全 文 ：第 v{卷 第 t期
u s s u年 t 月
林 业 科 学
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在人工接种和自然感虫情况下美洲黑杨后代对桑天牛抗性的研究 3
胡建军 韩一凡
k中国林业科学研究院林业研究所 北京 tsss|tl
尹伟伦
k北京林业大学生物学院 北京 tsss{vl
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关键词 } 美洲黑杨 o桑天牛 o人工接种 o抗虫
收稿日期 }usss2tt2tz ∀
3 本项研究属中法先进研究计划/杨树抗虫及抗虫分子生物学特性0部分研究内容 o法国农业科学研究院 ⁄∞°„‘±˜∞ „‘⁄• ∞教
授 !ƒ„Œ∂ • ∞2• „°„‘× °¤·µ¬¦¬¤博士参加了本项研究 o河南焦作林科所赵自成提供试验昆虫 o江苏徐州沂沭泗水利管理局和沭阳水管所协
助研究 o在此一并感谢 ∀
ΟΝ ΡΕΣΙΣΤΑΝΧΕ ΟΦ ΠΡ ΟΓΕΝΙΕΣ ΟΦ ΠΟΠΥΛΥΣ ∆ΕΛΤΟΙ∆ΕΣ ΤΟ Α ΧΕΡΑΜΒΙΧΙ∆ΑΕ
ΒΟΡΕΡ }ΑΠΡΙΟΝΑ ΓΕΡ ΜΑΡΙ ΗΟΠΕ ΥΝ∆ΕΡ ΑΡΤΙΦΙΧΙΑΛ ΙΝΟΧΥΛΑΤΙΟΝ
ΑΝ∆ ΝΑΤΥΡΑΛ ΙΝΦΕΣΤΑΤΙΟΝ
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kΙΝΡΑ Υνιτε δε Ζοολογιε Φορεστιερε wxtys Αρδον Φρανχεl
Αβστραχτ } ׺² Ποπυλυσ δελτοιδεσ ¦¯²±¨ ¶k Πqδελτοιδεσ …¤µ·µq¦¯q−xxΠyx. ¤±§ Πqδελτοιδεσ …¤µ·µq¦¯q−uŽ∞‘{. lº¬·««¬ª«
µ¨¶¬¶·¤±¦¨ ·² Ανοπλοπηορα γλαβριπεννισ k• ¶¨¬¶·¤±·µ¤·¨ ¤µ¨ |y qty h o|z qvz h oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯l º¨ µ¨ ∏¶¨§¤¶³¤µ¨±·¶¤±§
¦µ²¶¶¨§¥¼ ¤µ·¬©¬¦¬¤¯ ¦²±·µ²¯¯¨ §³²¯ ¬¯±¤·¬²±ovz ¤°²±ª²©º«¬¦«ƒt ³µ²ª¨±¬¨¶º¨ µ¨ ³¯¤±·¨§¬± ≥«∏¼¤±ªo¬¤±ª¶∏³µ²√¬±¦¨ ¤±§
·¨¶·¨§©²µ¬±¶¨¦·µ¨¶¬¶·¤±¦¨ º¬·«·«¨ ¥²µ¨µ Απριονα γερµαρι ‹²³¨ q˜±§¨µ¤µ·¬©¬¦¬¤¯ ¬±²¦∏¯¤·¬²± ¤±§±¤·∏µ¤¯ ¬±©¨¶·¤·¬²± º¬·«
Απριονα γερµαρι ‹²³¨ o¶¬ª±¬©¬¦¤±·√¤µ¬¤·¬²±¶²©²√¬³²¶¬·¬²± ¤±§ ¤¯µ√¤¯ §¨ √¨ ²¯³°¨ ±·º¨ µ¨ ²¥¶¨µ√¨ §¥¨·º¨ ±¨ ³µ²ª¨ ±¬¨¶q…²·«
¤µ·¬©¬¦¬¤¯ ¬±²¦∏¯¤·¬²±¤±§±¤·∏µ¤¯ ¬±©¨¶·¤·¬²± ¤¯²º·«¨ ¦«¤µ¤¦·¨µ¬½¤·¬²± ²©³¯¤±·µ¨¶¬¶·¤±¦¨ ·²¬±¶¨¦·o¤¯·«²∏ª«¬±¶¨¦·¥¨«¤√¬²µ¤¯
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Κεψ ωορδσ} Ποπυλυσ δελτοιδεσo Απριονα γερµαρι ‹²³¨ o„µ·¬©¬¦¬¤¯ ¬±²¦∏¯¤·¬²±o• ¶¨¬¶·¤±¦¨ ·²¬±¶¨¦·¶
杨树k Ποπυλυ󶳳ql是我国主要造林和工业用材树种之一 o据统计我国杨树人工林面积达 yyy ≅
tsw«°uk王世绩 ot||xl ∀但杨树天牛危害十分猖獗 o其中光肩星天牛k Ανοπλοπηορα γλαβριπεννισl和黄斑星
天牛kΑνοπλοπηορα νοβιλισ Š¤±ª¯¥¤∏¨µl给我国/三北0防护林造成了毁灭性的灾害 ∀
桑天牛kΑπριονα γερµαρι ‹²³¨ l是又一重要杨树天牛 o在我国分布广 o除黑龙江 !内蒙古 !宁夏 !青海和
新疆外 o其它各省均有分布 o因其危害世代长k一般为 u¤t代 o有的地区甚至为 v¤t代l o危害林木种类
多 o对桑树k Μουρσ αλβα ql !构树k Βρουσσονετια παπψριφεραl !无花果k Φιχυσχαριχαl !山核桃k Χαρψα χατηαψενσισl
和毛白杨k Ποπυλυστοµεντοσαl危害尤为严重k萧刚柔 ot|{vl o迄今未有有效的防治措施 ∀
由于化学防治的费用巨大及对环境的污染 o采用抗性品种 !合理种植成为防治天牛的重要途径 ∀us
世纪 {s年代初分别从南斯拉夫和意大利引进了两个美洲黑杨k Πqδελτοιδεσl无性系 oxs号杨k Πqδελτοιδεσ
…¤µ·µq¦¯ q−xxΠyx. l和 vy号杨k Πqδελτοιδεσ …¤µ·µq¦¯ q−uŽ∞‘{. l o经引种试验对光肩星天牛抗虫率分别为
|y1ty h和 |z1vz h k张绮纹 ot||tl ∀为开展杨树抗虫育种和选育抗虫新品种 ot||x年以这两个美洲黑杨
无性系为亲本杂交获得 ƒt 代 o经人工接种光肩星天牛成虫 o发现后代具有高比例的高抗光肩星天牛个
体k胡建军 ot||{l ∀为培育抗桑天牛杨树品种积累经验 o本文通过这两个美洲黑杨无性系后代人工接种
桑天牛试验 o并结合自然感虫情况 o对美洲黑杨抗桑天牛变异规律进行了研究 ∀
2 材料与方法
t1t 试验材料 t||t年 o中国林科院林业研究所采用两个高抗光肩星天牛美洲黑杨k Πqδελτοιδσl无性
系 xs号杨k Πqδελτοιδεσ …¤µ·µq¦¯ q−xxΠyx. l和 vy号杨k Πqδελτοιδεσ …¤µ·µq¦¯ q−uŽ∞‘{. l为亲本 o通过人工控
制授粉 o获得 ƒt 代 ∀t||{2sw o在江苏徐州沭阳新沂河堤两侧营造试验比较林 o美洲黑杨无性系 ƒt 代有
vz个无性系参试 oy株小区一字排列 ow个重复 o各无性系排列随机化 ∀
试验昆虫为桑天牛成虫 ot||{2sz桑天牛刚羽化时 o捕自河南焦作市郊区 o运至沭阳 o途中给以桑树
新鲜枝条补充营养 ∀
t1u 试验方法 t||{2sz2uz o对第 ´区组无性系胸径为 t1u ∗ u1x¦°的 v株树进行树干套笼接种k胡建
军 ot||{l o笼直径 us¦°o长度 ys¦°o每个笼中放 t对桑天牛成虫 o为了桑天牛雌成虫卵巢发育正常 o产生
成熟卵 o补以构树枝条喂养k高瑞桐等 ot||w ~秦旦仁等 t||w ~汪永俊等 ot|{yl o隔天换放 ∀如笼中有成虫
死亡则进行补放 o直至 {月底 ∀
t||{2sw和 t|||2sw分别测量试验林的树高和胸径 ot||{2ts调查人工接种桑天牛刻槽产卵和幼虫发
育情况 ot|||2sx底 o调查人工接种植株桑天牛存活幼虫 !同一区组其它 v株和另 v个区组 y株树的桑天
牛自然感染情况 o并砍伐 y株感虫植株以观测桑天牛幼虫发育情况 ∀
数据处理采用数理统计软件 ≥³¶¶ts1s ©²µº¬±§²º¶∀
2 结果与分析
文献报道 o在江苏桑天牛 u¤发生 t代k萧刚柔 ot|{vl ∀本试验通过伐树测量桑天牛幼虫虫龄可得
到确定 ∀到 t|||2sz桑天牛幼虫为 u ∗ v龄 o在树干内的蛀道达 v° o预计这些幼虫将于 usss年春化蛹 o
夏季羽化出来 ∀
u1t 在人工接种情况下 o美洲黑杨杂交后代对桑天牛抗性的变异 经方差分析 o各无性系间桑天牛刻
槽差异不显著k Φkvy ozwl € s1|zw ~Π€ s1xuvlk图 tl o说明在人工接种情况下 o桑天牛雌成虫被迫产卵 o没有
选择性 o不受树木基因型影响 ~并且 o桑天牛雌成虫产卵与树木直径无显著的关系k Ё s1{t|l o桑天牛
这种习性与在自然界自由选择产卵习性不同 o在自然界桑天牛成虫喜好在主干上部 t ∗ v1x¦°的分枝处
产卵 ∀
图 t 在人工接种情况下 o美洲黑杨杂交后代桑天牛刻槽及幼虫发育变异
ƒ¬ªqt ∂¤µ¬¤·¬²±¬± Αqγερµαρι ²√¬³²¶±²q²©±¬§∏¶¶¬·¬²± ¤±§±²q²© ¤¯µ√¤¨ ²±
³µ²ª¨±¬¨¶²© Πqδελτοιδεσ∏±§¨µ¤µ·¬©¬¦¬¤¯ ¬±²¦∏¯¤·¬²±
τ 刻槽数 ‘²q²©±¬§∏¶~ υ幼虫数 ‘²q²© ¤¯µ√¤¨ kt||{2tsl ~ υ 幼虫数 ‘²q²© ¤¯µ√¤¨ kt|||2szl q
美洲黑杨杂交后代无性系间的孵化幼虫数kt||{2tsl和 t¤后的发育幼虫数kt|||2szl显著不同
xyt 第 t期 胡建军等 }在人工接种和自然感虫情况下美洲黑杨后代对桑天牛抗性的研究
kΦkvy ozwl € t qzwu oΠ€ s qsuu ~Φkvy ozwl € t q{xw oΠ€ s qstu{l o但不受树木的胸径和高度的影响 o结果过去的
研究结果相同k胡建军 ot||{l ∀
由图 t可知 o桑天牛卵未能在 tu个无性系孵化而侵害树干 ~而 t¤后除 {个无性系的天牛幼虫停止
发育死亡外 o另 tz个无性系的天牛幼虫得以发育 o无性系间这些性状显著地说明了无性系间基因型的
差异是影响桑天牛幼虫侵害和发育的主要原因 ∀
u1u 在自然感虫的情况下 o美洲黑杨杂交后代对桑天牛抗性的变异 在自然感虫的情况下 o无性系间
桑天牛刻槽数有显著的差异k Φkvy owzsl € u1ytt oΠ€ s1ssstl o说明桑天牛雌虫刻槽产卵具有选择性 o虽然
危害了所有的无性系 o但受树木基因型的影响k图 ul ∀桑天牛幼虫发育在无性系间显著不同k Φkvy owzsl €
u1v{u ~Π€ s1ssstl o然而所有的无性系都被桑天牛幼虫侵害 ∀
图 u 在自然感虫情况下 o美洲黑杨杂交后代桑天牛刻槽及幼虫发育变异
ƒ¬ªqu ∂¤µ¬¤·¬²±¬± Αqγερµαρι ±²q²©±¬§∏¶¤±§±²q²© ¤¯µ√¤¨
§¨ √¨ ²¯³°¨ ±·²± ³µ²ª¨±¬¨¶²© Πqδελτοιδεσ∏±§¨µ±¤·∏µ¤¯ ¬±©¨¶·¤·¬²±
τ 刻槽数 ‘²q²©±¬§∏¶~ υ 幼虫数 ‘²q²© ¤¯µ√¤¨ q

方差分析表明 o桑天牛刻槽和幼虫发育在区组间差异均极显著k Φku owzsl € u|1{{t oΠ€ s1ssst ~Φku owzsl
€ t{1vsx oΠ€ s1ssstl o在无性系 ≅区组间交互作用也显著 ∀造成这种情形的部分原因归于林下灌木紫
穗槐kΑµορπηα φρυτιχοσαl为桑天牛提供了适宜的栖息 !侵害树木的环境 ∀而且 o在试验林中分布有构树
k Βρουσσονετια παπψριφεραl成为桑天牛补充营养的主要来源 o是导致森中桑天牛虫口密度比较大的主要原因 ∀
u1v 人工接种与自然感虫的比较 经 τ检验 o人工接种桑天牛刻槽显著高于自然侵染kτ € ts1svy oΠ
s1ssstl o说明桑天牛雌成虫在人工接种情况下刻槽产卵能力比较强 o但幼虫发育显著地低于自然侵染
kτ € p y1u{{ oΠ s1ssstl o并且平均每株树上发育幼虫大都为 t头 o很少为 u头 o原因可能是桑天牛幼
虫之间具有竞争性 ∀我们观察到在自然感虫的情况下 o桑天牛相对喜好在主干上部 t ∗ v1x¦°的分枝处
刻槽产卵 ∀由于人工接种在主干上 o因此我们认为本次人工接种部位不适合桑天牛刻槽产卵和幼虫发
育 o需要改进人工接种方法 o选择树干上部或侧枝部位套笼 ∀
计算每个系号的感虫率 o美洲黑杨杂交后代无性系间感虫率显著不同k Φ€ t1xyt ~Π€ s1swtlk图
vl o感虫率变化范围为 ux h ∗ z|1u h o说明美洲黑杨杂交后代对桑天牛的抗虫性具有较大的变异 ∀
3 结 论
本研究表明人工接虫和自然感染是鉴定植物抗性两种不同方法 o在这两种方法中 o桑天牛成虫具有
不同的刻槽产卵习性 ∀在人工接种情况下 o桑天牛成虫获得充足的补充营养来源 o产卵数量高于在自然
情况下的产卵量 o由于桑天牛被迫刻槽产卵 o无选择性 o不同于在自然界自由选择的习性 ∀
植物抗虫性的基础包括生物化学基础和形态学基础两大类k周明爿羊 ot||ul o植物体中一些化学物质
yyt 林 业 科 学 v{卷
图 v 美洲黑杨杂交后代桑天牛感染率
ƒ¬ªqv Πqδελτοιδεσ³µ²ª¨±¬¨¶¶∏¶¦¨³·¬¥¬¯¬·¼·² Αqγερµαρι k׫¨ ©¬±¨ √¨ µ·¬¦¤¯ ¥¤µ¶µ¨³µ¨¶¨±··«¨ ¶·¤±§¤µ§ µ¨µ²µ©²µ ¤¨¦«¦¯²±¨ l

对特定昆虫具有毒副作用 o某些次生代谢产物如酚类物质在植物防御害虫侵害中发挥重要作用k孙丽
艳 ot||x ~„∏ª∏¶·¬±ot||vl ∀在人工接种情况下 o由于天牛被迫刻槽产卵 o植物不能发挥形态基础的抗虫
性 o植物的防御主要是基于生物化学基础 ∀在自然感染情况下 o天牛刻槽产卵具有选择性 o植物形态学
上的抗虫性发挥重要作用 o植物一些次生代谢物也影响昆虫侵害寄主k王琛柱 ot||vl ∀
因桑天牛喜在 t ∗ t1x¦°的杨树侧枝刻槽产卵 o所以在今后人工接种桑天牛应选择树干上部或侧枝
部位套笼 ∀
无论是人工接种还是自然感染 o桑天牛幼虫在美洲黑杨后代不同无性系上发育都具有显著差异 o说
明美洲黑杨杂交后代无性系抗天牛性具有差异 ∀由于未调查桑天牛一个完整的生活史 o需继续对不同
无性系桑天牛羽化差异进行研究 o从而筛选抗虫无性系 ∀
参 考 文 献
高瑞桐 o刘传银 o卢永农等 q桑天牛喜以构树 !桑树为补充营养的原因及其应用的初步研究 q林业科学 ot||w ovskwl }vzy ∗ v{s
胡建军 o赵自成 o苗世龙等 q杨树人工接虫方法的研究 q林业科学研究 ot||{ ottkyl }xzw ∗ x{s
秦旦仁 o郭同斌 o蒋富荣等 q桑天牛卵巢发育与补充营养关系的研究 q南京林业大学学报 ot||w ot{kvl }wy ∗ w|
孙丽艳 o韩一凡 q对云斑天牛有不同抗性的杨树品种中化学物质的分析 q林业科学 ot||x ovtkwl }vv{ ∗ vwx
汪永俊 o张继林 o秦旦仁等 q桑天牛发生与补充营养关系的初步研究 q江苏林业科技 ot|{y oktl }vu ∗ vw
王琛柱 o张青文 o杨奇华等 q植物抗虫性的化学物质基础 q植物保护 ot||v okyl }v| ∗ wt
王世绩 主编 q杨树研究进展 q北京 }中国林业出版社 ot||x ot ∗ u
萧刚柔主编 q中国森林昆虫 q北京 }中国林业出版社 ot||x owyt ∗ wyv
张绮纹 q国外杨树引种的进展 q见 }中国林业科学研究院林业研究所育种二室 q杨树遗传改良 q北京 }北京农业大学出版社 ot||t ot{u ∗ t{z
周明爿羊 q作物抗虫性原理及应用 q北京 }北京农业大学出版社 ot||u
„∏ª∏¶·¬± ≥ o≤²∏µ·¬± ≤ ¤±§ ⁄¨ ³¯«¤±´ ∏¨ „ q°²³¯¤µ¦¯²±¨ ¶ ©¨©¨¦·²± §¨ √¨ ²¯³° ±¨·o°²µ·¤¯¬·¼ ¤±§©¨¦∏±§¬·¼ ²© Χηρψσοµελα k Μελασοµαl ποπυλι q¤±§ Χηρψ2
σοµελα τρεµυλαε ƒ qk ΧολqΧηρψσοµελιδαεl qq„³³¯ q∞±·qot||v ottyktl }v| ∗ w|
zyt 第 t期 胡建军等 }在人工接种和自然感虫情况下美洲黑杨后代对桑天牛抗性的研究