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不同辣椒品种耐（抗）西花蓟马的初步筛选及防御酶的变化.doc

花匠小妙招
2025-09-27 20:26

文档简介

不同辣椒品种耐（抗）西花蓟马的初步筛选及防御酶的变化符伟+1,2,3，朱春晖+1,2，刘勇1,2，张德咏1,2，谭新球*1,2（1:湖南省农业科学院植物保护研究所，长沙湖南410125；2:园艺作物病虫害综合治理湖南省重点实验室，长沙湖南410125；3:湖南农业大学农药研究所，长沙湖南410128）摘要：【背景】：西花蓟马（Frankliniellaoccidentalis）是近年传入我国的一种危险性外来入侵害虫，在我国呈扩张趋势。目前我国相关研究主要集中西花蓟马种群动态、种间竞争、化学防治、生物防治和分子检测等方面进行研究，而在资源保护、抗（耐）虫性资源筛选和创制等方面缺乏相关研究。【方法】：采用幼苗接虫法，于辣椒3-4叶期接入刚孵化的西花蓟马若虫,每株10头，待危害10天后，根据危害症状分级，计算为害指数并作为耐（抗）评价指标；同时选择耐（抗）材料和感虫材料，探讨西花蓟马危害后植物防御酶的变化与耐（抗）性的关系。【结果】：建立了寄主植物耐（抗）西花蓟马的筛选评价体系，结果表明：20个供试辣椒品种中湘研13号和博辣四号表现对西花蓟马具有较好的抗（耐）虫性，其余品种抗（耐）虫性都较差,兴蔬绿剑品种抗（耐）虫性最差；植物防御酶过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)测定结果进一步表明，不同辣椒品种抗（耐）虫性与过氧化物酶变化呈正相关，与过氧化氢酶相关性不显著。【结论与意义】：本研究建立了寄主植物耐（抗）西花蓟马的筛选评价体系，同时探讨了不同材料植物防御酶的变化与耐（抗）性的关系，为其他寄主植物的耐（抗）西花蓟马的筛选评价提供参考方法，有利于挖掘和创制抗性种质资源，进一步加强对外来入侵害虫西花蓟马防控。关键词：西花蓟马；辣椒品种；抗（耐）虫性评价；植物防御酶ScreeningdifferentCapsciumannuumvarietiesresistant/toleranttodamagewithWesternFlowerThrips(Frankliniellaoccidentalis)andvariationontheirdefenseenzymesatseedlingsstageFuWei+1,2,3;ZhuChun-hui+1,2;LiuYong1,2,ZhangDe-yong1,2;TanXin-qiu*1,21HunanPlantProtectionInstitute,HunanAcademyofAgriculturalScience,Changsha,410125,HunanProvince,China;2KeyLaboratoryofIntegrateInsectsandDiseasesManagementinHorticulturesinHunan,changsha,410125,Hunan,China;3PesticidesInstitute,HunanAgriculturalUniversity,Changsha,410128,Hunan,China+：coauthorsforequationcontributioninthestudyAbstracts:ThedevelopmentofevaluationandscreeningsystemsonCapsicumannuumvarietiesresistance/tolerancetowesternflowerthrips(Frankliniellaoccidentalisthroughusingjuvenileseedlingsdamagedbywesternflowerthripsinglasshouseinthestudy.Accordingtodamagedsymptomsandgradedstandard,twooutoftwentyvarieties,XiangyanNo.13andBolaNo.4werewithbetterresistance/tolerancetowesternflowerthripsbyscreening,whiletherestswerewithmiddlelevelofresistance/toleranceorsusceptibleandespeciallythemostsusceptiblevarietyisXingshuLvjian.Onthefurtherstudyonselectedthreevarieties,FuxiangJiali,XingshuNenglaandBolaNo.4,wereanalyzedvariationonplantdefenseenzymescalatase(CAT)andperoxidase(POD)afterattackingbywesternflowerthrips,thepositivecorrelationwasdisplayedbetweenPODandselectedvarieties,whileCATnot.Keywords:WesternFlowerThrips,Capsciumannuumvarieties,Evaluation，resistance/tolerancetopests,plantdefenseenzymes基金项目：国家公益性行业（农业）科研专项（201103026）+基金项目：国家公益性行业（农业）科研专项（201103026）+作者简介：符伟，男，1980年生，助理研究员，研究方向为有害生物综合治理，E-mail:fuwei@；朱春晖,女,1980年生,助理研究员，研究方向有害生物综合治理,E-mail:zhuchunhuizhb@；*通讯作者（AuthorofCorrespondence）：tanxinqiu2008@西花蓟马（Frankliniellaoccidentalis）是近年传入我国的一种危险性外来入侵害虫[1]，寄主范围广泛，而且是番茄斑萎病毒病传播的主要载体[2]。2003年在北京郊区的大棚辣椒上最早发现西花蓟马，并在局部地区暴发成灾，平均每株辣椒叶和花上的西花蓟马可达数千头[2]，造成蔬菜损失严重，品质下降[3]。目前在我国云南、浙江等地也有分布，而且呈扩张趋势。目前我国相关研究主要集中西花蓟马种群动态、种间竞争、化学防治、生物防治和分子检测等方面进行研究[4,5,6,7]。而在资源保护、抗（耐）虫性资源筛选和创制等方面未见相关研究工作报道，另外调查证实它在湖南是云南鲜花贸易输入性害虫，在周围农作物和城市花卉上未见扩张。基于疫区保护工作和湖南蔬菜产业的重要性，本研究从资源保护、抗（耐）虫性资源筛选和创制等方面，在室内开展蔬菜辣椒品种对西花蓟马抗（耐）虫性进行筛选和评价，以期获得抗性资源，同时选择易感品种和耐虫品种的过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)进行测定和比较，探讨了寄主植物抗（耐）虫性能力与植物防御酶的相关性，为筛选抗（耐）西花蓟马资源提供部分理论依据。1、材料与方法1.1供试材料供试蔬菜品种：兴蔬绿剑福、湘佳丽、湘研9号和博辣六号等20个辣椒品种作为供试品种，购于湖南兴蔬种业有限公司；供试靶标害虫：西花蓟马种群从中国农业科学院蔬菜花卉研究所引进，采用豆荚法在实验室连续饲养至今。饲养条件：温度为25℃±1℃，RH为65%，光周期L//D=12h//12h,饲养具体方法参照Zhang[8]1.2试验方法1.2.1、室内不同辣椒品种对西花蓟马抗耐（虫）性的筛选与评价试验方法:采用幼苗接虫法，在底部带有小孔并装细沙和营养土的一次性塑料杯中播入辣椒品种,置于沙笼(20×20×30cm)中,每杯1株，每品种3O株，于3-4叶期接入刚孵化的西花蓟马若虫,每株10头，并用另一次性塑料杯倒扣，在两个杯子的连接处用透明胶带粘合，以防西花蓟马逃逸，植物生长条件温度为25℃±1℃，光照周期为16/8hrs（光照/黑暗），待其为害10d后，使用化学药剂喷施植物，确保杀死目标害虫西花蓟马，然后根据辣椒受蓟马为害的症状进行分级，并计算危害指数，公式如下：为害指数=∑[(受害级叶片数×受害级代表值)]／(调查总叶片数×受害最高级值)×1.2.2、不同辣椒品种西花蓟马危害后植物防御酶的变化在室内抗虫筛选评价基础上，选择较感西花蓟马品种福湘佳丽，以中等抗性品种兴蔬嫩辣和较抗品种博辣四号三个品种，分别取西花蓟马接虫后0、24、36、72小时的植物叶片为一个处理，共计12个处理，每处理重复3次；过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法[9，10];过氧化氢酶(CAT)活性测定采用紫外吸收法[9]。2结果与分析2.1、室内不同辣椒品种幼苗期对西花蓟马抗（耐）虫性的筛选与评价采用寄主植物幼苗期接虫方法，根据实验方法，在相对封闭的生长环境中进行实验观察，参考其他害虫鉴定标准，建立辣椒叶片受西花蓟马为害初步分级标准（见表1和图1），危害指数按照表1进行统计。表1辣椒叶片受西花蓟马为害初步分级标准Table1primarilygradestandardofdamagedleavesonCapsicumannuumbywesternflowerthrips受害叶分级Gradeofdamagedleaves为害症状Symptoms0叶片绿色,正常,无任何西花蓟马为害虫伤。1叶片绿色,有个别虫伤斑点或轻微扭曲，叶基本平展。2叶片绿色,有明显虫伤,伤口愈来愈成线或斑，叶片开始皱缩、变形。3叶片基本绿色或因明显皱缩变成深绿色，虫伤多且几乎全叶皱缩，全叶变形,并部分开始卷曲。4叶片内折扭曲卷合，1／3以上部分干枯变成白色。babadc0级dc0级1级fe2级fe2级3级hg4级hg4级5级图1、室内不同辣椒品种幼苗期对西花蓟马抗（耐）虫性的筛选a：苗期育苗；b：苗期幼苗接虫；c，d，e，f，g，h：分别为西花蓟马危害10天后症状观察和分级照片Fig1.ScreeningondiverseCapsciumannuumvarietiesresistance/tolerancetowesternflowerthripsdamagingofjuvenileseedlingsintheglasshouse.a:seedlingsofhostplants;b:Juvenilesofwesternflowerthripswastransferredon3-4leaf-stagejuvenileseedlings;c,d,e,f,g,h:symptomsandphotosofdamagedandgradedleavesofhostplantsafter10dtransferringJuvenilesofwesternflowerthrips,respectively.从表2中可以看出被筛选品种可以明显分为较抗（耐）虫品种（湘研13号、博辣四号），占10%；中等抗（耐）虫品种（兴蔬嫩辣、兴蔬301等），占45%；不抗（耐）虫品种（兴蔬绿剑、湘研3号等），占45%，其中以博辣四号的抗（耐）虫性最好，湘研13号次之，以兴蔬绿剑抗（耐）虫性最差，并且较抗（耐）虫品种的危害指数与兴蔬绿剑等14个品种存在显著差异。表2、室内不同辣椒品种幼苗期对西花蓟马抗（耐）虫性的筛选与评价Table2Screeningandevaluationofdiversecapsicumannuumvarietiesresistance/tolerancebydamagedwithwesternflowerthripsatjuvenileseedlings品种名称Varieties危害指数Indexofdamage显著性差异Significancelevels抗/耐虫程度Degreeofresistance/tolerance兴蔬绿剑XingshuLvjian71.82±5.43a较感福湘佳丽FuxiangJiali70.03±6.12a较感湘研9号XiangyanNo.968.71±3.73a较感兴蔬绿冠XingshuLvguan65.84±4.94a较感湘研17号XiangyanNo.1763.88±5.25a较感湘研9401Xiangyan940161.34±4.97ab较感兴蔬215Xingshu21560.35±5.83ab较感湘研3号XiangyanNo.360.02±4.27ab较感兴蔬301Xingshu30158.83±6.31b中等博辣5号BolaNo.555.72±6.24b中等湘研5号XiangyanNo.555.31±4.82b中等福湘五号FuxiangNo.555.04±5.26b中等湘研15号XiangyanNo.1554.29±4.97b中等博辣娇红BolaJiaohong53.88±3.78b中等博辣六号BolaNo.653.11±4.92bc中等博辣三号BolaNo.352.31±5.34bc中等湘研7号XiangyanNo.751.64±4.29bc中等兴蔬嫩辣XingshuNenla50.38±5.21bc中等湘研13号XiangyanNo.1347.31±4.72c较抗博辣四号BolaNo.445.28±4.36c较抗注：P<0.052.2、不同辣椒品种受西花蓟马为害前后植物防御酶的变化不同对西花蓟马抗性辣椒品种，,在接西花蓟马若虫0、24、36、72小时后的氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性变化见表3：西花蓟马取食为害后，POD含量随为害时间的增加而上升趋势，而CAT含量随为害时间的增加而下降趋势。不同抗（耐）虫性品种之间在未被西花蓟马危害时候，较抗（耐）虫性品种和不抗（耐）虫性品种CAT未为害时活性无明显差异，而未为害时较抗（耐）虫性品种POD活性显著高于不抗（耐）虫性品种。表3、西花蓟马为害不同辣椒品种后植株体内CAT和POD活性变化Table3ActivityvariationoncalataseandperoxidaseofdiverseCapsicumannuumvarietiesafterdamagedbywesternflowerthrips辣椒品种vaireties取食时间timesoffeeding(hrs)过氧化氢酶活性ActivityofcalataseCAT[U·(g·min)-1]过氧化物酶活性ActivityofperoxidasePOD[U·(g·min)-1]福湘佳丽（较感品种）FuxiangJialiwithsusceptiblity045.60ab27.60e2460.00a39.60d3636.00bc64.80c7242.00b91.20ab兴蔬嫩辣（中等抗/耐虫）XingshuNenlawithmiddleresistance/tolerance046.80ab40.80d2457.60a79.20b3619.80d86.40b7231.50c116.40a博辣四号（较抗/耐虫）BolaNo.4withbetterresistance/tolerance058.80a90.20ab2444.40ab38.40d3646.20ab67.20c7212.00d108.00a注：P<0.053、结论与讨论3.1、西花蓟马作为外来入侵生物给我国农业生产造成巨大经济损失，而且扩张趋势在不断加剧，同时也会导致番茄斑萎病毒的快速传播。自我国2003年报道以来，在种群动态变化、化学防治、生物防治和基础分子生物学等方面进行较为详细的研究。但在种质资源的筛选和种质资源的创制方面，还未见相关报道。本研究基于其他害虫抗性评价体系，设计一套室内抗性评价体系，并初步拟定相应分级标准，建立了相应的评价体系，该方法在番茄作物上也进行相似研究，获得相关数据，因而该体系供科学研究和农业生产参考。3.2、该研究中，所有筛选品种中POD在西花蓟马危害后，均随危害时间的增加而上升，较抗（耐）虫性品种的活性要高于较感品种，虽然较抗（耐）虫性品种在危害初期，POD活性有所下降，但随后其活性能很快提高，而危害72h后，逐渐恢复到初始水平，这与其它种类的蓟马如苜蓿蓟马也有类似的现象[11]。对于不抗（耐）虫性品种，POD活性一直上升，危害72h后，远远高于初始水平，不抗（耐）虫性品种POD活性调节能力存在明显差异。因此，可以初步推测辣椒品种植株体内POD活性高低和被危害后对其调控能力与该品种抗（耐）西花蓟马能力是呈正相关的，建议作为筛选抗（耐）西花蓟马品种时一个参考指标。3.3、到目前为止，关于寄主植物抗（耐）虫机理报道鲜见。尽管研究发现有些辣椒品种对西花蓟马具有一定程度的抗（耐）能力，但是我们仍然不清楚该品种是否真正具有抗（耐）虫性，它们如何作用和寄主与昆虫之间如何互作均有待进一步研究。参考文献（References）[1]KirkWDJ,TerryLI.2003.ThespreadofthewesternflowerthripsFrankliniellaoccidentalis(Pergande).AgriculturalandForestEntomology,5:301-310.[2]BautistaRC,MauRF.1994.Preferenceanddevelopmentofwesternflowerthrips(Thysanoptera:Thripide)onplanthostsoftomatospottedwilttospovirusinHawalii.EnvironmentalEntomology,23:1501-1507.[3]张友军，吴青君，徐宝云,朱国仁.2003,危险性外来入侵生物—西花蓟马在北京发生危害.植物保护，29（4）:58-59.[4]戴林，杜予州，张刘伟,周福才，龚伟荣，鞠瑞婷.2004.西花蓟马在中国的适生性分布研究初报.植物保护，30（6）：48-51.[5]路虹，宫亚军，石宝才,宋婧祎.2007.西花蓟马在黄瓜和架豆上的空间分布型及理论抽样数.昆虫学报,50(11):1187-1193.[6]武晓云，程晓非，张仲凯，桂富荣，李正跃.2009.西花蓟马（Frankliniellaoccidentalis）rDNAITS2和CO=1*ROMANI基因5末端序列的克隆与比较分析.浙江大学学报（农业与生命科学版）,35（4）：355-264.[7]龚佑辉，吴青君，张友军，徐宝云.2010.西花蓟马的抗药性及综合治理策略.昆虫知识，47(6):1072–1080.[8]ZhangZ-J,WuQ-J,LiX-F,ZhangY-