利用生命表技术评价玉米品种‘京科968’及其亲本的抗螟性

刘燊 郭井菲 何康来

摘要由北京市农林科学院玉米研究中心选育的玉米品种‘京科968，其田间综合性状好，是目前主推的玉米品种之一。为了解‘京科968对亚洲玉米螟的抗性水平及其抗性来源，本试验选取了‘京科968及其母本 ‘京724和父本‘京92两个自交系，以感螟自交系‘自330为对照，利用实验种群生命表技术，研究比较了用不同玉米品系的相同组织饲喂亚洲玉米螟后其生长发育情况，系统评价了‘京科968的抗螟性。试验结果表明，四个玉米品种（系）抗螟性大小依次为：‘京92 >‘京科968>‘京724>‘自330。从抗螟性角度考虑，生产上种植‘京科968，能够较好地控制亚洲玉米螟为害。

关键词亚洲玉米螟;生命表;京科968;抗螟性;玉米组织

中图分类号：Q 968

文献标识码：A

DOI：10.16688/j.zwbh.2018086

玉米是我国第一大粮食作物，亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis （Guenée）是影响玉米产量和质量的重要限制因素，一般发生情况下可造成产量损失10%左右，严重发生时可达30%以上[12]。目前，使用化学农药防治玉米螟是生产上使用的主要手段，但化学农药的使用对农业生态环境造成破坏。种植抗螟品种是最经济、环保、有效的手段，而选育抗螟品种则是亚洲玉米螟综合防治研究的重要内容。近年来，随着玉米品种的更新换代和大面积推广和种植，玉米病虫害的发生也随之发生变化[3]。为了更好地了解生产上玉米品种的抗螟性，我们选取了目前生产上的主推品种之一‘京科968及其亲本自交系作为试验材料。

‘京科968是由北京市农林科学院玉米研究中心培育，以外来杂交种X1132X选系‘京724自交系作为母本，以自交系‘京92作为父本培育而成[45]，是一个品质优良的中晚熟品种，该品种适应范围广、品质好、产量高，具有高产、优质、多抗、稳产的特点，在生产上已经大面积种植。

自Morris和Miller在1954年第一次应用生命表技术研究昆虫自然种群，组建了昆虫生命表[67]后，生命表技术被广泛地应用于昆虫种群的研究，并被用于评价寄主植物的抗虫性。胡学难等[8]利用生命表技术评价了甜玉米品种对亚洲玉米螟的抗性; Guo等利用生命表技术研究了亚洲玉米螟取食诱导玉米的抗螟性; 赵亮等[1011]利用生命表评价了8个小麦品种对麦长管蚜的抗性; 丁克军等[12]利用生命表评价了不同抗性水稻对白背飞虱种群的控制作用; 丁莉等[13]利用生命表研究了转双价抗虫棉对棉蚜的抗性。

在玉米心叶期，亚洲玉米螟初孵幼虫主要聚集在未展开的心叶中取食叶肉，4龄后开始蛀茎为害，受害茎秆容易在蛀孔处折断，导致玉米的产量下降[2]。因此，玉米心叶对亚洲玉米螟初孵幼虫的抗性水平决定了心叶期玉米的抗螟性。为此，选取玉米心叶来饲喂亚洲玉米螟初孵幼虫，利用实验种群生命表技术，比较不同玉米品种相同组织饲喂亚洲玉米螟其生長发育情况，综合分析‘京科968及其亲本的抗螟性，探讨‘京科968及其亲本抗螟性的相关性，为选育玉米抗螟品种提供参考。

1材料与方法

1.1供试玉米材料

‘京科968及其母本‘京724和父本‘京92，由北京农林科学院玉米研究中心提供。玉米自交系‘自330作为感螟对照[14]，由中国农业科学院作物科学研究所提供。

于2017年5月初开始分批次种植，以保证在试验期间有足够的同一发育时期的玉米材料。所有试验材料在河北省廊坊市广阳区中国农业科学院植物保护研究所廊坊科研中试基地培育。玉米生长期间不施任何农药，其他管理同一般生产田。

1.2供试虫源

亚洲玉米螟卵块由中国农业科学院植物保护研究所玉米害虫组提供。原始种群采自田间被害玉米秸秆，在温度为27℃±1℃，相对湿度为70%～80%，光周期L∥D=16 h∥8 h的条件下利用人工饲料饲养3～4代用作试虫[15]。

1.3试验处理

所有试验处理均设3次重复，挑取初孵玉米螟幼虫于24孔板中进行饲养，1头/孔，将24孔板放置于生化培养箱中，温度27℃±1℃，相对湿度50%～60%，光周期L∥D=16 h∥8 h。

从田间选取长势一致且没有受到任何伤害的玉米植株，采集新鲜的玉米组织。即在玉米心叶期采集玉米心叶，去除叶脉，裁剪玉米心叶中部用来饲喂玉米螟。每天更换新鲜玉米组织，分别记录用不同玉米品种的心叶饲喂的亚洲玉米螟的生长发育情况，包括幼虫存活数、龄期、化蛹率和羽化率等。幼虫化蛹后分雌雄，单个放置于玻璃指形管中。

羽化后的成虫按雌雄1∶1配对放入养虫笼（80 mm×80 mm×100 mm）中进行交配，养虫笼顶部盖有产卵纸，再加盖一层湿毛巾以保持湿度。每天更换产卵纸，记录产卵量、成虫寿命等。产下的卵放置于上口径4 cm，下口径3 cm，高3.4 cm，容积25 mL的生测盒中进行孵化，加盖湿毛巾用于保湿，记录玉米螟卵孵化率。

根据饲喂不同玉米品种心叶组织后所观察的亚洲玉米螟种群繁殖特征生命表，计算出种群的净增殖率R0、世代平均周期T、内禀增长力rm、周限增长率λ、种群加倍时间t。

2结果分析

2.1取食不同品种（系）玉米心叶组织玉米螟生长发育情况

从表1结果可以看出取食‘京92心叶的亚洲玉米螟各龄期幼虫存活率均为最低，显著低于其他3个供试品种，取食‘自330心叶的亚洲玉米螟各龄期的幼虫存活率，显著高于其他3个供试品种，各龄期均保持较高的幼虫存活率（表1）。

从表2结果可以看出，取食‘京92心叶的亚洲玉米螟羽化的成虫雌雄比低于1∶1，显著低于其他3个供试玉米品种，其平均产卵量也显著低于其他3个供试玉米材料。取食‘京科968和‘京92心叶的亚洲玉米螟，其蛹重、化蛹率、羽化率，均显著低于‘京724和‘自330。取食‘自330心叶的亚洲玉米螟所产卵的孵化率显著高于‘京科968及其父母本，而取食‘京科968和其父母的亚洲玉米螟的卵孵化率并无显著差异（表2）。

从表3结果可以看出，取食‘自330心叶的亚洲玉米螟的1龄至4龄幼虫发育历期最短。取食‘京科968心叶的亚洲玉米螟，其5龄幼虫发育期最长。与取食其他3个供试玉米品种的亚洲玉米螟相比，取食‘京科968心葉的亚洲玉米螟的幼虫总历期最长，显著高于取食母本‘京724和感螟对照‘自330的亚洲玉米螟。取食‘京92的亚洲玉米螟，蛹历期显著高于其他3个供试玉米，其羽化的成虫寿命较短，与取食其他3个玉米材料的亚洲玉米螟存在显著差异（表3）。

取食‘京92心叶的亚洲玉米螟种群的净增殖率显著低于取食其他三种供试玉米的种群，其种群加倍时间与取食其他三种供试玉米的种群存在显著差异，说明‘京92的心叶非常不适合亚洲玉米螟的生长发育。而取食‘京科968和其父本‘京92心叶的亚洲玉米螟种群平均世代周期显著长于在其他两种供试玉米心叶上取食的种群，其种群加倍也需要更长的时间 （表4）。

根据取食不同玉米品种（系）心叶的亚洲玉米螟存活情况组建玉米螟种群生命表，各生育期存活数为实际观察值，雌雄比假定为1∶1，正常♀×2=♀×2×（平均产卵量/最高产卵量），预测下一代产卵量=正常♀×平均产卵量[16]。所有处理种群趋势指数均大于1，说明各种群数量呈上升趋势（表5）。

取食‘京科968及其父本‘京92心叶的亚洲玉米螟种群增长幅度较小。取食4个不同玉米品种（系）心叶的亚洲玉米螟种群趋势指数（I）由低到高为：‘京92 <‘京科968<‘京724<‘自330 （表5）。

3结论与讨论

玉米抗螟品种对亚洲玉米螟种群数量控制起着重要的作用，玉米心叶期的抗螟性是评价一个玉米品种（系）对一代玉米螟抗性水平的重要指标[17]。本试验选取抗螟品种‘京科968这一生产主推品种，及其自交系母本‘京724和父本‘京92为试验材料，利用生命表技术评价了‘京科968及其亲本的抗螟性，分析了亚洲玉米螟取食不同玉米品种（系）对其各虫态的存活率、发育历期、成虫寿命、繁殖和后代卵孵化率以及种群生命表参数的影响，制作了亚洲玉米螟种群生命表。

取食‘京科968父本‘京92心叶的亚洲玉米螟幼虫存活率最低，而取食‘京科968心叶的亚洲玉米螟幼虫存活率介于取食其两个亲本的存活率之间，而取食感螟对照‘自330心叶的亚洲玉米螟，各龄期均保持较高的幼虫存活率，表明‘京科968及其父本‘京92对亚洲玉米螟的抗性较好，均高于母本‘京724。

取食不同玉米品种（系）心叶的亚洲玉米螟蛹重存在显著差异，进而导致羽化成虫的繁殖力也存在显著差异，取食感螟对照‘自330心叶的亚洲玉米螟蛹重最重，产卵量也最大，而取食‘京92心叶的蛹重最轻，繁殖力也最低，因此，蛹重和繁殖力也可以作为评价玉米抗螟性的一个重要指标。

根据取食不同玉米品种（系）心叶的亚洲玉米螟种群生命参数，取食‘京科968和其父本‘京92心叶的亚洲玉米螟，其平均世代周期和种群加倍时间显著增加，而取食感螟对照‘自330心叶的亚洲玉米螟，有着更高的净增殖率，繁殖速度更快。‘京92心叶非常不利于亚洲玉米螟种群的增长，种群数量呈下降趋势，而取食‘京科968心叶的亚洲玉米螟的各项生命参数接近于‘京92，说明‘京科968的心叶同样不适合亚洲玉米螟的生长发育和繁殖。取食‘京科968和其父本‘京92心叶的亚洲玉米螟，有着较低的净增殖率，平均世代周期和种群加倍时间显著长于其母本‘京724和感螟对照‘自330。

取食不同玉米品种（系）心叶的亚洲玉米螟种群趋势指数均大于1，说明取食不同玉米品种（系）心叶后的亚洲玉米螟种群数量均呈增长趋势，但增长幅度有较大差异，取食 ‘京92心叶的亚洲玉米螟种群增长幅度最小，取食‘京科968心叶的亚洲玉米螟种群增长幅度其次，和其父本‘京92较为接近。说明‘京科968和其父本‘京92在玉米心叶期对亚洲玉米螟有较好的抗性[1819]。综合分析，可以得出四个玉米品种（系）心叶期抗螟性大小依次为：‘京92 （父本）>‘京科968>‘京724 （母本）>‘自330。

在玉米的整个生育期中，玉米心叶期的抗虫性相对较强，玉米中的某些次生代谢物质如丁布类化合物等含量高于玉米生长发育的其他时期，对亚洲玉米螟有驱避作用，所以仅取食玉米心叶的亚洲玉米螟种群的幼虫存活率整体相对较低。但从玉米心叶期的抗螟性可以看出，‘京科968的抗螟性高于其母本‘京724，低于其父本‘京92，可见‘京科968的抗螟性主要来源于其父本‘京92。玉米抗虫性的表现不仅受亲本遗传背景的影响，同时也与玉米生长发育情况相关[20]。

近年来，对于‘京科968的报道多集中在其种子活力高、苗期生长健壮、中抗病害、高产优质以及品种推广等方面，对其抗螟性虽有提及但并没有更为详细的分析，本研究明确了其心叶期的抗螟性及其对亚洲玉米螟种群的控制作用，对于该品种的推广种植有重要应用意义。利用实验种群生命表技术评价玉米抗螟性，结合田间接虫鉴定，可以更好地综合评价玉米品种的抗螟性。

参考文献

[1]全国玉米抗螟性鉴定及选育协作组.玉米品种抗“亚洲玉米螟”鉴定结果[J].植物保护，1983，9（2）：4142.

[2]王振营，鲁新，何康来，等.我国研究亚洲玉米螟历史、现状与展望[J].沈阳农业大学学报，2000，31（5）：402412.

[3]王振营，王晓鸣.加强玉米有害生物发生规律与防控技术研究，保障玉米安全生产[J].植物保护学报，2015，42（6）：865868.

[4]赵久然，李春辉，宋伟，等.利用SSR标记解析京科968等系列玉米品种的杂优模式[J].玉米科学，2017，25（5）：18.

[5]陈传永，赵久然，王荣焕，等.京科968的灌浆特征与产量性能分析[J].玉米科学，2013，21（2）：8387.

[6]MORRIS R F，MILLER C A. The development of life tables for the spruce budworm [J]. Revue Canadienne de Zoologie，1954，32（4）：283301.

[7]高尚坤，杨忠岐.生命表技术在害虫生物防治中的应用[J].中国生物防治学报，2015，31（2）：256263.

[8]胡学难，梁广文，庞雄飞.利用生命表技术评价甜玉米品种对亚洲玉米螟的抗性[J].中国农业科学，2001，34（5）：502505.

[9]GUO Jingfei，GUO Jianqing，HE Kanglai，et al.Physiological responses induced by Ostrinia furnacalis （Lepidoptera：Crambidae） feeding in maize and their effects on O. furnacalis performance [J].Journal of Economic Entomology，2017，110（2）：739747.

[10]趙亮，朱亚灵，师桂英，等.8个小麦品种对麦长管蚜试验种群生命参数的影响[J].甘肃农业大学学报，2014，49（5）：123126.

[11]赵亮.几个小麦品种对麦长管蚜（Sitobion avenae）的抗性研究[D].兰州：甘肃农业大学，2013.

[12]丁克军，黄寿山，曾玲，等.水稻品种抗虫性对白背飞虱种群的控制作用[J].华南农业大学学报，1993，14（3）：3741.

[13]丁莉.转双价基因抗虫棉对棉蚜抗性的研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学，2005.

[14]LI Xia， HE Kanglai， WANG Zhenying， et al. Quantitative trait loci for Asian Corn Borer resistance in maize population Mc37×Zi330 [J].Journal of Integrative Agriculture，2010，9（1）：7784.

[15]周大荣，王玉英，刘宝兰，等.玉米螟人工大量繁殖研究：Ⅰ.一种半人工饲料及其改进[J].植物保护学报，1980，7（2）：113122.

[16]吴坤君，陈玉平，李明辉.不同温度下的棉铃虫实验种群生命表[J].昆虫学报，1978，21（4）：385392.

[17]罗梅浩，赵艳艳，刘哓光，等.不同玉米品种的抗虫性研究[J].玉米科学，2007，15（5）：3437.

[18]王元东，张华生，段民孝，等.利用外来新种质X1132x选育优良玉米自交系的研究[J].中国种业，2015（2）：4144.

[19]王荣焕，刘春阁，成广雷，等.玉米新品种京科968高产栽培技术[J].中国种业，2011（12）：7172.

[20]周大荣，剧正理，魏瑞云，等.玉米抗螟性利用与植单抗螟一号[J].植物保护，1987，13（5）：1618.

（责任编辑：田喆）