宁夏主栽苜蓿品种(系)对豌豆蚜的抗性评价

马建华，魏淑花，张洪英，张蓉*，李克昌，罗晓玲，张宇

(1.宁夏农林科学院植物保护研究所，宁夏 银川 750002；2.宁夏大学农学院，宁夏 银川 750001；3.宁夏草原工作站，宁夏 银川 750002)



宁夏主栽苜蓿品种(系)对豌豆蚜的抗性评价

马建华1，魏淑花1，张洪英2，张蓉1*，李克昌3，罗晓玲3，张宇3

(1.宁夏农林科学院植物保护研究所，宁夏 银川 750002；2.宁夏大学农学院，宁夏 银川 750001；3.宁夏草原工作站，宁夏 银川 750002)

运用蚜量比值法和模糊识别法，对12个宁夏主栽苜蓿品种(系)进行了田间和室内抗蚜评价试验。田间蚜虫种类以豌豆蚜(Acyrthosiphonpisum)为主，占混合种群数量的80%以上。田间和室内结果综合分析表明：供试12个苜蓿品种(品系)中，惊喜、WL343HQ和德宝3个品种为高感品种，其蚜量比值均大于1.25，并与其他品种间差异极显著；柏拉图、中苜3号、甘农4号等3个品种为感蚜品种，其蚜量比值位于0.76～1.25之间；先行者为中抗品种，蚜量比值为0.51，位于0.51～0.75之间；皇冠、三得利、皇后、SR4030和MF40205等5个品种为抗蚜品种，其蚜量比值 0.26～0.50之间。同时，本研究也提出了室内和田间苜蓿抗蚜鉴定方法分别为模糊识别法和蚜量比值法的评价方法和标准。

苜蓿；品种；豌豆蚜；抗性；评价

宁夏位于黄河中上游地区及沙漠与黄土高原的交界地带，生态环境脆弱，农业生产力低下，但发展草业得天独厚。目前草畜产业已发展成为宁夏地区农业和农村经济结构战略性调整的重要内容，也是特色优势产业和促进社会主义新农村建设的主要内容。紫花苜蓿(Medicagosativa)作为重要的优良豆科牧草，不仅是家畜日粮中不可缺少的部分，而且是生态恢复、土壤改良的优选植物[1]。因其多年生、枝叶茂盛、营养价值高等特性，已经成为宁夏乃至全国牧草产业主要发展的人工牧草。截止2012年底，宁夏苜蓿留床面积已占牧草总种植面积的66%以上，约39万hm2[2-3]。但是，随着种植面积的扩大和连年种植，病虫害问题越来越严重，已成为苜蓿品质引选及影响产量和品质的重要因子。苜蓿蚜虫是危害苜蓿最为严重的害虫之一，在宁夏危害苜蓿的蚜虫主要有苜蓿斑蚜(Therioaphistrifolii)、豌豆蚜(Acyrthosiphonpisum)、苜蓿无网蚜(Acyrthosiphonkondoi)和豆蚜(Aphiscraccivora)4种[4-5]。蚜虫喜食苜蓿的嫩茎、嫩梢、幼芽和花器，以刺吸口器吸取苜蓿汁液。被害苜蓿植株生长矮小，叶片卷缩，变黄脱落，甚至造成全株死亡[6]。蚜虫分泌的蜜露常引起苜蓿叶片霉病，直接影响了苜蓿营养价值和加工价值[7]。此外，蚜虫能传播苜蓿花叶病毒病，促使苜蓿黑茎病发生等，对苜蓿能造成很大危害[8]。

如何有效地防治蚜虫，已成为苜蓿产业发展的重要课题之一。国内外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，其中以培育和应用抗虫品种最为成功。国外在苜蓿抗蚜特性[9-11]，苜蓿斑蚜、苜蓿无网蚜和豌豆蚜的生物型[12-15]，抗蚜性的遗传[16-18]和抗蚜育种方法[19-20]等方面都有研究报道。另外，国外一些育种机构成功地培育出了Moapa、Zia、Lahontan、Sonora、Bam、Sirsa9、Sonora、Caliverde 65、Mesa-Sirsa、Washoe、Bonanza、Dawson、Mesilla、WL-504、Hayden等抗蚜苜蓿品种[21-23]，既减少了杀虫剂的用量，又提高了苜蓿的产量和品质。我国在农作物抗蚜性鉴定和机制方面做了许多研究，并提出了蚜量比值、蚜情指数、模糊识别技术及电动穿刺技术等抗蚜鉴定方法和评价标准[24-28]，苜蓿抗蚜性鉴定和机制方面虽开展了部分研究[29-31]，但至今有关苜蓿抗蚜鉴定方法和评价标准尚未建立。近年来，我国各苜蓿产区主要推广的品种多为国外品种。初步研究认为我国的蚜虫种类与国外的不同，而且蚜虫有不同的生物型，不同的苜蓿品种对其抗性反应不一样。因此，对引进的国外苜蓿品种在当地进行相应的抗蚜性鉴定评价，然后合理布局、进行相应的利用推广，不仅有利于筛选出适合当地的抗蚜苜蓿品种，还可避免品种抗蚜性的快速丧失[32]，进而可较长地保持优良苜蓿品种产量的稳定性，提高经济效益和生态效益。相关研究表明[26]，模糊识别方法因论域中的模糊特征直接转化为模糊的抗虫信息，矫正了蚜情指数法的缺陷。蚜情指数法不仅需要付诸大量的劳动和时间进行精确调查蚜虫的量，而且精确性向模糊性的转换是外延扩大的过程，因此这种方法不严密。模糊识别法是蚜情指数法效率的61倍。蚜量比值法通过对各植株上蚜虫数量的详细观察记录而真实反映了田间自然发生状况。而EPG技术需要的设备先进，目前条件有限，有条件便应用EPG技术进行研究抗虫性品种与蚜虫的互作机制。因此，本研究运用蚜量比值法和模糊识别法，在宁夏贺兰山农垦茂盛草业公司试验地和温室内对来自国内外在宁夏地区主栽12个苜蓿品种(品系)进行田间和室内的评价试验，试图找到抗性种质资源、探讨抗性机制，建立大田和室内条件下苜蓿品种抗蚜鉴定方法，进而为苜蓿抗虫育种及苜蓿蚜虫的综合治理提供理论依据。

1　材料与方法

1.1供试品种

试验所用苜蓿品种(品系)均由“国家牧草产业体系-盐池综合试验站”项目提供，共12个，目前均为宁夏地区主栽品种(品系)。这12个品种(品系)分为2类，1类是国内育成的品种，如中苜3号和甘农4号；2类是引进的国外苜蓿品种(品系)，如皇冠、WL343HQ、三得利等(表1)。

1.2田间抗性鉴定

1.2.1供试虫源田间自然虫源。调查时正处第1茬苜蓿现蕾之前营养生长期。此时田间蚜虫为混合种群，但以豌豆蚜为主，占混合种群数量的80%以上，其他种类有苜蓿斑蚜、苜蓿无网蚜、豆蚜。

1.2.2田间试验设计及种植管理12个苜蓿品种(品系)，按随机区组设计，每一品种(品系)重复3次，种植在宁夏农垦茂盛草业公司试验地内。播种日期：2011年5月16日。平均播种量： 22.5 kg/hm2。小区面积：5.0 m×7.5 m。

1.2.3调查及抗性评价调查时间为2012年5月16日，此时各小区为第1茬营养生长期，亦为蚜虫年度发生的种群高峰期。

1)小区虫量调查。每小区5点取样，每样点查20枝条上蚜虫的成若虫数量。调查时用铺有白纸的28.5 cm×38.5 cm的铁盘，将20个枝条地上部放入盘内抖动，然后计算其内的蚜虫成若虫数量。虫量单位为：头/100枝。

2)抗性评价方法。枝条计算法：用百枝条虫量结合防治指标进行评价[4,33]；蚜量比值法：计算方法如下，抗性级别划分见表2[34]。

蚜量比值=某材料蚜量/全部观察材料的平均蚜量

1.3室内抗性鉴定

1.3.1供试虫源从宁夏农垦茂盛草业公司试验地种植的苜蓿植株上采集发育健壮的豌豆蚜无翅成蚜。

1.3.2国内方法[27]于2014年4月11日将供试12个苜蓿品种在温室种于花盆(25 cm×30 cm)中，每品种6盆集中放置，品种间行距1 m，常规管理，不作任何处理；出苗整齐后进行间苗，每盆保留20棵健壮苜蓿幼苗。于7月17日苜蓿幼苗30 cm高时，采用大量蚜虫侵染幼苗法接种蚜虫进行试验，将田间采回的健壮豌豆蚜无翅成蚜轻轻抖动于花盆中的白纸上，让其自然爬上苜蓿植株，每盆接种100头。接虫后每一品种集中用网纱(1 m×1 m×1 m)罩住，以防蚜虫逃走和外来天敌入侵。于接蚜3,7,10 d后进行查蚜，逐株记录蚜虫数量。

表1　试验所用苜蓿品种(品系)基本信息Table 1　The basic information of alfalfa variety (strain) used in tests

评价标准：参见1.2.3蚜量比值法。

表2　苜蓿抗蚜性级别划分Table 2　The level partition of alfalfa aphid resistance

表3　苜蓿受豌豆蚜为害的分级标准Table 3　Grade of damage alfalfa by A. pisum

1.3.3美国方法[9,26]此方法即为模糊识别法。于2014年7月10日将供试12个苜蓿品种(品系)在温室种于花盆中，每品种6盆集中放置，品种间行距1 m，常规管理，不作任何处理。出苗后1 d进行间苗，每盆保留20棵健壮的苜蓿幼苗，采用蚜虫自然侵染法将豌豆蚜接到出苗1 d的苜蓿幼苗上，每株苗上接种2头豌豆蚜，接种后每一品种集中用网纱(1 m×1 m×1 m)罩住，以防蚜虫逃走和外来天敌入侵。28 d后，喷施4.5%毒死蜱乳油终止蚜虫侵染，并在喷药7 d后根据表3评估植株的受害程度。

参照美国苜蓿抗虫商业化标准，将1～3级植株确定为抗虫植株，4～5级确定为感虫植株。按抗性植株所占百分比，将苜蓿品种对蚜虫的抗性分为5级，具体见表4，抗性植株数计算如下：

抗性植株数=∑(1级株数+2级株数+3级株数)/调查总株数×100%。

1.4数据分析方法

运用Excel 2007和DPS统计软件进行数据处理和多重比较分析(P<0.05)。

2　结果与分析

2.1田间抗蚜性评价

2.1.1枝条计算法由表5和图1得知，供试12个苜蓿品种百枝条豌豆蚜虫口密度存在差异，基本分为4类，其中，惊喜为第一类，其百枝条虫口密度为7798.01头；WL343HQ和德宝为第二类，其百枝条虫口密度平均分别为5069.50和4159.55头；柏拉图、中苜3号、甘农4号、先行者、SR4030、MF4020、皇冠、三得利、皇后9个品种为第三类，其百枝条虫口密度均小于2500头。另外，根据张蓉等[33]2014年制定的豌豆蚜防治指标为百枝条虫口密度>4000头，供试的12个苜蓿品种分为两类。其中，惊喜、WL343HQ和德宝3个品种百枝条虫口密度均大于4000头，为第一类；其余9个品种百枝条虫口密度均小于4000头，为第二类。

表4　苜蓿品种抗蚜性评价标准Table 4　The evaluation standard of alfalfa aphid resistance

表5　不同苜蓿品种蚜虫发生量Table 5　The occurrence quantity of aphid on different alfalfa varieties

同列数据后不同字母表示差异极显著(新复极差法，P<0.01)。下同。Values in the same column followed by different letters are significantly different at the 0.01 level by Duncan’s multiple range test. The same below.

图1　供试12个苜蓿品种蚜虫百枝条虫口密度聚类分析Fig.1　The cluster analysis of population density on 100 branches of 12 alfalfa varieties

2.1.2蚜量比值法表6表明，供试12个苜蓿品种抗蚜性存在差异，基本分为4类。其中，惊喜、WL343HQ和德宝为高感品种，其蚜量比值均大于1.25，并与其他品种间差异极显著；柏拉图、中苜3号和甘农4号为感蚜品种，其蚜量比值位于0.75～1.25之间；先行者为中抗品种，蚜量比值为0.51，位于0.50～0.75之间；SR4030、MF4020、皇冠、三得利和皇后5个品种为抗蚜品种，其蚜量比值 0.25～0.50之间。

2.2室内抗性鉴定

2.2.1国内方法表7表明，供试12个苜蓿品种共分为3类。其中，惊喜为高感品种，其蚜量比值为1.64，大于1.25；甘农4号和柏拉图为中抗品种，蚜量比值位于0.50～0.75之间；其余9个品种为感蚜品种，蚜量比值位于0.75～1.25之间。

表6　供试12个苜蓿品种田间受豌豆蚜为害后抗性级别划分Table 6　The resistance degree division of 12 alfalfa varieties after invaded by A. pisum in field

表7　供试12个苜蓿品种室内受豌豆蚜为害后抗性级别划分Table 7　The resistance degree division of 12 alfalfa varieties after invaded by A. pisum in the indoor

2.2.2美国标准表8表明，供试12个苜蓿品种抗蚜性分为3类。其中，三得利、MF4020、皇后、皇冠和SR4030等5个品种为抗蚜品种，其健康植株所占比例在30%～50%之间；柏拉图、甘农4号、先行者和中苜3号4个品种为中抗品种，其健康植株所占比例在15%～30%之间；惊喜、WL343HQ和德宝3个品种为低抗品种，健康植株所占比例在5%～15%之间。

3　结论与讨论

在苜蓿抗蚜鉴定上，目前国内正处于探索阶段。黄伟等[29]利用感蚜指数法，并划分高抗(0～0.60)、中抗(0.60～1.20)和抵抗(>1.20)等3个抗性级别，对苜蓿的着蚜量进行了田间抗性鉴定，证明在苜蓿盛花期时蚜虫发生量最大，且各品种间差异显著，通过分析得出德国大叶熊和美国杂交雄是高抗品种。武德功等[31]利用大量蚜虫侵染幼苗法，对室内、室外苜蓿抗性品种作出调查，得出在田间自然感蚜的条件下，高抗品种有德宝、中苜1号、三得利、WL232和X0010等8个品种；室内德宝、三得利和WL232则为感虫品种。苜蓿品种的抗蚜性与自身的遗传基因和环境条件有关。同一苜蓿品种生活的环境不同，它的抗蚜能力有差别。田间与室内环境的不同制约并影响着苜蓿品种的抗蚜性，田间控制气候条件较困难，需在室内接种做大量研究，以确定苜蓿品种的抗性。

表8　供试12个苜蓿品种受豌豆蚜为害后健康植株所占比例Table 8　The healthy plant proportion of 12 alfalfa varieties after invaded by A. pisum

以上学者强调测定苜蓿品种内的生理生化指标，初次利用这些鉴定方法对不同抗性的品种进行鉴定分析，但没有建立苜蓿品种的抗蚜鉴定方法和标准。本文借鉴农作物上的蚜量比值法和美国苜蓿抗蚜评价标准-模糊识别法，在宁夏贺兰山农垦茂盛草业公司试验地和温室内对来自国内外在宁夏地区主栽12个苜蓿品种(品系)进行了田间和室内的评价试验。结果表明，田间两种抗蚜鉴定方法结果基本一致，室内两种抗蚜鉴定方法结果存在一定差异；田间两种抗蚜鉴定方法与室内模糊识别法鉴定结果相符，而与室内蚜量比值法鉴定结果存在差异；通过田间和室内鉴定结果综合分析得知，供试的12个苜蓿品种中，惊喜、WL343HQ、德宝为高感虫品种，柏拉图、中苜3号、甘农4号为感虫品种，先行者为中抗品种，皇冠、三得利、皇后、SR4030和MF4020为抗蚜品种。

室内蚜量比值法的鉴定结果与模糊识别法及田间两种鉴定方法的鉴定结果存在差异的原因可能与蚜虫侵染时间长短和是否定植有关系。害虫侵染寄主和定植需要一定的时间，室内蚜量比值法中豌豆蚜侵染不同苜蓿品种的时间仅有10 d，而模糊识别法中豌豆蚜侵染不同苜蓿品种的时间长达28 d，田间两种鉴定方法是自然侵染过程，豌豆蚜定植稳定。据此，可以确定室内苜蓿抗蚜鉴定方法为模糊识别法，田间苜蓿抗蚜鉴定方法为蚜量比值法。

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*An evaluation of the main cultivatedMedicagosativacultivars (strains) forAcyrthosiphonpisumresistance in Ningxia

MA Jian-Hua1， WEI Shu-Hua1， ZHANG Hong-Ying2， ZHANG Rong1*， LI Ke-Chang3， LUO Xiao-Ling3， ZHANG Yu3

1.InstituteofPlantProtection,NingxiaAcademyofAgricultureandForestrySciences,Yinchuan750002,China; 2.AgricultureCollege,NingxiaUniversity,Yinchuan750001,China; 3.GrasslandWorkstationofNingxia,Yinchuan750002,China

An evaluation of the 12 mainMedicagosativacultivars (strains) for aphid resistance was carried out using aphid ration and fuzzy recognition methods in field and indoor conditions in Ningxia. The aphid population in the field was complex, consisting mainly ofAcyrthosiphonpisum(over 80% of the total aphid population). Field and indoor analysis showed that Surprising, WL343HQ and Derby were high susceptible strains, with aphid rations above 1.25 and significantly higher than the other cultivars. Platon, Zhongmu No.3 and Gannong No.4 were susceptible varieties, with aphid rations between 0.76 and 1.25. Pioneer was a middle resistant variety, with an aphid ration of 0.51. Santory, Crown, Queen, SR4030 and MF4020 were resistant varieties, with aphid rations between 0.26 and 0.50. Based on this study, a standard damage index of aphids toMedicago, and aphid ration and fuzzy recognition methods, are recommended for evaluating aphid resistance in field and indoor situations.

alfalfa; cultivars;Acyrthosiphonpisum; resistance; evaluation

10.11686/cyxb2015300

http://cyxb.lzu.edu.cn

2015-06-10；改回日期：2015-12-28

国家牧草产业技术体系-盐池综合试验站 (CARS-35-42)，宁夏回族自治区农作物重大育种专项-苜蓿新品种选育(2014NYYZ03)资助。

马建华(1975-)，男，宁夏中宁人，副研究员，硕士。E-mail: majianhua75@163.com

Corresponding author. E-mail：yczhrnx@163.com

马建华， 魏淑花， 张洪英， 张蓉， 李克昌， 罗晓玲， 张宇. 宁夏主栽苜蓿品种(系)对豌豆蚜的抗性评价. 草业学报, 2016, 25(6): 190-197.

MA Jian-Hua， WEI Shu-Hua， ZHANG Hong-Ying， ZHANG Rong， LI Ke-Chang， LUO Xiao-Ling， ZHANG Yu. An evaluation of the main cultivatedMedicagosativacultivars (strains) forAcyrthosiphonpisumresistance in Ningxia. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(6):190-197.