香蕉叶柄和假茎单宁含量与抗假茎象甲关系研究

李科明 舒海燕 常胜合 詹儒林

摘要 为了明确香蕉单宁含量与其对假茎象甲抗性的关系，采用香蕉假茎平均蛀道数比值法评价了6个香蕉品种对假茎象甲的抗性，同时采用香草醛法测定了各品种香蕉叶柄和假茎的单宁含量并分析了单宁含量与其对假茎象甲抗性的关系。结果表明，广粉1号和海贡蕉对假茎象甲的抗性较强，南天皇和粤科1号抗虫性次之，宝岛蕉和巴西蕉抗虫性较差。香蕉叶柄和假茎单宁含量测定结果表明，各品种香蕉单宁含量差异较大，其单宁含量为7.21～16.60 mg/g，而且香蕉假茎单宁含量高于叶柄单宁含量。香蕉假茎和叶柄单宁含量与其对假茎象甲抗性相关分析表明，香蕉假茎单宁含量与其对假茎象甲抗性显著负相关，而叶柄单宁含量与其对假茎象甲抗性无相关性。该研究旨在探索香蕉品种对假茎象甲的抗性机理，为抗虫香蕉品种的选育提供科学依据。

关键词 香蕉品种;抗虫性;单宁;假茎象甲

中图分类号 S 48文献标识码 A文章编号 0517-6611（2022）02-0157-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.02.042

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Correlation between Tannin Content in Petiole and Pseudostem of Banana and Its Resistance to Odoiporus longicollis （Oliver）

LI Ke-ming， SHU Hai-yan， CHANG Sheng-he et al （Haikou Experiment Station， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou，Hainan 571101）

Abstract To understand the resistance of six banana varieties to banana pseudostem weevil as well as the role of tannin content in banana petioles and pseudostems in resistance to banana pseudostem weevil. The resistance level of each banana variety to banana pseudostem weevil were evaluated by average ratio of borer hole number of larva of Odoiporus longicollis  six banana varieties. The tannin content in banana petioles and pseudostems was determined by vanillin method， and the relationship between tannin content and insect resistance was studied by correlation analysis. The results of resistance evaluation showed that Guangfen 1 and Haigongjiao had the strongest resistance to O. longicollis， followed by Nantianhuang and Yueke 1. Baodaojiao and Baxijiao showed the lowest resistance. The determination results of tannin content in banana petioles and pseudostems showed that the tannin content was quite different in different banana varieties， and the tannin content was between 7.21-16.60 mg/g， and the tannin content in pseudostems was higher than that in petioles. The correlation analysis showed that the tannin content in pseudostems had a significantly negatively correlation with its resistance to O. longicollis， while the tannin content in petioles had no correlation with its resistance to O. longicollis. The study will understand the resistance mechanism of banana varieties to O. longicollis and provide scientific basis for the selection and breeding insect-resistant banana varieties.

Key words Banana varieties;Insect resistance;Tannin;Odoiporus longicollis

基金項目 海南省自然科学基金（318MS102）;广西作物病虫害生物学重点实验室开放基金（2019-KF-04）。

作者简介 李科明（1980—），男，陕西汉中人，副研究员，博士，从事热带果树病虫害防治研究。*通信作者，研究员，博士，从事热带果树抗病虫育种研究。

收稿日期 2021-09-03

香蕉是我国重要的热带水果，在我国华南农业经济发展中起重要作用[1]。香蕉假茎象甲（Odoiporus longicollis Oliver）属鞘翅目象虫科，是香蕉上的重要害虫，广泛分布于我国广西、广东、海南、福建、台湾、云南等香蕉种植区。近年来香蕉假茎象甲危害日益严重，已经影响到我国香蕉产业健康发展。据报道，我国蕉园常年香蕉象甲有虫株率高达50%，为害率达60%～70%[2-4]。对于香蕉假茎象甲的防治，国内外仍主要采用化学农药防治[5-8]。虽然化学防治见效快、防治效果好，但长期大量使用化学农药，易造成香蕉果实农药残留增高、蕉园环境污染加剧及害虫抗药性上升等问题。

采用抗病虫植物品种，是植物病虫害综合防治的重要措施之一，已在多种植物病虫害防治实践中发挥作用[9-10]。植物抗虫机制有3种：非选择性、抗生性和耐害性。非选择性是植物通过释放某些化学气味物质或者通过改变叶片颜色、形状、株型，体表生刺或腺毛等形态特征使害虫不选择其取食、产卵从而达到免受害虫危害。抗生性是植物通过产生酚类、生物碱等次生物质或者植物体内缺乏昆虫生长发育的必需物质，使昆虫在取食后生长缓慢、发育不良、寿命缩短、生殖能力减弱甚至死亡，从而控制害虫的种群数量。耐害性是植物被害虫取食后表现出的忍受能力或者起到补偿危害作用的再生长或再繁殖能力[11]。非选择抗性和抗生性被众多学者广为接受，而耐害性，有学者认为它只是植物生长特性表现出来的最终结果而不是真正的抗性[12]。

目前，国内外还没有抗虫香蕉品种，有关香蕉品种抗虫机制的研究很少[13]，严重影响我国香蕉抗虫品种的选育。单宁是植物体内广泛存在的一种重要的次生代谢物，与植物抗虫性密切相关，许多植物上都开展了单宁含量与其抗虫性关系的研究[14-16]，而香蕉上还没有开展此研究。基于此，笔者以田间种植的6个香蕉品种为材料，利用假茎平均蛀道数比值法评价了香蕉品种对假茎象甲的抗性，采用香草醛法测定了香蕉品种叶柄和假茎的单宁含量，并分析了香蕉单宁含量与其对假茎象甲的抗性，旨在探索香蕉品种对假茎象甲的抗性机理，为抗虫香蕉品种的选育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 香蕉品种包括巴西蕉、宝岛蕉、粤科1号、广粉1号、南天皇和海贡蕉，6个品种组培苗均由中国热带农业科学院海口实验站组培中心提供，于2019年3月分小区种植于海口实验站儋州基地，采用常规的栽培管理方式，香蕉种植期间不施用任何化学药剂。所需试剂香草醛、儿茶素购自Sigma公司，甲醇、浓盐酸购自西陇化工股份有限公司。分光光度计为U-T6紫外可见分光光度计（屹谱仪器制造上海有限公司）。

1.2 取样方法和样品处理 香蕉营养生长盛期取各品种香蕉第一片叶的叶柄和假茎，样品用蒸馏水冲洗干净后切成小块，自然晾干后60 ℃烘至恒重，经粉碎过60目筛，干粉置于-20 ℃冰箱保存备用。每品种3个重复。

1.3 不同香蕉品种对假茎象甲抗性测定 田间自然感虫情况下，于2019年11月、2020年3月和8月3次调查假茎象甲的危害情况并记录香蕉假茎上的蛀道数，每个香蕉品种调查20株。香蕉对假茎象甲的抗性评定采用平均蛀道数比值法，计算公式：蛀道数比值=某香蕉品種的蛀道数/全部香蕉品种的平均蛀道数。将3次调查获得的香蕉假茎蛀道数比值平均，根据平均蛀道数比值的不同，将香蕉对假茎象甲的抗性分成5级：高抗，0～0.20;抗，0.21～0.40;中抗，0.41～0.80;感虫，0.81～1.20;高感，1.20以上。

1.4 单宁含量测定 单宁含量采用香草醛法测定[17]。以儿茶素作为标准品，制作标准曲线，用于测定样品单宁含量。标准曲线按如下步骤制作：先将儿茶素标准品用70%甲醇配制成浓度分别为0、10、20、30、40和50 μg/mL的儿茶素标准溶液。再将0.5 mL儿茶素标准溶液加入到以铝箔遮光的试管中，再加入3 mL 4%香草醛甲醇溶液和1.5 mL浓盐酸，放入20 ℃的水浴中反应蒸馏水作空白对照，分光光度计在510 nm处测定吸光度。以吸光度为纵坐标，儿茶素浓度为横坐标绘制标准曲线。

样品单宁含量测定：称取各样品干粉1 g，置于250 mL三角瓶中，加入50 mL 70%甲醇水溶液，封口后放入摇床，100 r/min振荡提取2 h，经双层滤纸过滤后，收集滤液备用。将0.5 mL滤液移入以铝箔遮光的试管中，加入3 mL 4%香草醛甲醇溶液和1.5 mL浓盐酸，放入20 ℃的水浴中反应20 min，蒸馏水作空白对照，用分光光度计在510 nm处测定吸光度。然后按照计算公式：单宁含量=V/（20×W）×100%，计算样品单宁含量（V为从标准曲线查得的单宁浓度，μg/mL;W为样品质量，g）。

1.5 数据分析 采用SPSS 16.0软件Tukey法对香蕉叶柄和假茎单宁含量进行多重比较分析，采用线性回归法分析香蕉叶柄和假茎单宁含量与其对假茎象甲抗性的关系。数据显著差异水平设置为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同香蕉品种对假茎象甲的抗性

根据香蕉对假茎象甲的抗性测定方法，对巴西蕉、宝岛蕉、粤科1号、广粉1号、南天皇和海贡蕉对假茎象甲的抗性进行了评价。结果表明，广粉1号为高抗品种，其假茎上平均蛀道数比值为0.12;海贡蕉的抗性次之，其假茎上平均蛀道数比值为0.38，属于抗虫品种;南天皇和粤科1号为中抗品种，其假茎上平均蛀道数比值分别为0.54和0.76;宝岛蕉为感虫品种，其假茎上平均蛀道数比值为1.04;巴西蕉为高感品种，其假茎上平均蛀道数比值为1.28（表1）。

2.2 不同香蕉品种叶柄和假茎单宁含量 采用香草醛法分

别对不同品种香蕉叶柄和假茎单宁含量进行测定，结果表明，在叶柄和假茎中，各品种香蕉单宁含量均存在显著差异。

叶柄中单宁含量最高的品种为粤科1号，为13.41 mg/g，显著高于除南天皇外的其他品种;南天皇叶柄中单宁含量仅次于粤科1号，为11.43 mg/g;海贡蕉和宝岛蕉叶柄单宁含量居中，分别为9.31和9.22 mg/g;广粉1号和巴西蕉叶柄单宁含量较低，分别为7.85和7.21 mg/g。假茎中单宁含量最高的品种为广粉1号，其单宁含量为16.60 mg/g，显著高于除海贡蕉外的其他品种;海贡蕉假茎单宁含量为14.49 mg/g，低于广粉1号假茎单宁含量，但差异不显著;粤科1号和南天皇假茎单宁含量居中，分别为13.38和13.44 mg/g;巴西蕉和宝岛蕉假茎单宁含量较低，分别为9.06和9.15 mg/g。此外，广粉1号和海贡蕉叶柄与假茎单宁含量差异较大，广粉1号假茎单宁含量是叶柄的2.1倍，海贡蕉假茎单宁含量是叶柄单宁含量的1.56倍。而宝岛蕉和粤科1号叶柄与假茎单宁含量相接近。总体来看，香蕉假茎单宁含量高于叶柄单宁含量（表2）。

2.3 不同抗性香蕉品种单宁含量与其对假茎象甲抗性的相关性分析

不同抗性香蕉品种上假茎象甲平均蛀道数比值分别与香蕉叶柄和假茎单宁含量进行回归分析，结果表明（图1），不同抗性香蕉品种上假茎象甲平均蛀道数比值与香蕉假茎单宁含量存在显著负相关，高抗品种假茎单宁含量高，假茎象甲平均蛀道数比值则低。而感虫品种假茎单宁含量低，假茎象甲平均蛀道数比值却高。不同抗性香蕉品种上假茎象甲平均蛀道数比值与香蕉叶柄单宁含量相关性分析表明，香蕉叶柄单宁含量与假茎象甲平均蛀道数比值无相关性。

3 结论与讨论

香蕉抗性评价结果表明，6个香蕉品种对假茎象甲的抗性表现为广粉1号>海贡蕉>南天皇>粤科1号>宝岛蕉>巴西蕉。这与之前的研究结果基本一致，在之前的研究中，笔者利用假茎诱捕法测定了广粉1号、海贡蕉、巴西蕉、宝岛蕉对假茎象甲的非选择抗性，发现广粉1号和海贡蕉对假茎象甲的非选择抗性显著高于巴西蕉和宝岛蕉[13]。关于香蕉品种对假茎象甲的抗性评价指标，目前还没有公认的标准。有学者采用假茎象甲成虫、幼虫虫口密度作为评价指标[18]，有学者采用成幼虫虫口密度结合蛀道数作为评价指标[19]，有学者采用假茎象甲幼虫体重、头壳宽度等幼虫发育指标作为评价指标[20]。该研究采用平均蛀道数比值作为香蕉品种抗性评价指标，是一种尝试。对于香蕉品种抗虫性评价指标，笔者认为有必要加强研究，建立一个更为合理被大多数学者广为接受的香蕉抗虫性评价指标。此外，该研究测定得出的香蕉抗虫性级别是相对抗性，加之目前还没有公认的绝对抗假茎象甲的香蕉品种，所以生产上选用抗虫香蕉品种时还需要进一步验证。

香蕉单宁含量测定结果表明，6个香蕉品种单宁含量差异显著，而且同一品种不同部位单宁含量也有差异，总体来看，香蕉假茎单宁含量高于叶柄单宁含量。香蕉假茎和叶柄单宁含量与香蕉抗虫性的相关分析表明，假茎单宁含量与香蕉抗虫性相关，而叶柄单宁含量与香蕉抗虫性不相关，出现这种差异可能是因为该研究是以假茎受害程度（假茎蛀道数）作为评价香蕉抗虫级别的指标，而不是以叶柄受害程度作为评价指标。之所以选择假茎蛀道数为抗性评价指标，是因为相对叶柄的危害，假茎象甲对假茎的危害才是最主要的危害方式。以假茎蛀道数作为香蕉品种抗性评价指标，更能反映香蕉品种与假茎象甲之间的相互关系。

单宁是植物体内广泛存在的一种重要次生代谢物，能夠影响昆虫的取食以及使昆虫生长发育不良，与植物抗虫性密切相关。贾彦霞等[15]研究表明辣椒单宁含量与其对西花蓟马的抗性显著负相关。杨宇晖等[17]研究认为蕾期棉铃单宁含量与其对绿盲蝽抗性显著负相关。该研究与前人研究结果类似，香蕉假茎单宁含量与其对假茎象甲的抗性显著负相关。因此，笔者认为提高香蕉假茎单宁含量，有可能成为香蕉抗虫育种的重要途径之一。

与香蕉抗虫性相关的因子众多，该试验只研究了香蕉单宁含量与其对假茎象甲抗性的关系，其他一些与植物形态抗性相关因子如株型、株高、叶角、表层厚度等以及与植物生化抗性相关因子如营养物质含量包括蛋白质含量、可溶性糖含量等以及植物次生物质包括酚类化合物含量、生物碱含量以及萜烯类化合物含量，还有待进一步研究。

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