甘薯小象甲對不同甘薯品種的趨性反應(yīng)試驗(yàn)

雷 劍，張 萌,2，張靜珍,2，王連軍，柴沙沙，靳曉杰，程賢亮，楊園園，楊新筍

（1湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所/湖北省甘薯工程技術(shù)研究中心/糧食作物種質(zhì)創(chuàng)新與遺傳改良湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430064；2長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖北荊州 434025；3湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，武漢 430064）

0 引言

甘薯小象甲(Cylas formicarius)幼蟲整個生命期均在甘薯內(nèi)蛀食和成蟲夜間活動，化學(xué)防治的效果不明顯[1-3]。近年來，甘薯作為保健型健康食品，越來越受到消費(fèi)者青睞。但是長期殘留的農(nóng)藥殺蟲劑對食品健康產(chǎn)生了威脅，藥害、殘留和增加害蟲抗藥性等問題不可忽視。生物防治中利用昆蟲天敵，雖然有利于保護(hù)現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)，但是所利用的昆蟲天敵對小象甲的致死率受環(huán)境變化很大[4-7]。對于昆蟲絕育技術(shù)，為了得到理想的不育昆蟲，只選擇破壞生殖細(xì)胞而對體細(xì)胞無傷害的照射量，需要根據(jù)照射昆蟲的生態(tài)、齡期、照射量、氣溫等各種因素之間的復(fù)雜聯(lián)系來測定，而且目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是以完整的薯塊為照射對象，薯塊內(nèi)部的蟲態(tài)具有不可見性、不確定性和不統(tǒng)一性，故無法判定所對應(yīng)的照射量，因此照射效果也不理想[8-11]。這樣得出的昆蟲是否絕育，無法保證。于性信息素，目前已經(jīng)在大田上推廣使用，但考慮到它只能誘捕大田中的雄蟲，而且對于誘捕后的大田中雌雄蟲蟲量以及它們種群的變化難以科學(xué)統(tǒng)計(jì)，這就使得大家對性信息素的具體防治效果難以確定[12-15]。同時(shí)對于現(xiàn)有栽培品種，雖然有中抗品種，但目前國內(nèi)外都沒有找到完全抗甘薯小象甲的甘薯品種，而且對于甘薯品質(zhì)與抗性之間的研究報(bào)道還很少。

成蟲取食主要取決于兩方面，一是氣味的誘導(dǎo)，二是對物體的性狀的偏好[16]。筆者利用Y型嗅覺儀測定小象甲對不同品種的甘薯進(jìn)行氣味選擇試驗(yàn)，通過其對不同品種的選擇性差異比較，初步判斷其對不同品種的甘薯偏好的差異性，再設(shè)置試驗(yàn)求出相應(yīng)品種的抗性，得出小象甲對甘薯不同品種氣味的選擇性與品種抗蟲的相關(guān)性。對今后完善抗甘薯小象甲品種的鑒定工作有很大幫助[17-18]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

甘薯小象甲成蟲室內(nèi)飼養(yǎng)20天后用于試驗(yàn)。試驗(yàn)供食甘薯品種14個，分別‘M3014’、‘鄂薯15’、‘鄂2017’、‘徐薯22’、‘鄂薯14’、‘鄂薯12’、‘N3589’、‘鄂紫薯13’、‘鄂薯6號’、‘廣薯87’、‘商薯19’、‘徐薯18’、‘浙薯13’、‘萬薯9號’。薯塊質(zhì)量為400～500 g左右。

1.2 試驗(yàn)方法

利用Y型嗅覺儀測定小象甲對不同品種的甘薯進(jìn)行氣味選擇試驗(yàn)，通過其對不同品種的選擇性差異比較，判斷小象甲對不同品種的甘薯偏好的差異性，得出小象甲對甘薯不同品種氣味的選擇性與品種抗蟲的相關(guān)性[18-19]。

利用Y型嗅覺儀測試甘薯小象甲的選擇反應(yīng)，試驗(yàn)前將甘薯小象甲于黑暗條件下饑餓24 h[20-22]。選擇質(zhì)量約為300 g左右的甘薯，作為味源放入Y型嗅覺儀瓶中，測試時(shí)，開啟真空泵，在Y型嗅覺儀的基管末端接入甘薯小象甲的成蟲，3 h之后再檢查兩臂內(nèi)試蟲的數(shù)量[4]。對進(jìn)入兩味源管及停留在基管中的蟲數(shù)分別做記錄。每次試驗(yàn)接入甘薯小象甲20頭。每組試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)，每組試驗(yàn)后用95%的酒精清洗嗅覺儀，并用熱風(fēng)吹干。按照公式(1)～(3)計(jì)算反應(yīng)率，誘集率和選擇系數(shù)[19-20]。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理對數(shù)據(jù)處理，采用軟件DPS在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，Duncan’s新復(fù)極差法統(tǒng)計(jì)甘薯小象甲對不同品種的反應(yīng)率及不同品種對甘薯小象甲的誘集率，進(jìn)行差異顯著性分析[21-23]。

2 結(jié)果與結(jié)論

2.1 甘薯小象甲對不同品種甘薯各個對照中的停留情況

圖1為不同品種甘薯在Y型嗅覺儀中設(shè)置的各個對照停留蟲數(shù)的平均數(shù)值。由圖1可見不同甘薯品種對甘薯小象甲的吸引力有所不同。小象甲在薯塊瓶中停留個數(shù)最多的甘薯品種是‘鄂薯12’和‘商薯19’，為16頭；而小象甲在薯塊瓶中停留個數(shù)最少的甘薯品種是‘鄂紫薯13’，僅為1頭。

圖1 甘薯小象甲對不同品種甘薯各個對照中的停留情況

2.2 甘薯小象甲對不同品種甘薯反應(yīng)率

研究表明：甘薯小象甲對不同品種甘薯的反應(yīng)由圖2可見，甘薯小象甲對‘廣薯87’反應(yīng)率最低，為0.300，且該品種與其他13個品種存在顯著性差異；反應(yīng)率最高的為‘鄂紫薯13’和‘商薯19’，為1.000，且兩者無顯著性差異。反應(yīng)率較高表明甘薯小象甲對薯塊敏感度較高。甘薯小象甲對‘鄂薯6號’反應(yīng)率次之，為0.912。

圖2 甘薯小象甲對不同品種甘薯的反應(yīng)率

2.3 不同品種對甘薯小象甲誘集率的影響

對于不同品種甘薯對甘薯小象甲的誘集率由圖3可知，‘商薯19’品種具有較大的誘集率，為95%，而‘鄂薯6號’次之，為91%；誘集率最低的為‘廣薯87’，僅為20%。14個品種的平均誘集率為66%。說明薯塊對于甘薯小象甲具有很大的吸引力，對品種間進(jìn)行比較可知，其中‘商薯19’與其他13個品種有顯著性差異且與‘廣薯87’有較大的顯著性差異。品種‘M3014’、‘鄂薯6號’、‘鄂薯12’、‘鄂薯15’、‘N3589’、‘萬薯9號’共6個品種之間無顯著性差異。

圖3 不同品種甘薯對甘薯小象甲的誘集率

2.4 甘薯小象甲對不同品種甘薯的選擇性系數(shù)

由圖4可知，不同品種甘薯之間的選擇系數(shù)差異較大。‘鄂薯6’的選擇系數(shù)最大，為0.912；‘商薯19’和‘M3014’的選擇系數(shù)次之，分別為0.911和0.894。而‘鄂薯15’的選擇系數(shù)最低，僅為-0.033。另外，‘鄂紫薯13’與其他13個品種之間均有較大的顯著性差異，且與‘廣薯87’的顯著性差異最大。

圖4 甘薯小象甲對不同品種甘薯的選擇系數(shù)

3 討論

通過對14個品種選擇系數(shù)差異顯著分析，不同品種之間的選擇系數(shù)的差異顯著，‘鄂薯6號’和‘商薯19’品種選擇系數(shù)最大都為0.91，而選擇系數(shù)最小為-0.03，由此得出結(jié)論‘鄂薯15’為最抗小象甲品種，‘鄂薯6號’和‘商薯19’為最感小象甲品種。

3.1 甘薯小象甲對甘薯品種趨向性

本研究采取了Y型嗅覺儀室內(nèi)測定甘薯小象甲對不同甘薯品種的趨向性，通過反應(yīng)率、誘集率、選擇系數(shù)顯示甘薯小象甲對不同甘薯品種的趨向性。室內(nèi)測定的趨向性主要可能與甘薯品種的代謝產(chǎn)物及其產(chǎn)生的氣味有關(guān)[25]。這項(xiàng)研究結(jié)果顯示了甘薯小象甲通過嗅覺對甘薯不同品種的喜好，為甘薯抗（耐）小象甲品種評價(jià)及品種選育提供了一個篩選標(biāo)準(zhǔn)。

福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所劉中華等的不同甘薯品種小象甲的危害比較及相關(guān)性分析研究表明，‘福薯8號’、‘金山57’、‘泉薯12號’等8個不同的甘薯品種，以危害指數(shù)為主要指標(biāo)，從高到低依次是‘金山57’、‘福薯8號’、‘廣薯87’、‘泉薯12’、‘福薯88’、‘福薯90’、‘福薯9號’、‘福薯2號’。‘金山57’、‘福薯8號’2個品種遭受小象甲的危害程度最重，而‘福薯2號’遭受小象甲的危害程度最低[24]。

3.2 次生代謝產(chǎn)物影響甘薯小象甲趨向性

本研究結(jié)論是室內(nèi)測定結(jié)果，主要影響因素是甘薯品種的次生代謝產(chǎn)物的氣味的不同，導(dǎo)致了甘薯小象甲趨向性的不同，可以為甘薯抗蟲育種作為一個參考指標(biāo)，但是與大田生產(chǎn)實(shí)際可能會有偏差。因?yàn)楦适硇∠蠹自诟适泶筇锏那秩臼芏喾N因素影響，不僅受甘薯次生代謝產(chǎn)物味道影響，還要受到結(jié)薯性、薯皮厚度、土壤環(huán)境等多方面因素的綜合影響。本研究為抗蟲育種提供了一個篩選標(biāo)準(zhǔn)，但是僅僅用這個標(biāo)準(zhǔn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還是要結(jié)合大田進(jìn)行抗蟲綜合表現(xiàn)鑒定，室內(nèi)鑒定和大田鑒定結(jié)合，才能更快的選育出生產(chǎn)中可以實(shí)際應(yīng)用的抗蟲甘薯新品種。

本研究選擇的甘薯品種大部分不同。另外研究方法也存在差異，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所做出的研究是基于大田的甘薯小象甲危害情況統(tǒng)計(jì)，這種甘薯小象甲大田的選擇性除了由于甘薯品種本身的次生代謝產(chǎn)物的氣味的偏好不同之外，還和各個甘薯品種的結(jié)薯習(xí)性、薯皮厚度、土壤條件等很多綜合影響因素有關(guān)[26-27]，比如結(jié)薯深的甘薯品種可能會比結(jié)薯淺的甘薯品種更耐蟲，薯皮厚的比薯皮薄的甘薯品種更耐蟲。土壤含水量高的地方不適宜甘薯小象甲生存，危害率會更低等。所以導(dǎo)致大田的調(diào)查結(jié)果會和室內(nèi)Y型嗅覺儀測定的結(jié)果會有一定的差異[28-29]。本研究的試驗(yàn)對象是甘薯小象甲的成蟲，由于成蟲之間的活力差異不太好控制，可能會導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果有部分偏差。

4 結(jié)論

利用Y型嗅覺儀測定小象甲對14個不同甘薯品種進(jìn)行氣味選擇試驗(yàn)，結(jié)果顯示，甘薯小象甲對14個不同品種甘薯的反應(yīng)率、誘集率以及選擇系數(shù)都具有差異顯著性，甘薯品種對小象甲的食用選擇有一定影響；小象甲對14個甘薯品種的反應(yīng)率在0.3～1之間，其中對‘鄂紫薯13’和‘商薯19’的反應(yīng)率最高，對‘廣薯87’的反應(yīng)率最低；不同品種對甘薯小象甲的誘集率在0.2～0.9556之間，其中‘商薯19’的誘集率最高，‘廣薯87’的誘集率最低；其中小象甲對不同甘薯品種之間的選擇系數(shù)在-0.03～0.91之間，其中‘鄂薯15’選擇系數(shù)最小為-0.03，表現(xiàn)為最抗小象甲；‘鄂薯6號’和‘商薯19’的選擇系數(shù)最大且都為0.91，表現(xiàn)為最感小象甲。