甘蔗品种生长中后期对螟虫抗性综合评价

林兆里

甘蔗品种生长中后期对螟虫抗性综合评价

林兆里

(福建农林大学国家甘蔗产业技术研发中心，福州350002)

采用螟虫自然侵染的方法，以螟害节率为甘蔗生长中后期抗螟性指标，分析19个甘蔗品种（系）在新植和宿根条件下对螟虫的抗性。结果表明：在该试验地，黄螟是甘蔗生长中后期的优势种，条螟次之，二点螟最少。3种螟虫的抗螟性指标均在19个甘蔗品种（系）间存在显著差异，甘蔗品种（系）对3种螟虫的抗性均存在显著的基因型效应。甘蔗品种（系）对黄螟和二点螟的抗性还存在显著的植期效应、植期和基因型互作效应，其中植期对黄螟和二点螟的种群数量影响最大。3种螟虫的抗螟性指标均在两个植期间显著正相关，但同一植期内3种螟虫的抗螟性指标间相关性不显著。综合评价各甘蔗品种（系）对3种螟虫的抗性水平，柳城05-136、云蔗03-258、粤甘42号和桂糖30号在供试甘蔗品种（系）中对3种螟虫均表现出较高抗性。

甘蔗品种；螟虫；抗性；评价

甘蔗螟虫是甘蔗生产上最重要的害虫之一，其中以黄螟Argyroploce schistaceana(Snellen)、条螟Proceras venosatus(Walker)和二点螟Chilo infuscatellus Snellen在我国蔗区分布最广泛，危害最严重[1-3]。在甘蔗整个生长期均可见到螟虫为害，在苗期为害生长点造成枯心苗，导致有效茎数减少，降低产量；在生长中后期为害蔗茎造成螟蛀节，形成蔗茎机械性损伤且易于病菌侵入，不仅造成甘蔗产量下降和蔗糖分降低，而且严重影响蔗汁品质[2，4-6]。近年来，受蔗种频繁调运、甘蔗植期多样化、长期连作和螟虫抗药性等[7-8]因素影响，甘蔗螟虫的发生规模及为害程度逐年加剧，已成为制约甘蔗产业可持续发展的瓶颈之一。

现阶段，使用化学杀虫剂结合栽培管理仍是我国甘蔗螟虫综合防控的主要措施。在甘蔗苗期，甘蔗螟虫种类较为单一且发生时期也相对集中，通过合理化学药剂防控可有效降低甘蔗螟虫为害。但在甘蔗生长中后期，受甘蔗生长期较长、多种螟虫混合为害、世代重叠现象严重等因素影响，常规的化学防治方法难以持续、有效控制螟虫种群数量。近年来抗螟性甘蔗品种的利用与推广已成为甘蔗生长中后期螟虫综合防控的重要手段之一，在不需要额外投入的条件下，就能显著提升甘蔗抗螟性水平、降低螟虫的种群数量，具有长效、经济和环保等特点[9-10]。正确的抗性鉴定方法是抗螟性品种应用的前提[11-12]，部分学者[8，13-14]已对生长中后期甘蔗对二点螟和条螟的抗性进行了研究，但仅对各个螟虫单独进行评价，而田间存在多种螟虫混合为害的现象，甘蔗品种（系）对多种螟虫的抗性综合评价还未见报道。我国甘蔗产区地域辽阔，甘蔗螟虫多样性，筛选对多种螟虫具有抗性的甘蔗品种不仅有助于抗螟性品种的推广应用，而且有利于探究甘蔗品种（系）对多种螟虫的共同抗性机制。本试验在田间自然侵染条件下，以螟害节率作为甘蔗生长中后期抗螟性指标，分析不同种类螟虫抗性间的相关性及供试甘蔗品种（系）对多种螟虫的综合抗性。

1　材料与方法

1.1试验材料

供试甘蔗品种(系)：国家甘蔗产业技术体系第3、4轮集成示范品种（系），1.柳城03-1137、2.柳城05-136、3.云蔗99-596、4.云蔗01-1413、5.云蔗03-258、6.云蔗05-49、7.福农07-0335、8.福农07-1110、9.福农38号、10.福农40号、11.粤甘24号、12.粤甘39号、13.粤甘42号、14.粤糖60号、15.桂糖29号、16.桂糖30号、17.桂糖31号、18.桂糖32号，19.新台糖22号（CK），共18个甘蔗品种（系）和1个生产对照种。供试甘蔗品种（系）分别由广西柳城县甘蔗研究中心、云南省农业科学院甘蔗研究所、福建农林大学甘蔗综合研究所、广州甘蔗糖业研究所和广西农业科学院甘蔗研究所提供。

1.2试验方法

1.2.1试验地概况试验地位于广东省湛江市遂溪县北坡镇，地处我国甘蔗主产区之一的粤西蔗区，土壤类型为砂壤土，属亚热带气候。该地区蔗田以旱坡地为主，甘蔗螟虫周年发生，多种螟虫混合为害。

1.2.2试验设计供试甘蔗品种（系）于2013年新植，2014年宿根。19个供试品种（系），每个品种（系）3次重复，每次重复3行区，随机区组排列。每行区行长10m，行距1.3m，面积39m2，边缘设保护行。新植处理：2013年2月种植，2013年4月小培土，2013年5月大培土。宿根处理：于新植甘蔗砍收后进行宿根管理，2014年1月破垄，2014年5月小培土。新植和宿根处理均在种植、破垄和小培土时施用3.6%加强型杀虫双颗粒剂75 kg/hm2（福建泰禾农大生化有限公司生产）防治螟虫，其他农事操作按当地常规栽培进行。

1.2.3抗螟性指标调查在田间螟虫自然侵害条件下，以螟害节率为抗螟性指标在甘蔗收获前对新植和宿根甘蔗的螟虫为害情况进行调查。每个小区随机选择1个点，沿畦长连续调查15株蔗茎。统计每株甘蔗的总节间数，根据钻蛀孔形态特征[15-16]结合蔗茎纵剖后蛀道为害状，辨别为害甘蔗的螟虫种类并分别统计各螟虫的螟害节数，计算各螟虫的螟害节率。计算公式如下：螟害节率(%)=螟害节数/总节间数×100%。

1.3数据统计与分析

数据采用SPSS（Statistical Package for the Social Science）19.0进行统计分析。采用Duncan’s新复极差法对同一植期内不同种类螟虫的抗螟性指标进行方差分析，采用Pearson相关性分析法对不同种类螟虫的抗螟性指标进行相关性分析；采用一般线性模型分析植期和品种互作效应对抗螟性指标的影响；采用Z-score法以欧式距离平方作为品种间距离，采用组间连接的聚类方法对品种（系）对螟虫抗性进行系统聚类。

表1　不同植期甘蔗生长中后期抗螟性指标

表2　甘蔗抗螟性的植期与品种(系)F互值作效应分析

表3　甘蔗品种（新系值）对螟虫抗性相关宿分根析

2　结果与分析

2.1不同植期甘蔗品种（系）生长中后期抗螟性指标

不同植期的甘蔗品种（系）生长中后期抗螟性指标见表1。在试验地为害生长中后期甘蔗的螟虫主要是黄螟、条螟和二点螟。在新植和宿根两个植期内，黄螟在螟虫种群数量中所占比例最大，分别达到64.08%和53.41%，为优势种；其次是条螟，分别占22.93%和33.28%；二点螟所占比例最低。同一植期内，螟害节率在3种不同螟虫间均存在显著性差异。供试的19个甘蔗品种（系）中未发现对甘蔗螟虫免疫的品种（系）。由不同植期甘蔗螟虫螟害节率的变异度可知，条螟和二点螟的螟害节率变异系数大于黄螟，说明甘蔗品种（系）对条螟和二点螟的抗性水平离散程度要大于黄螟，具有更高的抗性潜力。

2.2螟害节率的植期与品种（系）互作效应分析

螟害节率是衡量螟虫种群数量的重要指标之一。由表2可知，3种螟虫的螟害节率在不同甘蔗品种（系）间的差异均达到极显著水平，说明不同甘蔗品种（系）在生长中后期对黄螟、条螟和二点螟均存在抗性差异。黄螟和二点螟的螟害节率在植期间、品种（系）间、植期和品种（系）间互作都达到极显著差异，表明甘蔗品种（系）对黄螟和二点螟的抗性不仅受植期、品种（系）影响，而且抗性存在基因型（品种）与环境（植期）的互作。其中植期的变异在总体变异中起主导作用，说明植期是影响黄螟和二点螟种群数量的主要因素。由表3相关分析可知，黄螟和二点螟在新植和宿根两个植期的抗螟性指标均显著正相关。虽然抗螟性存在植期与品种（系）互作，但在新植和宿根间趋于一致，说明甘蔗品种（系）黄螟和二点螟种群数量会随植期而波动，但品种（系）对上述两种螟虫的抗性水平是稳定的。条螟造成的螟害节率在品种（系）间差异达到了极显著水平，但在植期间、品种（系）和植期间互作的差异均未达到显著水平，说明品种（系）是影响甘蔗对条螟抗性差异的主要因素。

由表3可知，黄螟、条螟和二点螟的螟害节率在新植和宿根两个植期间均显著正相关，说明甘蔗品种（系）对3种螟虫的抗性水平均不受植期影响。3种螟虫的螟害节率在同一植期内相关性不显著，表明甘蔗品种（系）对3种螟虫的抗性机理可能不一致，导致甘蔗品种（系）对3种甘蔗螟虫的抗性表达也不一致。

2.3甘蔗品种(系)对螟虫综合抗性的聚类分析

同种螟虫的螟害节率均在新植和宿根两个植期间显著正相关，以黄螟、条螟和二点螟在两个植期螟害节率均值为抗螟性评价指标，对供试甘蔗品种（系）的螟虫综合抗性进行系统聚类，聚类树状图见图1。在种间距离为10处，可以将19个供试甘蔗品种（系）划分为5个类群，见表4。第Ⅰ类群，云蔗01-1413，在供试品种（系）中高感黄螟；第Ⅱ类群，柳城03-1137，在供试品种（系）中表现为高感条螟；第Ⅲ类群，包括云蔗05-49和福农07-0335，在供试品种（系）中表现为高感二点螟；第Ⅳ类群，包含桂糖29号、新台糖22号和福农38号等11个甘蔗品种（系），在供试甘蔗品种（系）中对3种螟虫均表现出中等程度的感虫，为感虫品种（系）；第Ⅴ类群，包含粤甘42号、柳城05-136和桂糖30号等4个甘蔗品种（系），对3种螟虫均表现较高的抗性，为抗螟性品种（系）。

图1　甘蔗品种（系）对螟虫综合抗性聚类分析树状图

表4　供试甘螟蔗害品节种率（系）各类群甘蔗螟虫为害情况

3　小结与讨论

在广东湛江，黄螟、条螟和二点螟是为害生长中后期甘蔗的主要螟虫。由试验结果可知，黄螟在螟虫种群数量中所占比例最大，是该时期的优势种，条螟次之，二点螟最少。这与郭良珍[17]关于该地区的甘蔗螟虫种类及构成的研究结果是一致的。3种螟虫混合发生，世代重叠现象严重，给甘蔗生长中后期防治带来困难。虽然条螟和二点螟并不是该时期的优势种，但条螟在该时期跨节为害、取食量大、造成的为害大；二点螟在该时期的种群数量所占比例最低，但其种群数量直接影响次年苗期的螟害枯心率，条螟和二点螟虽然不是生长中后期的优势种，但仍是该时期评价甘蔗对螟虫综合抗性中不可或缺的组成部分。

在田间自然侵染条件下，对19个处于生长中后期的甘蔗品种（系）进行抗螟性鉴定，新植和宿根的螟害节率均超过了经济损害水平[18]（螟害节率>10%），说明现阶段甘蔗生长中后期的螟虫综合防控难以持续，有效控制螟虫发生为害，成为制约甘蔗高产和高糖的重要因素之一。通过分析不同甘蔗品种（系）在不同植期内的螟虫为害情况发现，甘蔗对3种螟虫的抗性在供试甘蔗品种（系）间均存在极显著的差异，说明不同基因型甘蔗对3种螟虫均存在抗性差异。甘蔗品种（系）对黄螟和二点螟的抗性存在极显著植期效应、植期和基因型二者间的互作效应，其中植期效应占主导作用，说明植期是影响黄螟和二点螟种群数量的主要因素，这同任大方[13]关于植期是影响二点螟为害的重要因素的观点是一致的。而甘蔗品种（系）对条螟的抗性在植期间的效应、植期和基因型间的互作效应不显著，说明植期对条螟种群数量影响并不大。

通过各螟虫在两个植期间的为害率相关性分析可知，黄螟、二点螟和条螟造成的螟害节率均在新植和宿根两个植期间显著正相关，说明植期虽然会影响各螟虫的为害程度，但并不影响甘蔗品种（系）对各螟虫的抗性水平。同一植期内3种螟虫所造成的螟害节率间相关性均不显著，说明3种螟虫的抗性并不一致，可能存在不同的抗螟性机制。如叶片宽大且披垂则能诱集条螟和二点螟成虫产卵，但黄螟对此则无趋性；蔗茎茎皮硬度与二点螟侵入难易程度显著相关，但对黄螟的侵入影响程度较小。

在甘蔗生长中后期往往数种螟虫同时发生，混合为害，对单一种类螟虫抗性很难准确评价品种（系）对螟虫的综合抗性。现阶段，我国用于评价甘蔗品种生长中后期的抗螟性程度普遍采用总螟害节率，而忽略各甘蔗螟虫的种类及其构成，从而导致虽然品种间的总螟害节率一致，但品种（系）对不同种类的螟虫抗性不一致，植株受害程度也不一致。因此在甘蔗生产中后期抗螟性鉴定应充分考虑甘蔗对螟虫的多抗性，从而使抗螟性鉴定更为科学、系统。由分析结果可知，部分甘蔗品种（系）对某些螟虫较为敏感，在进行甘蔗品种（系）适宜种植区域划分时应充分考虑该区域的优势种螟虫。试验中筛选出柳城05-136、云蔗03-258、粤甘42号和桂糖30号4个甘蔗品种（系），在供试的19个甘蔗品种（系）中对黄螟、条螟和二点螟表现出较高的抗性。该类甘蔗品种（系）对多种螟虫具有抗性，不仅能够直接在多种螟虫发生地直接种植，而且有助于挖掘多抗性基因，丰富抗螟性种质资源。

本试验中因缺乏抗感对照品种，从而难以对各甘蔗品种（系）对螟虫的抗性水平进行准确划分，因此筛选准确且稳定的抗感对照品种尤为重要。试验中对甘蔗品种（系）对螟虫的抗性综合评价结果是定性的，在筛选适宜当地种植的抗螟性甘蔗品种时，应根据当地的螟虫种类，种群数量及各螟虫的为害程度，确定各螟虫在综合抗性评价中的权重系数，从而对甘蔗品种（系）对螟虫的综合抗性进行定量分析，有待于进一步深入研究。

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Integrated Evaluation of Sugarcane Varieties Resistance to Borers in the M idd le and Late Sugarcane Grow th Periods

LIN Zhao-li
(National Research and Development Centre for Sugarcane Industrial Technology, Fujian Agricultural and Forestry University,Fuzhou 350002,China)

According to the rate of bored internodes collected in themiddle and late sugarcane growth periods, the resistance of nineteen sugarcane varieties(strains)to borers in newly planted and perennial root under the natural population of the target pestwas studied.The results showed that Argyroploce schistaceana(Snellen)was the dominant species of the sugarcane in the middle and late sugarcane growth periods,Proceras venosatus (Walker)followed and Chilo infuscatellus Snellen was the last one.The indexes of sugarcane resistance to three kinds of borers had significant difference among 19 sugarcane varieties(strains),and the resistance of sugarcane to three kinds of borers had significant genotype effect.There were significant planting period effects,interaction effectof planting period and genotype on the resistance of sugarcane varieties(strains)to A.schistaceana and C. infuscatellus,while the population quantity of A.schistaceana and C.infuscatellu wasmostly influenced by the planting period.The indexes of sugarcane resistance to three kinds of borerswere significant positive correlation between two planting periods;however these indexes were not significant correlation in the same planting period. The integrated evaluation of sugarcane varieties(strains),LC05-136,YZ 03-258,YG42 and GT 30 had higher resistance to three kinds of borers in the tested sugarcane varieties(strains).

sugarcane varieties;borer;resistance;evaluation

S435.661

A

1007－2624（2016）03－0010－04

10.13570/j.cnki.scc.2016.03.003

2015-11-14

国家现代农业产业技术建设专项资金（CARS-20）。

林兆里（1987-），男，助理实验师，主要从事甘蔗病虫害防治研究。Email：mucwuyu@163.com