態變化規律基本一致，即均在收獲時百株受害率達到最高峰。在玉米苗期(6月22日之前)，玉米百株受害率增長很快，但總體處于較低的發生水平，百株受害率最高的玉米品種是夏王超甜，為25%；在玉米穗期(6月22日—7月19日)，大部分品種百株受害率緩慢增長，瑞甜1號和云糯4號品種在此期間百株受害率增長迅速，百株受害率最高的品種是瑞甜1號，達到50%；在玉米花粒期(7月19日之后)，大部分品種的百株受害率大幅增長，期間百株受害率最高的品種是瑞甜3號，達到了72%。

2.5 采用花葉指數測定玉米苗期抗螟性的可行性分析及鑒定標準

不同鮮食玉米苗期花葉指數及平均食葉級別見表4，花葉指數和平均食葉級別最低的品種均為甜嘉糯1號，分別為1.3%、1.2；花葉指數和平均食葉級別最高的品種均為夏王超甜，分別為11.3%、7.3。花葉指數與平均食葉級別相關性分析結果表明，二者的相關性達到極顯著水平(P<0.01)，r=0.94(圖3)。

根據不同品種花葉指數與其由平均食葉級別得到的抗螟性相對應，可以得知：花葉指數≤6.0，抗性為高抗；花葉指數介于6.1～9.0，抗性為抗；花葉指數介于9.1～11.0，抗性為中抗；花葉指數≥11.1，抗性為感。

圖2 不同鮮食玉米品種百株受害率動態Fig.2 Dynamic changes of damaged ratio per 100 plants of different fresh-eating corn varieties

玉米品種Cornvariety花葉指數/%Mosaicindex平均食葉級別Averageleafeatinglevel抗性評價Resistanceevaluation玉米品種Cornvariety花葉指數/%Mosaicindex平均食葉級別Averageleafeatinglevel抗性評價Resistanceevaluation甜嘉糯1號Tianjianuo11.31.2HR瑞甜1號Ruitian18.03.9R云糯4號Yunnuo44.71.9HR都市王子Dushiwangzi8.64.1R天紫23號Tianzi234.31.9HR吉利超甜8號Jilichaotian88.34.2R黑糯1號Heinuo15.72.4HR瑞甜4號Ruitian48.64.3R花糯1號Huanuo16.73.1R中科糯1號Zhongkenuo18.34.5R都市麗人Dushiliren5.63.3R云甜玉8號Yuntianyu89.65.1MR中科甜1號Zhongketian17.63.5R云甜玉2號Yuntianyu29.35.5MR瑞甜3號Ruitian36.33.6R夏王超甜Xiawangchaotiann11.37.3S瑞白糯1號Ruibainuo16.33.7R

圖3 鮮食玉米苗期花葉指數與平均食葉級別的相關性Fig.3 Correlation between mosaic index and average leaf eating level of fresh-eating corn at seedling stage

3 結論與討論

本研究結果表明，不同鮮食玉米品種之間抗螟性存在顯著差異，同一品種不同生育時期抗螟性表現亦不相同。在苗期，甜嘉糯1號、云糯4號、天紫23號、黑糯1號評價為高抗品種，有較強的抗螟性，夏王超甜評價為感性品種，抗螟性較弱。穗期玉米抗螟性與平均蛀孔數有很強的相關性，甜嘉糯1號、天紫23、瑞甜3號評價為高抗，其平均蛀孔數是最少的，分別為0.5、0.3、0.6孔/株，屬于感性的品種有2個，分別為瑞甜1號、云甜玉8號。在花粒期，百株蛀孔數最少的品種是云糯4號、瑞白糯1號，分別為79.0、88.7個，百株蛀孔數最多品種的是夏王超甜，為243.3個。判斷玉米品種的抗螟性，不僅要看其苗期抗螟性，還要看其穗期抗螟性[27]。甜嘉糯1號和天紫23號在苗期和穗期都被評價為高抗品種，有較強的抗螟性，在農業生產中應優先選用這些品種。云糯4號和黑糯1號在苗期具有較高的抗螟性，但在穗期抗螟性卻變得較弱，因此，需要加強這2個品種在穗期的螟害防治。將苗期花葉指數和平均食葉級別進行相關性檢驗，發現二者相關性極顯著，玉米苗期花葉指數可以作為玉米苗期抗螟性鑒定的參考指標，根據花葉指數與平均食葉級別的對應關系可知，可將花葉指數作為鑒定玉米苗期抗螟性指標。

害蟲生態控制的核心是實現對害蟲發生自然環境的合理利用和調控，充分發揮自然因子的生態控制作用。在農田生態系統害蟲的自然控制中，天敵與作物抗性是最重要的生態因子[31]。因此，充分利用鮮食玉米豐富的抗蟲品種資源，加強鮮食玉米抗蟲品種的選育和推廣種植，是實現鮮食玉米害蟲科學有效綜合治理的重要基礎和最經濟有效的措施。禹田等[25]在云南昭通地區調查發現，亞洲玉米螟主要在大喇叭口期以及籽粒建成期到完熟期發生，種群數量始終較低，玉米受害率顯著低于本研究中試驗所在地玉米受害率，這可能是因為該地夏季普洱地區溫度較高，雨水較多所致，高濕有利于成蟲的正常交配和產卵[32]。本研究中不同鮮食玉米品種玉米螟抗性級別大多數為中抗及以上，說明該地種植的大部分鮮食玉米品種對螟蟲均具有較好的抗性。武德功等[33]在玉米抗性鑒定中發現，對玉米螟抗性級別為高抗、抗和中抗的自交系有 322 個，占所有自交系的58.6%，均低于本研究結果，這可能是由于鮮食玉米本身與普通玉米體內所含物質的差異造成的。

本研究田間種植的鮮食玉米是在自然感螟狀態下進行，與傳統室內外接蟲試驗相比，可以體現出自然狀態下鮮食玉米不同品種的抗螟性，但同時也更容易受到自然環境的影響。傳統接蟲試驗測試抗螟性一般需要記錄其蛀孔數量和隧道長度，但在自然田間種植狀態下，記錄其隧道長度是不現實的，所以本研究采用了李桂玲等[34]提出的由于葉片蟲孔級別與莖稈隧道長度以及葉片蟲孔級別與莖稈蟲孔數之間并無線性相關、莖稈隧道長度和莖稈蟲孔數之間有極顯著相關關系的結論，直接對莖稈蟲孔數進行調查。利用成株期田間抗蟲性鑒定可以將莖稈蟲孔數作為抗性鑒定指標[34]的結論，并結合高云霞等[30]提出的穗期抗螟性鑒定標準鑒定鮮食玉米的抗螟性。

田間玉米抗螟性鑒定研究易受環境、氣候、統計方法等因素的影響。因此，需要對本研究中抗螟性較好的品種進行不同地區連年抗性重復鑒定，更好地篩選抗性品種，檢測抗螟性基因，以獲得更準確客觀的結果。