新疆主栽玉米品种不同生育期抗螟性鉴定及评价

丁新华，王志慧，贾尊尊，付开赟 吐尔逊·阿合买提，杨 杰，郭文超

(1.新疆农业科学院植物保护研究所/农业农村部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业科学院微生物应用研究所/新疆特殊环境微生物重点实验室，乌鲁木齐 830091；3.新疆农业科学院粮食作物研究所，乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】玉米作为我国主要的粮食作物，也是最主要的饲料来源及工业原料[1-3]。亚洲玉米螟Ostriniafurnacalis(Guenée)，属鳞翅目螟蛾科[4]，由于其钻蛀为害的习性而难以防治[5]。目前生产上对亚洲玉米螟防治最有效的手段依然化学药剂灭除[6-8]，也都在减少化学农药使用[9]，而当前仅靠生物防治中自然天敌的捕食以及病原微生物的作用等方法，并不能及时有效且彻底的防控玉米螟[10]。选择具有抗玉米螟的品种不失为一种经济、环保、有效的方法。【前人研究进展】关于植物的抗虫性主要与植物营养物质[11]、次生代谢物[12]、防御酶[13]、植物激素[14]等有关，目前评价玉米品种抗螟性的方法主要为田间鉴定方法和室内鉴定方法。田间鉴定方法主要包括在田间自然感虫或者人工接虫的条件下调查叶片被害级别[15]或剖秆调查单株隧道长度或者蛀孔数[16]；室内鉴定方法主要包括利用玉米雄穗、花丝、心叶、玉米愈伤组织直接喂养、加到人工饲料或无琼脂饲料中喂养幼虫根据食叶级别、虫粪圈系数、幼虫体重以及组建生命表等[17]。范晓琪[18]在田间自然感虫条件下依据虫情指数评价山东省75个玉米品种抗螟性发现，不同玉米品种之间的抗虫性存在差异，同一玉米品种不同生育时期抗虫性也有所不同；赵士文等[19]在田间自然感虫条件下通过剖秆调查受害率及百株虫量评价陕西省21个玉米品种的抗螟性；高越[20]通过在玉米心叶末期和吐丝期人工接虫法及室内饲喂心叶法评价了转cry1Ab基因玉米的抗螟性，均表现较强的抗性；刘燊等[21]通过饲喂3龄亚洲玉米螟幼虫玉米花丝建立生命表的方法，发现京科968的花丝具有一定抗螟效果且玉米防御酶可能在花丝抗螟中发挥重要作用。【本研究切入点】玉米已成为农业与畜牧业协同发展的重要支柱作物[22]，其已连续多年大面积连片种植，而现有玉米螟防控措施主要集中在农业防治、物理防治、生物防治及化学防治等措施，尚未见新疆荒漠绿洲主要玉米品种的抗螟性水平鉴定与评价。需研究主栽玉米品种不同生育期抗螟性鉴定及评价。【拟解决的关键问题】采用食叶级别法、剖秆调查法及幼虫体重评价方法，鉴定评价新疆19个主栽玉米品种不同时期的抗螟水平，为制订和实施玉米害虫科学有效的综合治理措施提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

田间抗螟性评价在乌鲁木齐市新市区安宁渠镇新疆农科院综合试验场(N：39°20′51″，E：76°15′33″)。在47个主栽品种抗虫性评价基础上[23]，以丹340作为高感(HS)水平的对照品种，重点对19个品种开展抗螟性系统鉴定评价。表1

表1 新疆主栽玉米田间抗螟性评价试验供试品种Table 1 Overview of the tested varieties of corn borer resistance evaluation test in Xinjiang main corn

1.2 方 法

1.2.1 鉴定评价

1.2.1.1 食叶级别法

采用行业标准[15](NY/T 1248.5-2006玉米抗病虫性鉴定技术规范第5部分：玉米抗玉米螟鉴定技术规范)。各供试品种采用随机区组设计，3次重复，每小区长10 m，宽5 m，株距×行距为0.2 m×0.6 m，种植密度为5 558 株/hm2，小区外围种植隔离带。于2020年4月25日播种，常规栽培管理，全生育期不喷施杀虫剂。于心叶末期调查第1代玉米螟危害各品种的花叶株数和被害级别。

1.2.1.2 幼虫体重评价法

采用何康来等[24]方法，饲料制作稍有改动。待供试品种长至心叶末期时，从顶端处往下剪约10 cm的茎秆，并剔除周围的叶，剪下的茎秆分别放于冰箱中，48 h之后用永和YH9008型绞碎机磨成浆状待用。采用人工饲料作为供试饲料，将该饲料分为两类，一类作为对照饲料，不改变任何成分；另一类作为处理饲料，将饲料中的玉米粉用供试玉米秆浆替代。将每份测试饲料分装于24 孔的培养板，接亚洲玉米螟初孵幼虫1头/孔，每一处理重复3次，放入人工气候箱中饲养，温度 27℃ ±1℃，相对湿度75% ±5%，光周期 L∶D =16 h∶8 h。经过7 d分别检查和记录活虫数及虫重。

1.2.1.3 剖秆调查法

待玉米成熟后剖秆调查玉米螟危害茎秆部位的平均单株蛀孔数及平均单株隧道长度。

1.2.2 抗螟性鉴定标准

1.2.2.1 食叶级别法鉴定评价标准

根据行业标准NY/T 1248.5-2006[15]中的评价体系对心叶末期调查1代玉米螟危害情况。按以下描述记载玉米螟食叶级别，计算玉米螟对各鉴定品种叶片危害程度的平均值，根据食叶级别的平均值，划分各鉴定材料的虫害级别，评价抗虫性。表2，表3

表2 玉米螟对心叶危害程度的分级标准Table 2 Grading standard of corn borer damage to heart leaves

表3 按食叶级别评定抗螟性的分级标准Table 3 Grading standards for assessing resistance to stem borers according to the level of eating leaves

食叶级别采用9级标准划分，根据食叶级别的平均值，划分各鉴定材料的虫害级别及抗性水平计算各品种的食叶级别:

平均食叶级别=

当敏感对照材料达到相应虫害级别(7～9级)，抗玉米螟材料鉴定为有效。

1.2.2.2 幼虫体重评价法鉴定标准

根据《玉米抗螟性鉴定方法与评价标准》[24]以对照与各个鉴定品种的虫重计算抗性指数，并根据抗性指数确定抗性级别：高抗(HR)抗性指数<0.29；抗(R)抗性指数0.30～0.49；中抗(MR)抗性指数0.50～0.69；感虫(S)抗性指数0.70～0.89；高感(HS)抗性指数>0.9。

1.3 数据处理

数据采用 Microsoft office Excel 2010、IBM SPSS 22.0 进行处理，各处理间数据采用Duncan方差分析多重比较，综合比较不同品种的抗螟性差异。

2 结果与分析

2.1 新疆19个主栽玉米品种心叶期抗螟性评价

2.1.1 食叶级别法鉴定

研究表明，高感对照品种丹340虫害级别为7级，抗螟(玉米螟)性水平鉴定试验有效。其中KWS1553、新玉57号平均食叶级别均为2.9，虫害级别达1级，2个供试玉米品种在心叶期均表现出高抗(HR)水平；KWS6333、KWS3376、先玉335平均食叶级别分别为3.9、4.1及4.7，虫害级别均为3级，3个供试玉米品种在心叶期达到抗(R)性水平；KWS9384、新玉59号、郑单958、五谷631、新玉69号、新玉108号、KWS2564、五谷310、新玉52号、新玉54号，虫害级别均为5级，10个供试玉米品种在心叶期达到中抗(MR)水平；新玉47号、先玉987、五谷568、九圣禾235平均食叶级别均大于7，虫害级别为7级，在心叶期表现感虫(S)水平。表4

表4 基于食叶级别法的新疆19个主栽玉米品种心叶期抗螟性评价Table 4 Evaluation of borer resistance of Xinjiang main maize varieties based on foliar feeding grade method

2.1.2 幼虫体重评价法鉴定

研究表明，19个供试主栽玉米品种抗玉米螟水平方面存在显著性差异(P<0.05)。KWS1553、先玉335、新玉57号、KWS6333抗性指数依次为0.11、0.13、0.24、0.27，均表现高抗(HR)水平，其虫重值无显著性差异(P>0.05)，且KWS1553(0.000 77 g)<先玉335(0.000 89 g)<新玉57号(0.001 64 g)0.05)，九圣禾235最低为57.20%，新玉47号存活率最高，达94.44%；此外，新玉108号、五谷310、新玉52号、KWS9384、KWS2564表现为抗性(R)水平，新玉69号、新玉54号、KWS3376、郑丹958、五谷631、新玉59号则为中抗(MR)水平。表5

表5 基于幼虫体重评价法的新疆19个主栽玉米品种心叶期抗螟性评价Table 5 Evaluation of borer resistance of Xinjiang main maize varieties based on feeding method

2.2 19个主栽玉米品种蜡熟期抗螟性评价

研究表明，在平均单株蛀孔数方面，敏感对照品种丹340茎秆为1.06个/株，与新玉57号无显著性差异(P>0.05)；平均单株蛀孔数最少的则是新玉108号(0.03个/株)、五谷631(0.05个/株)、五谷310(0.08个/株)，且与其他供试品种存在显著差异(P<0.05)；其次是KWS6333、新玉52号、KWS9384，平均单株蛀孔数为0.09、0.1和0.13个/株。新玉108号、五谷631、五谷310在玉米成熟期的抗螟性较其他供试品种表现最好，而品种新玉57号在玉米成熟期抗螟性表现最差。

平均单株隧道长度，敏感对照品种丹340最大，为4.96 cm/株，与供试玉米品种存在显著差异(P<0.05)。新玉108号、五谷631、KWS6333、郑单958分别为0.04、0.04、0.12和0.16 cm/株，五谷310、新玉47号、先玉987、KWS9384、KWS2564的平均单株隧道长度则分别为0.27、0.27、0.30、0.38和0.39 cm/株；平均单株隧道长度最长的是新玉57号，为3.06 cm/株。新玉108号、五谷631、KWS6333、郑单958在玉米成熟期抗螟性表现较好，新玉57号在玉米成熟期抗螟性表现最差。

综合平均单株蛀孔数及平均单株隧道长度，玉米蜡熟期抗螟性较好的是新玉108号、五谷631、五谷310、KWS6333、郑单958，而新玉57号抗螟性较差。图1

注：同列数据后不同小写字母表示邓肯氏多重比较法检验，P<0.05 水平差异显著

图2 新疆19个主栽玉米品种平均单株隧道长度变化Fig.2 Column chart of average tunnel length per plant of 19 main maize varieties in Xinjiang

3 讨 论

玉米品种间的抗螟性存在明显差异，同一品种不同生育时期的抗螟性也不尽相同[25]。在玉米心叶末期通过田间及室内鉴定方法对新疆19个主栽玉米品种进行了抗螟性评价，发现KWS1553、新玉57号均达高抗(HR)，而新玉47号、先玉987、五谷568、九圣禾235则均为感(S)及高感(HS)，其余品种为抗性(R)及中抗(MR)。在玉米成熟期通过剖秆调查其茎秆平均单株蛀孔数及平均单株隧道长度发现抗螟性较好的是新玉108号、五谷631、五谷310、KWS6333、郑单958，新玉57号抗螟性最差，这与心叶末期得出的结果不一致，在评价玉米品种抗螟性时不能只关注玉米前期抗螟性，还应关注其他不同生育期的抗螟性[26]。KWS1553、新玉108号、五谷631、五谷310、KWS6333、郑单958抗螟性较好。

玉米抗虫性是多种因素相互作用的结果，不能只依赖于一种鉴定方法[18]。田间及室内鉴定的结果来看，2种方法的检测结果基本一致，但个别玉米品种的检测结果有一定的出入：其中KWS6333、先玉335在感虫法抗螟性评价中仅达抗性水平(R)，但在饲喂法抗螟性评价中达高抗水平(HR)；品种KWS3376在感虫法抗螟性评价中达抗性水平(R)，但在饲喂法抗螟性评价中仅达中抗水平(MR)；品种新玉108号、KWS9384、新玉52号、五谷310、KWS2564在感虫法抗螟性评价中仅达中抗水平(MR)，但在饲喂法抗螟性评价中达抗性水平(R)；新玉47号、先玉987、五谷568在感虫法抗螟性评价中仅达感虫水平(S)，但在饲喂法抗螟性评价中达高感水平(HS)，可能与2种鉴定方法的调查及鉴定标准有关，田间感虫法是通过玉米螟食叶级别来划分品种的虫害级别，以此评价抗虫性，而饲喂法则是通过对照与各品种的虫重计算抗性指数，以此评价抗性级别。不同的鉴定方法可能对鉴定结果有一定影响，钱海涛等[27]对玉米螟食叶级别法、显色反应法、虫粪圈法3种主要玉米抗螟性快速检测方法的效果进行了比较，结果基本一致。同样的也可能与调查及处理对象有关，郭井菲等[17]指出茎秆机械强度、外表皮厚度、节间基环长度对植株抗螟性都有影响，但在饲喂法中可能规避了这些影响因子，使得评价结果略有差异。

4 结 论

心叶期抗螟性最好的是KWS1553，其平均食叶级别为2.9，幼虫存活率为33.33%，幼虫重为0.000 77 g，达高抗(HR)水平；成熟期抗螟性表现最好的是新玉108，平均单株蛀孔数、平均单株隧道长分别为0.03个/株、0.04 cm/株。品种KWS1553、新玉108号、五谷631、五谷310、KWS6333、郑单958苗期及成熟期抗螟性较好，而新玉57号苗期抗螟性达高抗水平，成熟期抗螟性则较差，生产上可优先选择种植抗螟较优的品种，同时避免感虫及高感品种的种植，可在一定程度上实现玉米螟的自然控制，并减少化学农药施用。