不同玉米品种(系)田间抗蚜性的初步鉴定

李 远，赵 曼，郭线茹，席章营，罗梅浩，闫凤鸣

(1.河南农业大学植物保护学院，河南郑州450002;2.河南农业大学农学院，河南郑州450002)

玉米蚜(Rhopalosiphum maidis Fitch)是为害玉米、大麦、高梁等多种禾本科作物的一种世界性害虫［1］，广泛分布于中国东北、西北、华北、华中等地，是黄淮海玉米产区为害夏玉米的主要害虫之一.除直接刺吸为害外，其分泌的蜜露污染覆盖在寄主表面诱发“煤污病”，影响光合作用;同时有翅蚜还可传播大麦黄矮病毒、玉米矮花叶病毒等，引起作物病毒病的流行［1］.近年来，随着气候、作物布局、栽培措施和玉米品种的变化等，玉米蚜的发生危害逐渐加重，在个别地区已猖獗成灾，严重时成、若蚜群集于尚未抽出和新抽出的雄穗上以及正在灌浆的雌穗上吸食，造成雄穗无法散粉，籽粒灌浆不实，甚至出现了空棵、秃顶现象，影响玉米产量［2，3］.玉米蚜大发生年份，不同品种(系)玉米受害程度差别很大，而有关玉米蚜的研究，国内主要集中于种群动态、应急控制措施和基本生物学、生态学特性研究方面［4～7］，尚未见不同玉米品种(系)抗蚜性的有关研究.为探明玉米蚜发生程度与玉米种质的关系，本研究选择了河南省4个主栽玉米品种以及玉米蚜发生程度表现不同的7个自交系，于2011年进行了这些品种(系)的田间抗蚜性鉴定，希望本研究能为玉米抗虫育种以及玉米抗蚜性鉴定标准的建立提供依据.

1 材料与方法

1.1 供试材料

玉米品种郑单958﹑浚单20﹑先玉335、良玉88为市售;玉米自交系昌7、昌7-2、濮改340-1-1、87-1、洛941-2-1-1-1、旱21、齐319，为河南农业大学农学院提供.

1.2 田间试验设计

试验在郑州河南农业大学科教园区和驻马店进行.在驻马店试验点，供试材料为自交系齐319、昌7-2、昌7、87-1、洛941-2-1-1-1、旱21 和濮改340-1-1.2011-06-10播种.试验设3次重复，随机区组排列.每区每种材料20株，株间距35 cm，行间距50 cm，玉米植株自然感蚜，全生育期不施用杀虫剂.在郑州河南农业大学科教园区，供试材料为全部11个品种(系).06-14播种，试验设计及管理同驻马店试验点.

1.3 调查方法

驻马店试验田，田间初见玉米蚜时开始调查，每隔5 d调查1次，调查小区内的全部玉米植株(此时玉米蚜发生量较少)，记录每株总蚜量(若蚜和成蚜)及有蚜株率.当玉米雄穗抽出后蚜虫进入盛发期，每小区每种材料定点调查10株，每月5，10，15，20，25，30 日各调查 1 次，记载植株上的若蚜和成蚜数量，直至玉米成熟期.

郑州试验田，自玉米抽雄期开始调查，逐株记录植株叶部﹑穗部及茎秆上的成、若蚜数量，每隔5 d调查1次(特殊天气情况如下雨天除外)，直至玉米雌穗成熟.

1.4 不同玉米品种(系)抗蚜性评价方法

本研究采用蚜情指数(蚜量比值)作为抗性评价指标，被评价材料的蚜情指数计算公式为:

蚜情指数=某玉米材料的蚜量/全部观测玉米材料的平均蚜量

抗性划分标准参考蔡青年等［8］和师桂英等［9］提出的小麦对麦长管蚜的抗性标准，即根据玉米品种上的蚜情指数，将玉米品种的抗蚜性分成高抗、抗、中抗、感虫、高感等5级，其蚜情指数分别为0～0.25，0.26 ～0.50，0.51 ～0.75，0.76 ～1.25 和大于1.25.

2 结果与分析

2.1 不同玉米品种(系)上玉米蚜的发生消长规律

在2个试验点不同玉米品种上玉米蚜的发生消长规律见表1、图1和表2.

驻马店试验点，2011-07-03始见玉米蚜.从调查结果可以看出(表1)，玉米抽雄期之前(08-05之前)，玉米蚜种群密度很低;玉米进入抽雄期后，玉米蚜繁殖速率加快，蚜量迅速上升;玉米雄穗完全抽出时(08-20)，田间蚜量进入发生盛期，此时也正是玉米蚜的防治适期，此后玉米蚜种群一直保持比较高的密度;(08-25)，玉米进入吐丝期后，玉米蚜主要集中于雌穗上刺吸危害，随着玉米成熟(09-20以后)，玉米蚜种群密度急剧下降.玉米蚜种群密度这种变动趋势在各品种(系)上表现比较一致(图1).从7个自交系上玉米蚜的种群密度看，有些自交系玉米蚜高峰期种群密度较大，如濮改340-1-1和齐319，种群密度最高时分别达139.93和107.80头·株-1，有些自交系上玉米蚜种群密度很低，如昌7上玉米蚜种群密度最高只有33.13头·株-1.这些结果说明不同自交系对玉米蚜的抗性程度存在差异.

当驻马店田间玉米蚜进入始盛期时，开始郑州试验点的调查，从调查结果(表2)可以看出，不仅不同玉米品种(系)上玉米蚜种群密度差异很大，而且不同品种间玉米蚜种群密度出现的高峰期也有明显差异.如在自交系齐319上，玉米蚜高峰期在08-17，种群密度高达486.84头·株-1;在87-1和洛941-2-1-1-1上，玉米蚜高峰期分别出现在09-10和09-16，种群密度分别达131.14和249.21头·株-1;但在自交系昌7和浚单20及郑单958品种上，玉米蚜高峰期的种群密度还不足30头·株-1，说明玉米不同品种(系)对玉米蚜的抗性存在明显差异.

表1 不同玉米自交系玉米蚜种群数量动态Table 1 The population dynamics of Rhopalosiphum maidis in different maize inbred lines

图1 不同玉米自交系上玉米蚜的种群消长曲线Fig.1 Profile of the population dynamics of Rhopalosiphum maidis in different maize inbred lines

2.2 不同玉米品种(系)的抗蚜性表现

在驻马店试验田，不同时期不同玉米不同品种(系)上的玉米蚜种群数量变化很大，但不同品种(系)上玉米蚜的发生盛期出现的时间相对比较一致，即主要发生在08-15至09-15，也即玉米抽雄期至灌浆期.在该期各品种(系)上玉米蚜发生量占全生育期的85%以上，其中齐319，昌7-2，洛941-2-1-1-1，濮改340-1-1等品种(系)占到90%以上(表3);在发生盛期的08-20至09-15，多数品种(系)上玉米蚜发生量仍占全生育期发生总量的90%以上，最少也占85%左右(表3).在郑州试验点，9个品种(系)上08-17至09-16的累计蚜量占调查期间累计蚜量的90%以上，先玉335和洛941-2-1-1-1上的分别占87.27%和77.65%.因此，在进行田间玉米品种抗蚜性比较时，拟采用抽雄期至灌浆期的蚜情指数作为抗性评价依据.

为检验玉米抽雄期至灌浆期的玉米蚜发生量是否能代表全生育期的玉米蚜发生量，本研究分别对驻马店试验点08-15至09-15和08-20至09-15的7个品种(系)上、郑州试验点08-17至09-16的11个品种(系)上玉米蚜的累计发生量与全生育期的累计发生量进行直线相关性检验.检验结果(图2、图3)表明，抽雄期至灌浆期玉米蚜累计发生量与全生育期累计发生量呈极显著的直线相关关系，相关系数分别达到0.997 8，0.997 8和0.990 9(P ＜0.01).因此，为指导田间抗蚜性评价，各品种(系)的蚜情指数依据玉米蚜发生高峰期调查结果进行计算，并以此作为抗性级别的评价依据.两地的蚜情指数及抗性评价结果见表4.

表2 玉米抽雄期至灌浆期不同品种(系)上玉米蚜的种群数量Table 2 The population quantity of Rhopalosiphum maidis in different maize hybrid and inbred lines fields from tasseling stage to pustulation period

表3 玉米不同生育期玉米蚜累计发生量占全生育期累计发生量的比率Table 3 The ratio of accumulative aphid numbers in different growth stage to the numbers during whole growth period of maize

图2 驻马店试验点玉米抽雄期至灌浆期累计蚜量与全生育期累计蚜量的关系Fig.2 The relationship between accumulative aphid number from tasseling stage to pustulation period and the number during whole growth period of maize in Zhumadian test field

从不同玉米品种(系)的抗蚜性表现(表4)可以看出，在驻马店试验点，采用玉米抽雄期至灌浆期2个阶段的蚜情指数进行抗性评价，7个自交系的抗蚜性表现完全一致;在郑州试验点，除7个自交系外，增加了4个主栽玉米品种，根据2个阶段的蚜情指数对11个品种(系)划分的抗性级别完全一致，说明这种评价方法是可行的.除旱21在两地的抗蚜性表现不一致外，其余6个自交系的抗性级别在2个试验点基本一致，4个主栽玉米品种的抗蚜性均在抗虫及以上.

表4 不同玉米品种(系)的抗蚜性表现Table 4 Aphid resistance of the tested maize hybrid and inbred lines

图3 郑州试验点玉米抽雄期至灌浆期累计蚜量与全生育期累计蚜量的关系Fig.3 The relationship between accumulative aphid number from tasseling stage to pustulation period and the number during whole growth period of maize in Zhengzhou test field

3 小结与讨论

本研究结果表明，不同玉米品种(系)田玉米蚜呈现不同的种群消长动态，说明不同品种(系)的抗蚜性存在差异;但玉米蚜的发生高峰期表现比较一致，即均在抽雄期至灌浆期，该期玉米蚜累计发生量占玉米全生育期的85%以上，也是玉米蚜为害最严重的时期.本研究按照该期不同玉米品种上的蚜情指数，将供试品种对玉米蚜的抗性划分为高抗、抗、中抗、感和高感等5个级别，结果显示，目前河南省的4个主栽品种浚单20、郑单958、良玉88和先玉335对玉米蚜的抗性级别在“中抗”以上，其中浚单20和郑单958的抗性最强，达“高抗”水平，其次是良玉88.而在供试的7个自交系中，昌7和昌7-2的抗蚜性最强，在两地的鉴定结果达“抗”或“高抗”水平;齐319的抗蚜性最弱，两地的鉴定结果均为“高感”水平;旱21在两地的鉴定结果不一致，但抗感性级别接近.从初步鉴定结果可以看出，尽管两地种植品种(系)数不同，但鉴定结果基本一致，说明采用玉米蚜高峰期的蚜情指数进行品种(系)田间抗蚜性鉴定的方法是可行的.

玉米蚜在玉米苗期就开始为害玉米［3，10，11］，但主要集中于心叶内为害，在进行田间种群密度调查和抗蚜性鉴定时常出现拨开心叶调查而导致幼苗死亡的现象，造成调查数据的误差和试验难以继续.由于各地玉米蚜的发生高峰均在抽雄期至灌浆期，因此先采用直线回归方法检验了该期玉米蚜发生量与玉米全生育期发生量的关系，发现两者之间呈现显著的直线相关关系，说明完全可以采用该期的蚜情指数代替全生育期的蚜情指数进行抗性鉴定，结果发现采用这种鉴定方法在两地得到了基本一致的鉴定结果.

夏威夷一种甜玉米自交系Hi38-71在田间对玉米蚜具有较高的抗性，而自交系Hi27则感蚜，YOON-SUP等［1］采用田间叶片笼罩(边长3 cm的方笼)接虫法研究了Hi38-71与Hi27杂交后代及回交代的抗蚜性，发现Hi38-71对玉米蚜的抗性是由一个单独的隐性基因APH控制的.该方法采用笼罩内人工接虫方法，接虫一定时间后剪下笼罩，观察笼罩内叶片上的蚜虫覆盖度，将玉米抗性级别划分为10级，1级是限定区域内的蚜虫覆盖度＜10%，2级覆盖度为10～20%，3级为20～30%，依次类推，10级蚜虫覆盖度＞90%.采用这种方法能够避免天敌对玉米蚜的捕食，而且便于计数，但由于玉米蚜喜聚集于雄穗及雌穗苞叶取食，因此不能完全反映不同品种(系)玉米的实际受害情况.影响玉米品种(系)抗虫性的因素很多，除作物种质本身的抗性外，还有目标害虫的种群密度、田间温湿度、天敌等环境因素，而且不同的抗性评价方法也影响抗性评价结果，因此，如何建立玉米抗蚜性评价方法，值得进一步研究.本研究初步鉴定了几个玉米品种(系)的抗蚜性，这种鉴定结果还需要进一步验证，尤其需要进一步研究不同品种(系)抗蚜性差异的内在机制，为抗性品种的选育和种质利用提供依据.

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