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Antibiosis of five alfalfa cultivars to two colour morphs of Acyrthosiphon pisum

苜蓿品种对2种色型豌豆蚜的抗生性



全 文 :书苜蓿品种对2种色型豌豆蚜的抗生性
金娟1,2,梁金1,2,贺春贵1,3
(1.甘肃农业大学草业学院,甘肃 兰州730070;2.草业生态系统教育部重点实验室 中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,
甘肃 兰州730070;3.甘肃省农业科学院,甘肃 兰州730070)
摘要:在21~23℃,湿度50%~70%,光照时间14h的人工气候箱条件下,组建生命表并用其参数测定评价了5个
苜蓿品种对2种色型豌豆蚜的抗生性。结果表明,同一苜蓿品种和不同苜蓿品种之间对2种色型豌豆蚜的抗生性
都存在差异。以内禀增长率为抗性指标,俄罗斯杂花苜蓿对绿色型豌豆蚜的抗性高于红色型;阿尔冈金对红色型
豌豆蚜抗性高于绿色型;甘农5号对2种色型豌豆蚜均具有一定的抗性;不同苜蓿品种对红色型豌豆蚜抗性大小
为:俄罗斯杂花苜蓿<陕北野生苜蓿<阿尔冈金=甘农3号<甘农5号;绿色型豌豆蚜抗性为:阿尔冈金<俄罗斯
杂花苜蓿<陕北野生苜蓿=甘农3号<甘农5号。
关键词:豌豆蚜;苜蓿;生命表;内禀增长率;色型
中图分类号:S816;S551+.701;Q945.7  文献标识码:A  文章编号:10045759(2013)06033506
犇犗犐:10.11686/cyxb20130640  
  苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)是全世界栽培面积最广的优质牧草[12]。随着我国畜牧业的不断发展,草产业呈现
出强劲的发展势头[3]。豌豆蚜(犃犮狔狉狋犺狅狊犻狆犺狅狀狆犻狊狌犿)是苜蓿重要害虫之一[4]。抗蚜育种则是有效防治蚜害的
重要措施,Sorensen等[56]及 Nielson和Lehman[7]分别筛选出抗豌豆蚜的苜蓿品种:Kanza[5]、KS189[6]、CUF
101[7]。在1978-1997年间美国培育近100个抗豌豆蚜的苜蓿品种[8]。但豌豆蚜的色型分化给抗蚜苜蓿育种提
出了新的挑战。
豌豆蚜一般为绿色型。1945年,Harrington[9]首次发现豌豆蚜的红色型。Kugler和Ratcliffe[10]评价苜蓿对
红色型豌豆蚜的抗性时发现,对绿色豌豆蚜有抗性的苜蓿对红色型抗性很低或丧失抗性。在我国,贺春贵[11]于
2004年首次调查发现并记载了豌豆蚜的红色型。武德功[12]利用生命表技术研究发现,2种色型豌豆蚜对不同抗
蚜品种致害性不同。为了进一步确证苜蓿品种对豌豆蚜2种色型抗性是否广泛存在,本试验以5种苜蓿品种为
材料,利用生命表技术及其参数,评价苜蓿对其抗生性的差异,以期为苜蓿抗蚜育种及豌豆蚜的预测预报和防治
提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试虫源 甘肃农业大学校园苜蓿试验田采集红、绿色型无翅孤雌胎生豌豆蚜成虫,在21~23℃人工气
候箱中分别饲养,形成稳定的试验种群,以12h内初产的红、绿色型若蚜作为供试虫源。
1.1.2 供试品种 供试苜蓿品种的叶片等材料均采自甘肃农业大学校园苜蓿田。抗性级别参照武德功等[13]对
豌豆蚜混合种群的抗性鉴定结果(表1)。
1.2 试验方法
参照武德功等[13]单头豌豆蚜饲养法,并进行相应改进。采集生长一致的各供试苜蓿品种单叶1片置于培养
皿中,叶柄基部用脱脂棉保湿。用毛笔将初产的1龄红、绿豌豆蚜分别接入培养皿的叶片中部进行饲养,每皿接
1头,不同苜蓿品种饲养红、绿色型豌豆蚜各50头。置于人工气候箱,温度21~23℃,相对湿度50%~70%,光
第22卷 第6期
Vol.22,No.6
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
335-340
2013年12月
收稿日期:20121119;改回日期:20130408
基金项目:优良紫花苜蓿新品种适应性研究(2012GAAS1520)和甘肃省教育厅科研项目(090210)资助。
作者简介:金娟(1986),女,山西太原人,在读硕士。Email:jinjuan011@163.com
通讯作者。Email:Hechungui008@qq.com
周期L∶D=14∶10。每12h(9:00,21:00)观察1次,记录龄期变化、若蚜存活情况,剔除蜕皮,直到成虫。记
录每头成虫的产仔头数和死亡时间,记录后除去初产若蚜,直至成虫死亡为止。试验期间每3d更换1次叶片,
保证寄主新鲜和营养一致。
表1 苜蓿品种来源及特性
犜犪犫犾犲1 犛狅狌狉犮犲狊犪狀犱犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犪犾犳犪犾犳犪犮狌犾狋犻狏犪狉狊
苜蓿品种(系)及试验代号Alfalfacultivarsandtestcode 抗性级别Resistancelevel 来源Source
甘农5号 GannongNo.5(G5) 高抗 Highresistance 甘肃农业大学 GansuAgriculturalUniversity
甘农3号 GannongNo.3(G3) 低抗Lowresistance 甘肃农业大学 GansuAgriculturalUniversity
阿尔冈金 Algonquin(AL) 不明Indeterminacy 加拿大Canada
陕北野生苜蓿 WildalfalfafromNorthShanxi(SW) 不明Indeterminacy 陕西省Shaanxiprovice
俄罗斯杂花苜蓿犕.狏犪狉犻犪ofrussian(RM) 不明Indeterminacy 俄罗斯 Russia
1.3 数据统计
利用Excel、SPSS17.0数据分析统计软件进行方差分析和多重比较,根据种群动态参数[1416]方法进行统计。
种群净生殖率犚0=∑犾狓犿狓;
平均世代周期犜=∑狓犾狓犿狓/犚0;
内禀增长率犚犿=ln犚0/犜;
周限增长率λ=e犚犿;
种群加倍时间狋=ln2/犚犿
其中,狓为特定年龄,犾狓 为特定年龄的存活率,犿狓 为在狓期间平均每雌虫产仔数。
2 结果与分析
2.1 5个苜蓿品种对2种色型豌豆蚜历期的影响
因试验中豌豆蚜进行孤雌生殖,所以不考虑性比。从表2中看出,在各苜蓿品种上不同色型的豌豆蚜均能完
成生长发育。不同苜蓿品种对同一色型豌豆蚜的发育历期有显著的影响,其中绿色型豌豆蚜在AL上若虫期
表2 2种色型豌豆蚜在5个苜蓿品种上的发育历期(均值±标准误)
犜犪犫犾犲2 犕犲犪狀犱犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋狋犻犿犲狅犳狋狑狅犮狅犾狅狉犿狅狉狆犺狊狅犳犪狆狋犲狉狅狌狊犃.狆犻狊狌犿狅狀犳犻狏犲犪犾犳犪犾犳犪犮狌犾狋犻狏犪狉狊(犕犲犪狀±犛犈) d
色型
Morphsof
color
品种
Cultivars
幼虫龄期Nymphalinstars
1龄Ⅰ 2龄Ⅱ 3龄Ⅲ 4龄Ⅳ
生殖前期
Prereproductive
delay(PRD)
若虫期
Nymphal
stage
成虫期
Adult
stage
绿色Green AL 1.33±0.06a 0.83±0.06a 0.82±0.07bc 1.17±0.09ab 0.14±0.07b 6.91±0.22a 6.00±1.06abc
RM 1.15±0.05b 0.72±0.06ab 0.75±0.07bcd 0.83±0.11bc 0.18±0.07b 6.39±0.35ab 4.52±0.77cd
SW 1.13±0.04b 0.64±0.04ab 0.67±0.08cd 0.70±0.12c 0.09±0.05b 5.91±0.32b 1.44±0.39e
G3 0.87±0.06c 0.72±0.06ab 0.71±0.08bcd 0.86±0.12bc 0.11±0.06b 6.49±0.31ab 3.33±0.83de
G5 1.05±0.08b 0.64±0.07ab 0.56±0.08d 0.67±0.11c 0.13±0.06b 5.62±0.40b 1.21±0.47e
红色Red AL 0.83±0.06c 0.62±0.06b 0.73±0.06bcd 0.83±0.10bc 0.19±0.08b 6.09±0.32ab 4.70±0.80bcd
RM 0.84±0.05c 0.70±0.05ab 1.12±0.10a 0.92±0.12abc 0.14±0.05b 7.06±0.21a 7.73±1.00ab
SW 0.74±0.05cd 0.76±0.06ab 0.93±0.06ab 1.25±0.11a 0.13±0.06b 6.97±0.24a 7.40±1.11ab
G3 0.61±0.04d 0.64±0.06ab 0.71±0.05bcd 0.94±0.08abc 0.74±0.13a 6.55±0.31ab 7.58±0.98a
G5 0.89±0.06c 0.68±0.07ab 0.73±0.08bcd 0.96±0.13abc 0.11±0.06b 6.46±0.38ab 4.50±1.06cd
 注:同列不同字母表示差异显著(犘<0.05);采用邓肯法进行多重比较,下同;生殖前期指成蚜在生殖前的一段时间。
 Note:Differentlettersindicatesignificant(犘<0.05)differencesinthesamecolumn;MultiplecomparisonisDuncanmethod;Thesamebelow;
PRD,adultsduringprereproductivedelay.
633 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.6
(6.91d)最长,在G5 上的若虫期(5.62d)最短,其在AL上的发育历期显著长于G5、SW (犘<0.05);红色型豌豆
蚜在RM上若虫期(7.06d)最长,在AL上若虫期(6.09d)最短。2种色型豌豆蚜在同一苜蓿品种上的发育历期
也存在差异(犘<0.05),红色型豌豆蚜若虫在SW上的发育历期(6.97d)显著长于绿色型(5.91d)。
以上结果得出,绿色型豌豆蚜若虫在G5 上的存活期较短,红色型豌豆蚜若虫在AL的存活时间较短,说明不
同色型豌豆蚜若虫在苜蓿品种上的致害力和持续危害能力存在差异。
2.2 5个苜蓿品种对2种色型豌豆蚜存活率的影响
图1 2种色型豌豆蚜在5个苜蓿品种上的
平均存活数曲线
犉犻犵.1 犛狌狉狏犻狏犪犾犮狌狉狏犲狊狅犳狋狑狅犮狅犾狅狉犿狅狉狆犺狊狅犳
犪狆狋犲狉狅狌狊犃.狆犻狊狌犿狅狀犳犻狏犲犪犾犳犪犾犳犪犮狌犾狋犻狏犪狉狊
 
试验中的存活率均为实际观测值,由于在更换叶
片过程中挑取供试蚜虫时有机械死亡,另外在饲养过
程中有溺水死亡的个体,所以统计时将非自然死亡的
个体排除。从总体来看(图1),不同苜蓿品种上的2
种色型豌豆蚜平均存活数曲线均属于凹型曲线,红色
型豌豆蚜的平均存活数高于绿色型;在6~11d2种
色型豌豆蚜的平均存活数曲线均陡度高,下降速度快,
说明其在幼龄阶段具有较高的死亡率。
在不同苜蓿品种上同一色型豌豆蚜的存活率不
同。绿色型豌豆蚜在AL上的存活率最高(36.2%),
在G5 上的存活率最低(19.9%);红色型豌豆蚜在
RM、SW上的存活率最高(41.0%),在G5 上的存活率
最低(30.7%)。2种色型豌豆蚜在同一苜蓿品种上的
存活率有显著差异,红色型豌豆蚜在SW 上的存活率
显著高于绿色型(表3)。
表3 2种色型无翅豌豆蚜在5个苜蓿品种上的平均生殖力(均值±标准误)
犜犪犫犾犲3 犕犲犪狀犳犲犮狌狀犱犻狋狔狅犳狋狑狅犮狅犾狅狉犿狅狉狆犺狊狅犳犪狆狋犲狉狅狌狊犃.狆犻狊狌犿狅狀犳犻狏犲犮狌犾狋犻狏犪狉狊(犕犲犪狀±犛犈)
色型 Morphsofcolor 品种Cultivars 存活率Survivalrate(%) 繁殖期Breedingseason(d) 生殖力Reproduction
绿色Green AL 36.20±5.69ab 5.97±1.10abc 17.64±2.79abc
RM 30.10±5.46ab 4.34±0.73abcd 15.78±2.55bcd
SW 22.50±5.43b 1.42±0.37e 5.84±1.68ef
G3 28.90±5.39ab 2.86±0.71de 9.26±2.16def
G5 19.90±4.78b 0.98±0.35e 3.40±1.19f
红色Red AL 30.90±5.42ab 4.14±0.67bcd 16.68±2.71bc
RM 41.00±6.22a 6.43±0.86ab 24.22±2.90a
SW 41.00±5.79a 5.80±0.79abc 20.46±2.39ab
G3 40.40±5.64a 6.55±0.80a 22.00±2.57ab
G5 30.70±4.93ab 3.65±0.85cd 10.82±2.46cde
2.3 5个苜蓿品种对2种色型豌豆蚜生殖力、繁殖期的影响
不同苜蓿品种上同一色型豌豆蚜的生殖力有显著差异。绿色型豌豆蚜在 AL上的生殖力最高(17.64),在
G5 上的生殖力最低(3.4),其在AL、RM上的生殖力显著高于在SW、G5 上的生殖力(犘<0.05);红色型豌豆蚜
在RM上的生殖力最高(24.22),在G5 上的生殖力最低(10.82),其在RM 上的生殖力显著高于AL、G5 上的生
殖力(犘<0.05)。2种色型豌豆蚜在同一苜蓿品种上的生殖力存在差异,红色型豌豆蚜在RM、SW、G3、G5 上的
生殖力均显著高于各绿色型(表3)。
733第22卷第6期 草业学报2013年
不同苜蓿品种上同一色型豌豆蚜的繁殖期存在显
图2 2种色型豌豆蚜在5个苜蓿品种上的内禀增长率
犉犻犵.2 犐狀狋狉犻狀狊犻犮犻狀犮狉犲犪狊犲狉犪狋犲狅犳狋狑狅犮狅犾狅狉犿狅狉狆犺狊狅犳
狆犲犪犪狆犺犻犱狊犃.狆犻狊狌犿狅狀犳犻狏犲犪犾犳犪犾犳犪犮狌犾狋犻狏犪狉狊
 
著差异。绿色型豌豆蚜在AL上的繁殖期最长(5.97
d),在G5 上的繁殖期最短(0.98d),其在SW、G3 上的
繁殖期显著低于其他苜蓿品种(犘<0.05);红色型豌
豆蚜在G3 上的繁殖期最长(6.55d),在G5 上的繁殖
期最短(3.65d)。2种色型豌豆蚜在同一苜蓿品种上
的繁殖期存在差异,红色型豌豆蚜在SW、G3、G5 的繁
殖期均显著长于绿色型(表3)。
2.4 5个苜蓿品种对2种色型豌豆蚜的内禀增长率
的影响
如图2所示,在不同苜蓿品种上同一色型豌豆蚜
中,绿色豌豆蚜在AL上的内禀增长率最高(0.11),在
G5 上最低(0.05);红色型豌豆蚜在RM上的内禀增长
率最高(0.15),在 G5 上最低(0.08),其中绿色型豌豆蚜的内禀增长率依次为 AL(0.11)>RM(0.10)>SW
(0.08)=G3(0.08)>G5(0.05);红色型豌豆蚜内禀增长率为RM(0.15)>SW(0.12)>AL(0.11)=G3(0.11)>
G5(0.08)。
由表4中得出,不同苜蓿上同一色型豌豆蚜中,绿色型豌豆蚜在 AL上的净生殖率(18.14)、周限增长率
(1.11)最高,在G5 上的净生殖率(4.15)、周限增长率(1.05)最低;红色型豌豆蚜在G5 上的净生殖率、周限增长
率最低,分别为9.84,1.08。种群加倍时间与内禀增长率相反。在不同苜蓿品种上同一色型豌豆蚜中,绿色豌豆
蚜在G5 上的种群加倍时间最长(5.69),在 AL上最短(2.86);红色型豌豆蚜在 G5 上的种群加倍时间最长
(3.90),在RM上的种群加倍时间最短(2.03)。
表4 2种色型豌豆蚜在5个苜蓿品种上的生物学特性
犜犪犫犾犲4 犅犻狅犾狅犵狔狅犳狋狑狅犮狅犾狅狉犿狅狉狆犺狊狅犳犪狆狋犲狉狅狌狊犃.狆犻狊狌犿狅狀犳犻狏犲犮狌犾狋犻狏犪狉狊
色型
Morphsofcolor
品种
Cultivars
净生殖率
Netreproductiverate(犚0)
平均世代周期
Generationtime(犜)
种群加倍时间
Populationdoublingtime(狋)
周限增长率
Infiniterateofincrease(λ)
绿色Green AL 18.14 11.96 2.86 1.11
RM 15.10 11.76 3.00 1.11
SW 8.32 11.06 3.62 1.09
G3 11.42 12.56 3.58 1.09
G5 4.15 11.69 5.69 1.05
红色Red AL 16.89 11.56 2.84 1.11
RM 25.17 12.75 2.03 1.16
SW 33.07 9.14 2.53 1.13
G3 21.84 11.90 2.67 1.12
G5 9.84 12.88 3.90 1.08
3 讨论
通过对2种色型豌豆蚜在5个苜蓿品种上的存活率、内禀增长率等进行研究,表明不同苜蓿品种对同一色型
豌豆蚜的抗生性不同,红色型豌豆蚜抗生性依次为G5>G3=AL>SW>RM,绿色型豌豆蚜抗生性为G5>G3=
SW>RM>AL;在同一苜蓿品种上不同色型豌豆蚜的抗性亦存在差异,RM对绿色型豌豆蚜的抗性高于红色型,
AL对红色型豌豆蚜抗性高于绿色型。由此得出,不同苜蓿品种对2种色型豌豆蚜的抗性是客观存在的,且不同
833 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.6
色型豌豆蚜生物学特性表现出明显的差异,形成2种体色生物型。Cartier等[17]曾报道鉴定豌豆蚜有9个生物
型,说明其有明显的生物型分化现象。
内禀增长率反映不同苜蓿品种抗性的强弱,适合作为评价、鉴定其抗性指标[1819]。研究结果表明,2种色型
豌豆蚜在G5 上的存活率、内禀增长率均较低,说明 G5 对不同色型豌豆蚜均具有一定抗性,此结论与武德功
等[1213]研究结果相似,本研究表明红色型豌豆蚜在G5 上内禀增长率为0.05,而武德功等[1213]研究其为0.237,
可能是由于苜蓿叶片在不同生长期营养存在差异。王森山等[18]研究表明,G5 对苜蓿斑蚜(犜犺犲狉犻狅犪狆犺犻狊狋狉犻犳狅犾犻犻)
具有较高的抗性。因此,综合以上结果说明,G5 对2种色型豌豆蚜及苜蓿斑蚜均具有较高的抗性,可用内禀增长
率作为指标将其选择为多抗性品种。同时研究得出,红色型豌豆蚜在SW、G3、G5 的生殖力、繁殖期均显著高于
绿色型,说明红色型豌豆蚜对苜蓿的持续危害能力较强。田间观测发现,红色型豌豆蚜出现时间晚、持续危害期
长,且种群数量呈逐年上升的趋势。因此,在培育抗虫育种过程中要加强对红色型豌豆蚜抗生性的选育。
由于材料及试虫不同而导致所测数据有所变化,因而利用生命表技术不能确定苜蓿对豌豆蚜抗生性的级别,
因此需进一步改进。本试验只测定了在苜蓿成株期2种色型豌豆蚜的生命参数指标,而苜蓿不同生长阶段对其
影响不同,在今后需进一步研究。另外,本试验在室内恒温条件下进行单叶饲养豌豆蚜,与自然环境有一定的差
距,可能会产生对其生长发育不利的因素,造成若蚜死亡率加大、生殖力下降等,需进一步进行田间试验。
参考文献:
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933第22卷第6期 草业学报2013年
犃狀狋犻犫犻狅狊犻狊狅犳犳犻狏犲犪犾犳犪犾犳犪犮狌犾狋犻狏犪狉狊狋狅狋狑狅犮狅犾狅狌狉犿狅狉狆犺狊狅犳犃犮狔狉狋犺狅狊犻狆犺狅狀狆犻狊狌犿
JINJuan1,2,LIANGJin1,2,HEChungui1,3
(1.ColegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China;
2.KeyLaboratoryofEcosystemMinistryofEducation,SinoUSCenterforGrazingland
EcosystemSustainability,Lanzhou730070,China;3.GansuProvincial
AcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Fivecultivarsofalfalfa(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)wereusedtoidentifytheirantibiosistotwocolourmorphs
ofthepeaaphid犃犮狔狉狋犺狅狊犻狆犺狅狀狆犻狊狌犿.Lifetableswereconstructedataconstanttemperatureof21-23℃,rel
ativehumidityof50%-70%,andiluminationtimeof14hperday.Theantibiosisofthesamealfalfaandof
differentalfalfacultivarstothetwocolourmorphsdiffered.Usingtheintrinsicrateofincrease(犚犿)asthein
dexofalfalfaresistancetotheaphid,theresistanceofRussian犕犲犱犻犮犪犵狅狏犪狉犻犪(RM)togreenaphidwasstron
gerthantothepinkaphidbuttheresistanceofAlgonquin(AL)tothepinkaphidwasstrongerthantothe
greenaphid,whileG5showedacertainresistancetobothcolourmorphs.Theorderofantibiosisofthediffer
entalfalfacultivarstopinkaphidwasRM<SW<AL=G3<G5,andtothegreenaphidwasAL<RM<SW=
G3<G5.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犃犮狔狉狋犺狅狊犻狆犺狅狀狆犻狊狌犿;犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪;lifetables;intrinsicrateofincrease(犚犿);colormorph
043 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.6