不同方法对14个苜蓿品种抗蚜评价分析

潘凡 杜桂林 赵莉 王卓谦 乔茗瑛 李金星 綦家欣 涂雄兵 张泽华

摘要 ：本试验研究了抗蚜株率、感蚜指数和改进的感蚜指数3种评价方法对14个苜蓿品种抗蚜评价的影响。结果表明：以抗蚜株率为标准，‘甘农9号抗性最好;以感蚜指数为标准，‘阿尔冈金抗性最好。而采用改进后的感蚜指数评价方法可将14个苜蓿品种分为7个等级，其中‘WL319为高感品种，‘巨能Ⅱ为感虫品种，‘新牧4号‘甘农5号‘WL354‘WL363为低感品种，‘新牧1号为中间品种，‘甘农9号为低抗品种，‘MF4020为中抗品种，‘中苜1号‘WL343‘阿尔冈金‘苜蓿王‘SK3010为高抗品种。改进后的感蚜指数评价方法符合“1±0.1”等差数列分级标准，使不同抗性级别符合正态分布，具有统计学意义。同时，该方法充分考虑了天敌对蚜虫发生量的影响，在生产实践中具有重要的推广应用价值。

关键词 ：苜蓿; 抗虫性; 评价方法

中图分类号： S 451.9

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019548

Effects of different methods on resistance evaluation of 14 alfalfa cultivars to aphid

PAN Fan1#， DU Guilin2#， ZHAO Li3， WANG Zhuoqian3， QIAO Mingying3，LI Jinxing3， QI Jiaxin3， TU Xiongbing1*， ZHANG Zehua1*

（1. State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests， Institute of Plant Protection， Chinese

Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China; 2. National Animal Husbandry Station， Beijing

100125， China; 3. College of Agriculture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract ：Effects of three methods on resistance evaluation of 14 alfalfa varieties to aphid were investigated. The results show that the resistance of ‘Gannong 9 is the best with the evaluation standard of the rate of resistant plants， and the resistance of ‘Algonquin is the best with the evaluation standard of aphid index. Based on the improved aphid index evaluation method， 14 alfalfa varieties were divided into 7 grades， ‘WL319 as high susceptible， ‘Juneng Ⅱ as susceptible，‘Xinmu 4‘Gannong 5‘WL354and‘WL363as low susceptible， ‘Xinmu 1as tolerant， ‘Gannong 9 as low resistant; ‘MF4020 as moderately resistant，‘Zhongmu 1 ‘WL343 ‘Algonquin ‘Alfaking and ‘SK3010 as high resistant. The improved aphid index evaluation method conforms to the grading standard of “1±0.1” arithmetic sequence， making different resistance levels conform to normal distribution， with statistical significance. At the same time， this method takes into full account the influence of aphid amount， which is of important value in production practice.

Key words ：alfalfa; insect resistance; evaluation method

紫花苜蓿 Medicago sativa是世界上栽培最早、分布最广，利用价值最高的一种多年生优质豆科牧草， 享有“牧草之王”的美誉，具有产量高， 根系发达，保水培肥、改善土壤结构等特点， 是北半球温带地区最主要的牧草， 在畜牧业生产中有着不可替代的作用[1]。随着苜蓿种植面积的不断扩大以及产业化程度的提高，苜蓿面临的病虫害风险也有所增加。大面积的集约化种植为虫害的发生提供了有利条件[2]。蚜虫是为害苜蓿的重要害虫之一。在新疆地区苜蓿地发生的蚜虫主要有苜蓿斑蚜Therioaphis trifolii Monell、豌豆蚜Acyrthosiphon pisum Harris和苜蓿蚜Aphis craccivora Koch等。其中苜蓿斑蚜分布較广，为害严重，为优势种群，常分布在叶片反面和嫩梢，分泌毒素杀死苜蓿幼苗和成熟的植株。蚜虫不仅吸食叶片汁液，引起植株营养恶化，影响苜蓿的生长发育和产量，其排泄的蜜露常覆盖于苜蓿叶片表面，诱发煤污病，造成苜蓿品质下降，失去加工价值，家畜拒食。蚜虫发生严重时，田间植株成片枯死[3]。蚜虫还可传播多种病毒，如苜蓿花叶病毒[4]，对苜蓿产量造成更大的影响[5]。

防治蚜虫一般采用化学防治、生物防治及应用抗蚜品种等措施[67]。培育和应用抗虫品种，利用植物品种的抗性控制蚜虫为害是最为经济有效的防治手段[810]。抗虫品种通过作物自身的内因和改变环境条件等途径改善营养机制从而使害虫得到控制。植物抗虫品种的培育与选用是利用内因治虫的特有手段，是通过植物本身特性来影响、控制害虫的最佳措施，是害虫治理系统中的重要组成部分[1112]。多年来，研究者为了评估品种抗性采用了各种方法，

如朱铖培等使用蚜量比值法测定黄瓜品种对蚜虫的抗性[3]。Thackray等以植株上蚜虫种群的内禀增长率为指标来评估小麦品种的抗性[2]。Hesler等提出了一种利用蚜虫数量、蚜虫发育历期以及生长速率评价小麦品种抗性的方法[13]。这些方法为评价作物品种对蚜虫的抗性提供了重要依据。感蚜指数模型在我国被广泛应用于苜蓿对蚜虫的抗性评价，但天敌会影响害虫的种群动态，且天敌和害虫的关系以及对植物抗性的影响尚不完全清楚[1415]。本试验以抗蚜株率、感蚜指数以及改进的感蚜指数对14个苜蓿品种的抗蚜性进行评价，以期为探索更加准确的抗蚜评价方法提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地点设于新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州昌吉市佃坝乡（44°10′N， 87°22′E）。该地区属于典型的温带大陆性干旱气候，具有冬季寒冷，日照时间长，夏季炎热，昼夜温差大等特点。年均天然降水量约为183 mm，蒸发量为1 687.7 mm，年均日照时数为2 700 h，年平均气温6.8℃，7月份平均气温为28.3℃，8月份平均气温为28.0℃。试验地面积1.34 hm2。地势平坦，土壤类型为壤土，养分含量较高，适合种植各种农作物和牧草等。

1.2 供试材料

1.2.1 供试品种

14个紫花苜蓿品种具体信息见表1。

1.2.2 供试虫源

供试虫源为田间自然虫源，主要有苜蓿斑蚜、苜蓿蚜、豌豆蚜等，其中苜蓿斑蚜为主要优势类群。

1.3 田间试验设计

试验采用完全随机区组设计，共设置14个处理，每处理重复3次。每个品种占地面积约933 m2。采取分区播种，人工条播的方式种植，开沟深1.5～2 cm，行距15 cm，播种量为2.25 g/m2。参试的14个苜蓿品种于2018年5月底播种。种植过程中正常管理，未施用任何农药。

1.4 调查方法及调查时间

1.4.1 蚜虫虫口密度调查

分别用单株目测法和枝条统计法调查蚜虫发生数量。单株目测法：采用目测法估计每株植株上蚜虫的发生量。枝条统计法：采用五点取样法，每点随机调查20个枝条。轻拍枝条，使蚜虫落在准备好的A4纸上，将纸迅速折好并放入提前准备好的装有乙酸乙酯棉球的密封袋中，带回实验室统计蚜虫数量。

1.4.2 蚜虫天敌调查

采用五点取样法，以叶面网扫法对天敌进行调查。每个点扫10复网次，水平180℃左右各扫1次为1复网，记录10复网次瓢虫、草蛉、蜘蛛及捕食蝽的数量。

1.4.3 调查时间

播种后，于7月4日至9月16日每隔10 d进行1次大田调查，雨天不调查。

1.5 抗蚜性评价方法及评价指标

1.5.1 抗蚜株率评价方法

根据蚜虫为害程度以及苜蓿感蚜植株叶片发黄程度及数量，将单株苜蓿受害程度分为0～5级：0级，全株叶片均为绿色;1级，植株仅下部几个叶片发黄;2级，植株1/4叶片发黄;3级，植株1/2叶片发黄;4级，植株3/4叶片发黄;5级，植株全部叶片发黄、干枯、脱落、死亡。以抗蚜株率为依据进行抗性评价[16]：抗蚜株率0～5%为感虫品种（S），6%～15%为低抗品种（LR），16%～30%为中抗品种（MR），31%～50%为抗性品种（R），>50%为高抗品种（HR）。计算抗蚜株率和蚜害指数[17-18]：

抗蚜株率=[Σ（0级株数+1级株数+2级株数）/调查总株数]×100%;

蚜害指数

=∑（受害植株数×受害级值）/（调查总植株数×最高受害级值）。

1.5.2 感蚜指数评价方法

根据感蚜指数（IAS）将苜蓿抗性分为3个等级：高抗（HR），0～0.6;中抗（MR），0.61～1.20;高感（HS），>1.20[19]。计算公式[2021]如下：

IAS=各品种单株平均蚜量总鉴定品种的单株平均蚜量。

1.5.3 改进的感蚜指数法

天敌是控制蚜虫发生量的一个重要因素，即天敌的发生以及数量的增多会导致蚜虫数量减少，因此，直接使用感蚜指数进行抗性评价会导致评价结果产生误差。为了改进感蚜指数并考虑天敌对蚜虫种群抗性评估的影响，本试验引入了一个与天敌数量比值相对应的参数α，并根据抗蚜虫指数数学统计规律，以改进后的感蚜指数（α×IAS）为评价标准，采用新的等级划分标准[22]。将苜蓿抗性分为9个等级：高抗品种（HR），≤0.60;抗性品种（R），0.61～0.70;中抗品种（MR），0.71～0.80;低抗品种（LR），0.81～0.90;中间品种（M），0.91～1.10;低感品种（LS），1.11～1.20;中感品种（MS），1.21～1.30;感虫品种（S），1.31～1.40;高感品種（HS），>1.40。

α=各品种平均天敌数量总鉴定品种的平均天敌数量;

改进后感蚜指数=α×IAS。

1.6 数据处理

利用Excel 2010和GraphPad Prism 8.0软件对数据进行分析和作图。

2 结果与分析

2.1 苜蓿斑蚜田间种群动态分析

利用田间自然感蚜量调查数据，以调查时间为横轴，百枝条虫口数为纵轴绘制各品种苜蓿斑蚜发生量随时间变化的动态曲线（图1），分析可知：在2018年6月底至7月底紫花苜蓿生长第一茬，随着时间推移，气温升高，蚜虫发生量呈逐渐上升的趋势，但不同品种苜蓿斑蚜发生量不同。7月15日左右蚜虫发生量达到峰值，其中蚜虫发生量较大的苜蓿品种有：‘MF402014 281头;‘WL31912 928头;‘新牧4号12 451头;‘中苜1号10 443头;‘苜蓿王8 460头。7月末进行第一次刈割后蚜虫数量开始急剧下降，且随着温度降低，蚜量逐渐减少，直至8月27日以后蚜虫数量趋于0。

2.2 14个苜蓿品种田间抗蚜性评价结果

2.2.1 以抗蚜株率为标准的抗性评价结果

根据调查结果，7月中旬虫口密度达到峰值，但是此阶段虫口变化速度快，种群数量不稳定。8月上旬种群数量相对较稳定，因此根据8月7日的调查数据以抗蚜株率为指标进行分析，结果显示，苜蓿被害株率为100%。对14个苜蓿品种受害程度的调查显示，蚜害指数越高，抗蚜株率越低，抗性越低。各品种抗蚜性评价结果如下（表2）：14个苜蓿品种均为抗性品种，且抗性从高到低依次为：‘甘农9号>‘WL343>‘WL319>‘巨能Ⅱ>‘WL363>‘WL354>‘甘农5号>‘苜蓿王>‘SK3010>‘MF4020>‘阿尔冈金>‘新牧4号>‘新牧1号>‘中苜1号。其中‘甘农9号抗性最好，抗蚜株率为83%，蚜害指数为0.428;‘中苜1号抗性最差，抗蚜株率为22%，蚜害指数为0.596。

2.2.2 以感蚜指数为标准的抗性评价结果

采用枝條统计法，根据7月4日、7月15日以及8月7日的调查数据以感蚜指数为指标进行对比，得出不同的苜蓿品种不同调查时间的抗性级别存在差异。其中7月4日和7月15日‘苜蓿王‘WL354‘新牧1号‘SK3010两次测得的抗性程度不同，可能由于7月中旬煤污病重，导致两次的抗性程度不同。7月4日调查结果表明：14个苜蓿品种的感蚜指数在0.56～2.48之间，其中‘阿尔冈金最低，‘SK3010最高。7月15日调查结果表明：14个苜蓿品种的感蚜指数在0.25～2.87之间，其中‘阿尔冈金最低，‘MF4020最高。8月7日调查结果表明：14个苜蓿品种的感蚜指数在0.47～2.48之间，其中‘SK3010最低，‘WL319最高（表3）。

2.2.3 不同调查方法对14个苜蓿品种感蚜指数评价

以8月7日枝条统计法和单株目测法的蚜虫发生量为依据，计算其感蚜指数。结果表明：‘新牧1号 ‘WL343 ‘巨能Ⅱ‘阿尔冈金 ‘苜蓿王采用不同的调查方法测得的结果存在差异，其中‘新牧1号 ‘巨能Ⅱ‘阿尔冈金采用枝条统计法测得的抗性程度为中抗，而采用单株目测法测得的抗性程度为高抗;‘苜蓿王采用枝条统计法测得的抗性程度为高抗，采用单株目测法测得的抗性程度为中抗;‘WL343品种采用枝条统计法调查计算出的抗性程度为中抗，采用单株目测法测得其抗性程度为高感。其余9个苜蓿品种采用不同的调查方法测得结果一致，其中‘甘农9号‘WL319为高感品种;‘新牧4号‘中苜1号‘甘农5号‘WL363‘WL354‘MF4020为中抗品种;‘SK3010为高抗品种（表4）。

2.2.4 以改进后感蚜指数为标准的抗性评价结果

以8月7日枝条统计法调查的结果为依据，引入天敌数量参数α，采用改进后的评价方法（α×IAS）进行评价（表5）。14个苜蓿品种可分为7个等级，其中低感品种有‘新牧4号‘甘农5号‘WL354‘WL363，感虫品种有‘巨能Ⅱ，高感品种有‘WL319，中间品种有‘新牧1号，低抗品种有‘甘农9号，中抗品种有‘MF4020，高抗品种有‘中苜1号‘WL343‘阿尔冈金‘苜蓿王‘SK3010。

2.3 不同评价方法下14个苜蓿品种的抗性级别

采用不同评价方法对不同品种苜蓿的抗性级别有一定的影响，以抗蚜株率为标准进行评价，14个苜蓿品种中包括7个高抗品种，2个中抗品种，5个抗性品种;采用感蚜指数评价14个苜蓿品种，其中有2个高抗品种，10个中抗品种，2个高感品种;而以改进后的感蚜指数评价得出，14个品种中包含5个高抗品种，1个中抗品种，1个低抗品种，1个中间品种，1个高感品种，1个感虫品种，4个低感品种（表6）。

3 讨论

目前，国内关于抗虫性的研究报道相对来说较少。本试验采用3种方法对14个苜蓿品种的抗蚜性进行了评价。结果发现不同评价指标所评价出的苜蓿抗性也不相同。如以改进后的感蚜指数为指标测得‘WL319为高感品种，‘新牧1号为中间品种，‘WL343为高抗品种，而刘兆良等[5]采用蚜情指数法对32个苜蓿品种进行抗性评价得出‘WL319为高抗品种，‘新牧1号为感虫品种，‘WL343为中抗品种，这说明采用不同的评价方法对植物的抗性评价存在差异，此外，这也可能是由于不同的生活环境所导致。苜蓿对蚜虫的田间抗性鉴定受诸多因素的影响，如田间的温湿度、环境、降雨、天敌及调查时间间隔等因素，且同一苜蓿品种种植的环境不同，其抗蚜能力也存在一定差异[23]。马建华等[23]采用感蚜指数和抗性株率对宁夏地区12个苜蓿品种进行抗性评价得出，‘WL343为中抗品种，‘MF4020为抗性品种;王森山等[16]以抗蚜株率和感蚜指数为指标在甘肃地区对28个苜蓿品种进行田间抗蚜评价，得出‘阿尔冈金为高抗品种，‘中苜1号为低抗品种。本试验以改进后的感蚜指数为指标测得‘MF4020为中抗品种，‘中苜1号为高抗品种。感蚜指数作为评价苜蓿抗性的一个重要评价方法，在生产实践中被广泛应用。植物抗虫性分为直接防御和间接防御，在影响植物抗性评价的诸多因素中，天敌是一个的重要因素[2426]。寄主植物在遭受害虫为害后会通过释放挥发性物质等间接防御的方式来吸引天敌，从而达到降低害虫为害的目的[2728]。研究发现，天敌与单株蚜量之间存在显著负相关性，而与蚜量比值（即本文的感蚜指数）之间相关性不大。若用蚜量比值表示品种抗性，由于天敌种群动态主要依赖于蚜虫虫口密度，因此天敌的数量会直接影响蚜量比值，进而影响品种抗蚜性评价结果[22]。

本试验引入了天敌数量参数α对感蚜指数评价方法进行改进，以天敌数量参数表征间接防御，充分考虑了天敌的存在对害虫发生量的影响，同时按照等差数列（1±0.1）将苜蓿品种分成有规律的抗性级别，使不同抗性级别符合正态分布，具有统计学意义[22，29]，该方法在生产实践中具有重要的推广应用价值。

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（责任编辑：杨明丽）