全 文 ： 山西省科技攻关项目（９８１００２ 、０２１００３ 和 ２００６０３１００１０２）资助
收稿日期 ：２００４１１２２ 改回日期 ：２００５０２１４
小麦形态特征及籽粒内含物与抗麦红吸浆虫关系的研究
马爱平 史忠良 谢福来 仇松英 朱晋云
（山西省农业科学院小麦研究所 临汾 ０４１０００）
摘 要 １９９９ ～ ２００４年在山西省临汾市利用麦红吸浆虫圃对 １０个不同抗性品种的籽粒实际损失率 、形态特征及
籽粒内含物进行研究 ，明确了不同抗麦红吸浆虫小麦品种的主要数量性状和质量性状及籽粒实际损失率的差异 。
籽粒生化物测定表明 ，酚类 、单宁和可溶性糖类是小麦抗麦红吸浆虫的重要次生代谢物 ，而酚类物质尤为重要 。该
项研究为抗麦红吸浆虫小麦新品种的选育与应用提供了重要抗性指标 。
关键词 冬小麦 麦红吸浆虫 籽粒实际损失率 形态特征 生化物质
Studies on relationship between wheat morphological character as well as grain contents and wheat midge resistance ．MA
AiPing ，SHI ZhongLiang ，XIE FuLai ，QIU SongYing ，ZHU JinYun （Wheat Research Institute ，Shanxi Academy
of Agricultural Sciences ，Linfen ０４１０００ ，China） ，CJEA ，２００６ ，１４（４） ：１６８ ～ １７０
Abstract Actual loss rate of grain weight ，morphological character and grain contents of ten resistant varieties were stud
ied in wheat midge garden in Linfen ，Shanxi Province from １９９９ to ２００４ ． The results figure out the main quantitative
characters ，qualitative characters and actual loss rate of grain weight of varieties with different wheat midge resistances ．
The analyzing results on grain biochemical matters show that phenols ， tannins and soluble sugar are major secondary
metabolic products relating to the wheat midge resistance ，and phenols are particularly important ．The study has provided
important parameters in selective breeding and application of new varieties of wheat with midge resistance ．
Key words Winter wheat ， Sitodiplossis mosellana Gehin ，Actual loss rate of grain weight ，Morphological character ，
Biochemical matter
（Received Nov ．２２ ，２００４ ； revised Feb ．１４ ，２００５）
麦红吸浆虫（ Sitodiplossis mosellana Gehin）是黄淮河流域水地冬小麦的一种主要害虫 ，有关小麦对麦红
吸浆虫的抗性机制研究 ，国外 Basedow 等作过初步研究［８ ～ ９］ ，认为抗性的主要原因是寄主生育期逃避 。 国
内丁红建 、孙四台和赵志立等在麦穗形态学 、生化方面进行了初步研究［１ ～ ３］ ，探明生化抗性同早期小麦籽粒
中单宁和氨基酸的含量有关 。以往研究主要以麦穗吸浆虫数量多少为抗性标准 ，研究其形态 、生化抗性机
制 。但有研究发现 ，个别品种麦穗吸浆虫数量多 ，并不一定对籽粒有较大损失 ，而麦穗吸浆虫数量少的品种
籽粒损失却较大［４］ 。本研究以籽粒实际损失率大小为抗性标准 ，开展了形态特征（质量 、数量性状）及生化
物质方面（单宁 、可溶性糖和总酚含量）的抗性机制研究 ，为抗麦红吸浆虫品种选育提供理论依据 。
1 试验材料与方法
试验于 １９９９ ～ ２００４年在山西省农业科学院小麦研究所水地试验田进行 。 试验选用该所培育的不同类
型水地小麦品种共 １０份材料 ，其中高抗品种（HR）３份 ，为“抗虫 ９６４２８５” 、“晋麦 ３１ 号” 、“晋麦 ３２ 号” ；中抗
品种（MR）２份 ，为“晋麦 ６５号” 、“临远 ９５５１８６” ；中感品种（MS）２ 份 ，为“临汾 ７０１２” 、“临远 ９５５２９４” ；高感
品种（HS）３份 ，为“临远 ９３４８６９” 、“晋麦 ６０ 号” 、“临汾 ６１５４” 。用 ８０目尼龙网罩建立 １５０m２ 的虫圃 １个 ，虫
口密度为 ６０ ～ ８０头／１０m３ ，当虫圃内虫口密度下降时 ，及时从外源补充虫口 。 每年 ４ 月 ２５ 日虫圃罩尼龙网
纱 ，５月 ２８ 日揭去尼龙网罩 。 每年在虫圃内收获时对每个样品品种各取 １０ 穗 ，室内分离被害粒与未被害
粒 ，利用 D值法测算出各品种的籽粒实际损失率［４］ 。
D（籽粒实际损失率 ，％ ） ＝ ［（为害总粒数 ×健粒每粒重） －为害粒总重］／（被查总粒数 ×健粒每粒重） × １００ ％ （１）
２００２ 、２００３年对参试品种挂牌 ，统计株高 、穗长 、小穗数 、小花数 、小穗宽度（测量第一小花外颖尖端与第
第 １４卷第 ４期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１４ No ．４
２ ０ ０ ６年 １ ０月 Chinese Journal of EcoAgriculture Oct ．， ２００６
二小花外颖尖端之间的距离） 、小穗高度 、旗叶长 、宽等 ；在小麦齐穗期记载茎叶腊质 、颖壳蜡质 、颖壳被毛 、
颖壳硬度 、颖壳厚度 、颖壳护颖比外颖 、旗叶长向等 。 在 １９９９ 年 ５ 月 １７ 日和 ２００２ 年 ５ 月 ２０ 日对虫圃内的
参试品种取样 ，每品种取 ３０ ～ ５０穗剥粒 。将样品分为 ３个级别 ：未受害穗粒 ，用 S 表示 ；未受害粒 ，即受害穗
上的未被害粒 ，用 U 表示 ；受害粒 ，即受害穗上的被害粒 ，用 D表示 。各样品置于指形管 ，在 ４ ℃ 下保存用于
总酚 、单宁 、可溶性糖含量的测定 。总酚含量用 Folin酚试剂法测定［５］ ，含量以 mg／g干重计 。 单宁含量用国
际枟高粱单宁含量的测定方法枠（GB／T１５６８６１９９５）测定［６］ ，含量以 mg／mg计 。可溶性糖含量用糖度计（阿贝
折射仪）测定［７］ ，含量以 mg／mg计 。
2 结果与分析
21 不同抗性品种的籽粒实际损失率差异
对 １０个小麦品种 ６年田间鉴定结果表明 ，不同抗性品种的籽粒实际损失率（ D 值）存在较大差异 ，高抗
品种“抗虫 ９６４２８５” 、“晋麦 ３１号” 、“晋麦 ３２ 号”分别为 ０９７ ％ 、１６８ ％ 和 １９４ ％ ，中抗品种“晋麦 ６５ 号” 、
“临远 ９５５１８６”分别为 ２３７ ％和 ５４４ ％ ，中感品种“临汾 ７０１２” 、“临远 ９５５２９４”分别为 ７０２ ％ 和 ９３０ ％ ，高
感品种“临远 ９３４８６９” 、“晋麦 ６０号” 、“临汾 ６１５４”分别为 １０２０ ％ 、１０４０ ％和 １９７５ ％ 。
22 小麦形态特征的主要数量性
状对抗麦红吸浆虫的影响
从调查的 １３个性状看 ，小麦形
态特征的主要数量性状较好地反映
了不同品种对麦红吸浆虫的抗性 ，
１３ 个性状中有 ８ 个性状在不同抗
性品种之间存在显著差异 ，５ 个性
状不存在显著差异 。表现有显著差
异性状的有植株高 、小穗密度（小穗
数／穗长） 、旗叶宽 、小花数 、小穗宽 、
内颖尖露出数 、内颖尖露出弧口宽
和内颖尖隐伏数 ，是抗麦红吸浆虫
的主要表现性状 ，可作为抗麦红吸
浆虫品种选育的抗性指标 。 旗叶
长 、小穗高 、内颖尖露出抱合处宽 、
内颖尖隐伏抱合处宽及内颖尖隐伏
弧口宽表现性状在各抗性品种间差
异不明显（见表 １） 。
表 1 小麦形态特征的主要数量性状与抗麦红吸浆虫的关系（2002 ～ 2003年）
Tab ．１ Relationships between main quantitative characters of
wheat and its resistance to the wheat midge in ２００２ and ２００３
项 目
I tems
高抗品种
High
resistance
varieties
中抗品种
Middle
resistance
varieties
中感品种
Middle
susceptibilit y
varieties
高感品种
High
susceptibilit y
varieties
株 高／cm ８６９０aA ７２６０bB ７３００bB ７４４０bB
小穗密度／个·cm － １ ２４５abAB ２４７aA ２４４bB ２３５cC
旗 叶 长／cm ２４１０aA ２２３０aA ２３９０aA ２３００aA
旗 叶 宽／cm １８９bB ２３０aA １９４bAB ２１０bAB
小 花 数／个 ５３３０bA ５６５０abA ６２２０aA ５５７０abA
小 穗 高／cm １４１aA １４１aA １４７aA １４０aA
小 穗 宽／mm ９０５bB ９５６bAB １０６０aA ９６２bAB
内颖尖露出数／个 ８００abA １４００aA １２５０aA ２７５bA
内颖尖露出抱合处宽／mm ３６７aA ３３５aA ３２０aA －
内颖尖露出弧口宽／mm ２３０aA ２２５aA １７０bB －
内颖尖隐伏数／个 ３２３０bAB ２９００bcB ２４００cB ３９０aA
内颖尖隐伏抱合处宽／mm ３６０aA ３８０aA ３６０aA ３５５aA
内颖尖隐伏弧口宽／mm ２３３aA ２５０aA １９０aA ２１５aA
表中不同大 、小写字母分别表示差异达极显著（ P ＜ ００１）和显著（ P ＜ ００５）水平 。
表 2 小麦形态特征的主要质量性状与抗麦
红吸浆虫的关系（2002 ～ 2003年）
Tab ．２ Relationships between main qualitative characters of
wheat and its resistance to the wheat midge in ２００２ and ２００３
项 目
I tems
高抗品种
High
resistance
varieties
中抗品种
Middle
resistance
varieties
中感品种
Middle
susceptibilit y
varieties
高感品种
High
susceptibility
varieties
茎 叶 腊 质 重 轻 轻 轻
颖 壳 蜡 质 重 轻 轻 轻
颖 壳 被 毛 有 有 无 轻
颖 壳 硬 度 硬 中 软 中
颖 壳 厚 度 厚 中 薄 中
颖壳护颖比外颖 短 短 短 短
旗 叶 长 向 中 中 上举 上举
23 小麦形态特征的主要质量性状对
抗麦红吸浆虫的影响
由表 ２ 可知 ，小麦形态特征的主要
质量性状较好地反映了不同品种对麦
红吸浆虫的抗性 。 抗虫品种的茎 、叶和
颖壳蜡质重 ，而感虫品种蜡质较轻 ；抗
虫品种颖壳有被毛且硬而厚 ，感虫品种
颖壳无被毛且软而薄 。 抗虫品种的颖
壳硬而厚对吸浆虫的吸食 、产卵起到了
阻碍作用 。
24 籽粒生化物对抗麦红吸浆虫的影响
总酚含量与品种抗虫性的关系 。不同抗性品种间受害粒总酚含量差异极显著 。 不同抗性品种的总酚
含量大小依次为高抗品种 ＞ 中抗品种 ＞中感品种 ＞ 高感品种 。 其中中抗品种和感虫品种间差异不显著 ；不
同抗性品种间未受害穗粒和未受害粒的总酚含量均较低 ，而且各品种间差异较小 ；从 ２D／（S ＋ U）值可以看
第 ４期 马爱平等 ：小麦形态特征及籽粒内含物与抗麦红吸浆虫关系的研究 １６９
出 ，小麦中的酚类物质对吸浆虫存在着诱导抗性 ，抗性级别愈高诱导效应就愈大 ，反之 ，则愈小（见表 ３） 。 单
宁含量与品种抗虫性的关系 。单宁是小麦抗吸浆虫的生化因子 。 由表 ３ 可知 ，不同抗性品种间未受害穗粒
和未受害粒单宁含量差异不显著 。不同抗级品种间受害粒单宁含量差异极显著 。 其中 ，高抗品种单宁含量
极显著高于其他抗级品种 ，而中抗 、中感 、高感品种间差异不显著 。 单宁也存在着诱导抗性 ，但在高抗品种
中诱导效应极为显著 。中抗 、中感 、高感品种之间差异不大 。 可溶性糖含量与品种抗虫性的关系 。 品种间
未受害穗粒和未受害粒可溶性糖含量差异不显著 ，籽粒受害后高抗品种可溶性糖含量显著增加 ，其他抗级
间差异不显著 。可溶性糖也存在诱导效应 ，但其诱导效应不大 ，在中抗 、中感与高感之间的诱导效应几乎相
同 ，吸浆虫为害后可诱导高抗品种可溶性糖含量急剧增高 。各抗级之间诱导抗性差异不大（见表 ３） 。
表 3 不同抗性品种灌浆初期吸浆虫为害前后生化物含量的测定结果（１９９９年 ，２００２年）
Tab ．３ Assay results of biochemical matter content before and after wheat midge occurrence in early filling stage of
different resistance varieties in １９９９ and ２００２
处 理
T reatments
总酚含量／mg·g － １
Total phenol content
单宁含量／mg·mg － １
Tannin content
可溶性糖含量／mg·mg － １
Soluble sugar content
高抗
品种
High
resistance
varieties
中抗
品种
Middle
resistance
varieties
中感
品种
Middle
susceptibilit y
varieties
高感
品种
High
susceptibilit y
varieties
高抗
品种
High
resistance
varieties
中抗
品种
Middle
resistance
varieties
中感
品种
Middle
susceptibilit y
varieties
高感
品种
High
susceptibility
varieties
高抗
品种
High
resistance
varieties
中抗
品种
Middle
resistance
varieties
中感
品种
Middle
susceptibility
varieties
高感
品种
High
susceptibility
varieties
未害穗粒（S） ３１１８ １８９５ ４３６３ ３９１２ ０３２１ ０６７２ ０４４０ ０２８５ １７８１ １６３５ ２２９１ １６８８
未受害粒（U） ３９５７ ２４８８ １１７１ １４６１ ０３２３ ０１９２ １１４９ ０１４２ １５５６ １２８５ ７３５ １４４９
受害粒（D） １９３６６ １１０４９ １０９４７ ７９９９ ３９０ ０５８ ０９０ １０３ ４４９１ ２９４１ ３３７０ ２９７８
２D／（S ＋ U） ５４７ ５０４ ３９６ ２９６ １２１４ １３５ １１３ ４８４ ２６９ ２０１ ２２３ １８９
表中 、 分别达 ００５ 和 ００１ 显著水平 。
3 小结与讨论
与以往以麦穗吸浆虫数量多少为抗性标准相比 ，籽粒实际损失率能更好地反映不同品种之间的抗性差
异 ，籽粒实际损失率小 ，抗性强 ；籽粒实际损失率大 ，则抗性弱 。 “籽粒实际损失率”也可作为抗麦红吸浆虫
品种选育的抗性指标 。 本研究所得抗麦红吸浆虫品种主要数量性状植株高 、小穗密度大和内颖尖露出的弧
口宽与赵志立等研究相一致 ；但赵志立等认为旗叶长而窄有利于抗虫［３］ ，本项研究却认为旗叶长与品种的
抗虫性无关 ，旗叶宽则有利于抗虫 。抗虫品种的质量性状主要表现在植株茎 、叶和颖壳被蜡质程度重 ，有被
毛 ，抗虫品种的颖壳硬而厚 ，这与他人研究结果相一致 。 在生化物质测定方面 ，前人只对单宁和氨基酸含量
进行了研究 ，而本研究在前人研究的基础上对生化物质总酚含量和可溶性糖含量进行了研究 。 研究表明总
酚含量在小麦受害后剧增 ，高抗品种所增幅度最大 ，随之依次递减 ，因此利用酚类物质的诱导效应可以衡量
１个品种的抗性即可作为 １个抗性指标 。单宁类物质只在高抗品种中存在诱导抗性且比较显著 ，利用单宁
物质只能测定高抗品种 ，这与丁红键等研究结果相似 ；可溶性糖类物质与单宁类物质表现类似 。 有关单宁
与可溶性糖含量作为生化抗性指标还有待于进一步研究 。 本研究提出的抗性指标经在本单位应用 ，先后选
育出“抗虫 １０号” 、“抗虫 １１号”和“抗虫 １５号”新品系 。在 ２００４年晋南水地小麦红吸浆虫大发生年份 ，３ 个
抗麦红吸浆虫新品系均较常规小麦品种增产 １５ ％ ～ ２０ ％ ，其抗性得到了很好验证 ，其中“抗虫 １１ 号”已通过
山西省南部中水肥区试 。
参 考 文 献
１ 丁红建 ，郭予元 ．小麦籽粒内含物及组织学结构与抗吸浆虫关系的研究 ．中国农业科学 ，１９９３ ，２６（１） ：５６ ～ ６２
２ 孙四台 ，倪汉祥 ，丁红建等 ．小麦对麦红吸浆虫生化抗性机制的研究 ．中国农业科学 ，１９９８ ，３１（２） ：２１ ～ ２９
３ 赵志立 ，许钢垣 ，李生海著 ．遗传育种学 ．北京 ：中国农业出版社 ，１９９４ ．２９２ ～ ２９６
４ 史忠良 ，仇松英 ，马爱平等 ．小麦抗麦红吸浆虫田间筛选技术及方法应用研究 ．麦类作物 ，１９９９ ，１９（３） ：２９ ～ ３２
５ 北京大学生物系生化教研室 ．生物化学实验指导 ．北京 ：中国高等教育出版社 ，１９７９
６ 国家技术监察局 ．高粱中单宁含量的测定 ．GB／ T１５６８６ － １９９５
７ 袁玉荪 ，朱婉华 ，陈钧辉 ．生物化学实验 ．北京 ：高等教育出版社 ，１９９５
８ Basedow T ． Susceptibilit y of different spring w heat varieties to infestation by the t w o w heat blossom midge species ． Environmental Protec
tion ， １９７７ ， ５０ ：１２９ ～ １３１
９ Wright A ． T ．， Doane J ．Wheat midge infestation of spring cereals in northeastern Saskatchewan ． Can ． J ． Plant ． Sci ．， １９８７ ， ６７ ：１１７
１７０ 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １４卷