瓜类作物营养成分与瓜类抗棕榈蓟马特性的相关性分析

吴密　郭炳垚　陈泉亨　任立云

摘要：【目的】明确瓜类作物营养成分含量与瓜类抗棕榈蓟马特性间的相关性，为进行瓜类作物抗棕榈蓟马品种选育提供理论基础。【方法】采用五点取样法调查5种瓜类作物（黄瓜、苦瓜、南瓜、丝瓜和节瓜）上棕榈蓟马的发生情况，采用蒽酮比色法、考马斯亮蓝法、索氏抽提法和茚三酮比色法等检测5种瓜类作物叶片的营养成分（氨基酸、粗脂肪、蛋白质和可溶性糖）含量，分析不同瓜类叶片营养成分含量与棕榈蓟马发生量间的相关性。【结果】同时栽培5种瓜类作物，棕榈蓟马在其上的发生程度表现为黄瓜>节瓜>南瓜>丝瓜>苦瓜，其中黄瓜、节瓜和南瓜三者间的棕榈蓟马发生量差异不显著（P>0.05，下同），但均显著高于丝瓜（P<0.05，下同），苦瓜上未发现棕榈蓟马为害。5个黄瓜品种中，以黄瓜GH-16的棕榈蓟马发生量最大，为4.40头/叶，除与韩农-AF1的棕榈蓟马发生量差异不显著外，均显著高于其他3个品种；4个南瓜品种中以超甜蜜本王的棕榈蓟马发生量最大，为2.20头/叶，显著高于其他3个品种；节瓜和丝瓜不同品种间的棕榈蓟马发生量无显著差异。在不同瓜类作物叶片营养成分含量中，氨基酸含量与棕榈蓟马发生量具有显著相关性（F=0.783， P=0.000）；可溶性糖含量（F=0.0354， P=0.097）和C/N（F=0.338， P=0.115）与棕榈蓟马发生量存在一定的相关性，但未达显著水平；蛋白质（F=0.026， P=0.905）和粗脂肪含量（F=-0.005， P=0.982）与棕榈蓟马发生量无相关性。【结论】在5种瓜类作物中，棕榈蓟马最喜取食黄瓜，其余依次为节瓜、南瓜、丝瓜和苦瓜。氨基酸含量可作为评价瓜类作物对棕榈蓟马的抗性指标。

关键词： 瓜类作物；棕榈蓟马；抗性；营养物质含量

中图分类号： S433.89；S436.42 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2018）09-1776-06

0 引言

【研究意义】棕榈蓟马（Thrips palmi）属缨翅目（Thysanoptera）蓟马科（Thripidae），为多食性世界性害虫。该虫除了以锉吸式口器锉食植物的叶、花、果实，造成银状疤痕、叶片皱缩、叶片发育受阻，果实出现大量斑点，影响商品价值外，还可传播多种病毒病，给许多国家的农业生产造成严重损失（Cannon et al.， 2007； Reitz et al.， 2011； 孙士卿等，2010； 张芳等， 2018）。棕榈蓟马对我国南方蔬菜作物的危害也非常严重，可造成瓜类、豆类和茄科作物严重减产，一般使作物减产20%～40%，严重时可使作物绝收（顾秀慧等，2000）。目前，对棕榈蓟马防治的研究较多（North et al.，2006；Uefune et al.，2010；Bao et al.，2014；Aizawa et al.，2016；Schmida et al.，2017）， 但很少涉及瓜类作物抗虫性及其机理（陈泉亨，2016），而从育种角度提高瓜类作物抗虫性也是减少害虫危害的途径之一，且具有安全、环保、省时、省力等特点。因此，对瓜类作物的营养成分进行研究，分析其与瓜类作物抗棕榈蓟马特性间的关系，对选育抗性品种和深入研究其抗虫机理具有重要意义。【前人研究进展】近年来，诸多学者深入研究植物营养结构与抗虫性之间的关系，认为寄主营养结构可作为植物抗虫性的生理生化指标（李田田， 2016）。成卫宁等（2006）对美洲斑潜蝇寄主叶片的化学物质进行测定，结果表明，可溶性蛋白与抗虫性关系密切。Reitz等（2011）综述了寄主植物的营养与蓟马取食间的关系，认为寄主含氮量高可促进蓟马取食和繁殖。张晓燕等（2016）测定并统计了不同施钾水平下苜蓿的营养成分含量和蓟马虫量，结果表明，施钾可提高苜蓿碳氮比，降低游离氨基酸含量，以间接提高苜蓿抗蓟马能力。【本研究切入点】国内外对于棕榈蓟马的研究主要集中于防治技术和毒力测定（门兴元等， 2013；王泽华等， 2013），对瓜类作物营养物质含量与棕榈蓟马取食选择性间的关系涉及较少，寄主植物对棕榈蓟马抗虫性机制的研究尚无系统报道。【拟解决的关键问题】分别采用蒽酮比色法、考马斯亮蓝法、索氏抽提法和茚三酮比色法测定瓜类作物的营养成分（可溶性糖、蛋白质、脂类和氨基酸）含量，分析棕榈蓟马发生量与瓜类作物叶片营养成分间的相关性，为瓜类作物对棕榈蓟马的抗性育种研究提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 試验材料

试验在广西大学试验田进行。试验田自东向西相邻种植黄瓜、苦瓜、南瓜、丝瓜和节瓜等5类22个品种瓜类作物。试验田平均分成22垄，每垄长3.2 m、宽0.9 m，垄间距0.35 m，每垄种植一个瓜类品种，株距约15 cm。在瓜类作物的整个生长期内不施用任何杀虫剂，采用常规田间管理。

1. 2 棕榈蓟马虫量调查

在植株伸蔓期、株高约60 cm时，每个品种采用五点取样法随机调查样点叶片上的蓟马，每样点取1株，每株取2张叶片进行调查，以自上而下第4张长势良好的叶片为调查叶片。每隔1 d调查1次，调查时间为6：30—8：30，连续调查3次。将叶片带回实验室，参照《昆虫研究方法》（赵慧燕， 2010）制成标本，并根据《中国经济昆虫志 缨翅目 第五十五册》（韩运发， 1997）对蓟马进行鉴定，统计5种瓜类作物上棕榈蓟马发生量。

1. 3 不同瓜类叶片主要营养物质含量测定

采集调查过棕榈蓟马虫量的叶片带回实验室，烘干至恒重，进行叶片营养物质含量测定。采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量（李晓旭和李家政，2013），考马斯亮蓝法测定蛋白质含量（曲春香等，2006），索氏抽提法测定粗脂肪含量（王玉玲等，2014），茚三酮比色法测定氨基酸含量（刘飞飞等，2010）。

1. 4 统计分析

运用SPSS 11.5和Excel 2007，以加权最小二乘法（WLS）、Duncans新复极差法（DMRT）和Pearson相关系数等分析方法对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2. 1 不同瓜类作物上棕榈蓟马分布情况

不同瓜类作物上棕榈蓟马发生量的统计结果（表1）显示，棕榈蓟马对不同瓜类作物的趋向程度不同，以黄瓜上棕榈蓟马的发生量最大，平均为2.24头/叶，说明棕榈蓟马最喜取食黄瓜，其余依次为节瓜、南瓜和丝瓜，苦瓜上未发现棕榈蓟马为害，是其最不喜食的瓜类作物；差异显著性分析结果表明，黄瓜、节瓜和南瓜三者间的棕榈蓟马发生量差异不显著（P>0.05，下同），但均显著高于丝瓜（P<0.05，下同）。棕榈蓟马在5种瓜类作物上的发生程度表现为黄瓜>节瓜>南瓜>丝瓜>苦瓜，由于这5种瓜类作物同时栽培于田间，其发生程度也说明棕榈蓟马对各种瓜类作物的喜食程度。

2. 2 不同瓜类营养成分含量与棕榈蓟马发生量的关系

由表2可知，5种瓜类作物中氨基酸含量最高的是黄瓜，其余依次是节瓜、南瓜、丝瓜和苦瓜，与棕榈蓟马在5种瓜类作物上的发生量趋势一致；5种瓜类作物中可溶性糖含量和C/N与棕榈蓟马的发生量趋势相似，从黄瓜到丝瓜其可溶性糖含量和C/N均呈逐渐减小趋势，但苦瓜的可溶性糖含量和C/N略高于丝瓜；5种瓜类作物中的蛋白质和粗脂肪含量与蓟马发生量无一致性。进行棕榈蓟马发生量与瓜类营养成分的相关性分析，结果显示，棕榈蓟马发生量与氨基酸含量呈极显著正相关（F=0.783，P=0.000），与可溶性糖含量（F=0.354，P=0.097）和C/N（F=0.338，P=0.115）有一定的相关性，但未达显著水平，棕榈蓟马发生量与蛋白质（F=0.026，P=0.905）和粗脂肪（F=-0.005，P=0.982）含量无相关性。

2. 3 瓜类不同品种营养成分含量与棕榈蓟马发生量的关系

从表3可看出，5个黄瓜品种上棕榈蓟马的发生量不同，其中以黄瓜GH-16的发生量最大，除与韩农-AF1的虫量差异不显著外，均显著高于其他3个品种；5个黄瓜品种棕榈蓟马发生量表现为黄瓜GH-16>韩农-AF1>绿秀神州一号=新津研四号>北京春结一号，而测定的几种营养成分中仅氨基酸含量的趋势与蓟马发生量趋势大致相同。3个节瓜品种中以艺丰三号的棕榈蓟马发生量最大，其余依次为特高产广东毛节瓜和康农连环杂交，三者间棕榈蓟马发生量差异不显著；在测定的几种营养成分中，氨基酸和粗脂肪含量的趋势与棕榈蓟马发生量趋势相同。4个南瓜品种中以超甜蜜本王的棕榈蓟马发生量最大，其棕榈蓟马发生量显著高于其他3个品种，其余3个南瓜品种棕榈蓟马发生量表现为花皮—串铃>美栗>青皮—串铃，三者间棕榈蓟马发生量差异不显著；在测定的几种营养成分中，氯基酸含量的趋势与棕榈蓟马发生量最接近。丝瓜和苦瓜上棕榈蓟马的发生趋势与几种营养成分含量的趋势均不相同。

对不同瓜类作物上棕榈蓟马发生量与营养成分的相关性进行分析，结果（表4）显示，黄瓜叶片中的氨基酸含量和粗脂肪含量与棕榈蓟马发生量间呈正相关，其中氨基酸含量与棕榈蓟马发生量呈极显著正相关（P<0.01，下同）；可溶性糖和蛋白质含量与棕榈蓟马发生量间存在负相关性，但相关性不显著（P>0.05，下同）。南瓜叶片的氨基酸含量与棕榈蓟马发生量间呈极显著正相关；可溶性糖、蛋白质和粗脂肪含量与棕榈蓟马发生量的相关性不显著。节瓜和丝瓜叶片的可溶性糖、蛋白质、氨基酸、粗脂肪含量与棕榈蓟马发生量间均无显著相关性。田间调查时在苦瓜上未发现棕榈蓟马，不能判断苦瓜的各种营养成分与虫量间的关系。

3 讨论

作物的营养成分是害虫赖以生存的营养来源，作物的营养能否满足昆虫生长发育需要是决定害虫是否嗜食的重要因素（王政等，2014）。本研究测定了5种瓜类作物叶片的氨基酸、粗脂肪、蛋白质和可溶性糖含量，结果显示，黄瓜和南瓜中棕榈蓟马的发生量与氨基酸含量呈极显著正相关，而与蛋白质含量的相关性不强，与Reitz等（2011）的研究结果略有不同，但与桃树抗桃一点斑叶蝉的研究结果（刘涛等，2011）相似。本研究是针对不同瓜类和同种瓜不同品種所进行分析，结果表明氨基酸含量与棕榈蓟马发生量间关系密切，对于同种瓜类不同品种的不同部位，或通过施肥方式提高植株体内的蛋白质含量，其结果可能存在差异，有待下一步探究。

本研究中棕榈蓟马发生量与可溶性糖相关性不显著，与粗脂肪含量无相关性，也未发现瓜类作物体内C/N与棕榈蓟马发生间的关系，与Ballinger等（2002）、刘学辉等（2007）、郑莉莉等（2016）、韦婉羚等（2017）的研究结果存在差异，究其原因可能与昆虫种类、作物种类、营养成分种类及作物生长时期有关。

笔者在前期的调查中发现苦瓜上有棕榈蓟马取食，尤其在早春，当其他瓜类作物或适合棕榈蓟马栖息的作物很少时棕榈蓟马可为害苦瓜，也有文献记载棕榈蓟马可为害苦瓜（黄鸿等，2007），但本调查中并未发现棕榈蓟马在苦瓜上取食，其原因可能是当田间有更适合棕榈蓟马取食的寄主时，棕榈蓟马转而取食更适合的寄主。本研究仅在瓜类作物伸蔓期进行调查，在作物生长的其他时期，棕榈蓟马的取食寄主可能会发生变化也有待下一步探究。

4 结论

在瓜类作物植株伸蔓期，同时种植黄瓜、苦瓜、南瓜、丝瓜和节瓜5种瓜类作物时，棕榈蓟马对5种瓜类作物的喜食程度为黄瓜>节瓜>南瓜>丝瓜>苦瓜。不同瓜类和同种瓜不同品种植株体内的氨基酸含量与棕榈蓟马发生量存在极显著正相关，氨基酸是影响瓜类作物对棕榈蓟马抗性的主要因素，氨基酸含量可作为该类作物对棕榈蓟马抗性判断的重要指标，该结论可为瓜类作物对棕榈蓟马的抗性育种研究提供理论基础。

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（責任编辑 麻小燕）