黄瓜体内营养物质对瓜蚜抗生性的影响.pdf
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1、营版),2 0 2 3,45(1):133-138.佳,韩杜斌,黄瓜体内营养物质对瓜蚜抗生性的影响J扬州大学学报(农业与生命科学引文格式:夏彭飞,任Jan.2024Journal of Yangzhou University(Agricultural and Life Science Edition)2024年1月Vol.45 No.1扬州大学学报(农业生命科学版)第45卷第1期DOl:10.16872/ki.1671-4652.2024.01.017黄瓜体内营养物质对瓜蚜抗生性的影响夏彭飞,任佳,韩杜斌”,许学文,陈申,周福才,陈学好3*(1.南京新创蔬菜分子育种研究院有限公司,南京2 11
2、8 99;2.扬州大学植物保护学院,江苏扬州2 2 50 0 9;3.扬州大学园艺园林学院,江苏扬州2 2 50 0 9)摘要:瓜蚜是黄瓜上重要害虫,严重影响黄瓜产量和品质,筛选和利用抗蚜品种是减轻黄瓜蚜虫为害的有效手段。以瓜蚜不同抗性的13个黄瓜品种为材料,研究黄瓜叶片可溶性蛋白质、氨基酸及可溶性糖3种营养物质含量与抗蚜性关系,以建立快速鉴定黄瓜品种抗蚜性的方法。结果表明:黄瓜叶片可溶性糖、游离脯氨酸含量与瓜蚜数量呈显著正相关,其回归方程分别为Y=0.0002X十0.0 37 1(r=0.6195,P=0.0 0 2 1)和Y=0.5620X+34.0324(r=0.7 42 3,P=0.0
3、251);叶片可溶性蛋白质含量与叶片瓜蚜种群数量无显著相关性。对可溶性糖(X,)和游离脯氨酸(X,)进行逐步回归分析,其回归方程为Y=一6 9.6 6 50 十12 94.7 47 1X,十0.8 6 7 8 X,(R=0.8036*)。黄瓜营养物质中可溶性糖和游离脯氨酸对瓜蚜的抗性具有重要作用,可作为鉴定黄瓜抗蚜性的指标。关键词:黄瓜;瓜蚜;抗虫性;抗生性中图分类号:S436.421文献标志码:A文章编号:16 7 1-46 52(2 0 2 4)0 1-0 133-0 6The effect of nutrition in cucumber on antibiosis of aphidXI
4、A Pengfei,REN Jia,HAN Dubin?,XU Xuewen,CHEN Shen,ZHOU Fucai?,CHEN Xuehaos(1.Nanjing Xinchuang Vegetable Molecular Breeding Research Institute Company Limited,Nanjing 211899.China;2.College of Plant Protection,Yangzhou University,Yangzhou 225009,China;3.College of Horticulture and Landscape Architect
5、ure,Yangzhou University,Yangzhou 225009,China)ABSTRACT:Aphid,as an important pest in cucumber production,seriously affects the yield and quality of cucumber.Screening and utilization of resistant aphid varieties is an effective method to reduce the damage of aphid in cucumber.Inthis study,we explore
6、d the relationship between the inclusions(carbohydrate,soluble proteins and amino acid)in leavesfrom 13 cucumber cultivars and aphid numbers,in order to establish an efficient method to identify the cucumber aphid-resistance varieties.The results showed thar there were significant positive correlati
7、on between the contents of solublesugar and free prolines in cucumber leaves and the number of aphid.The regression equations were Y=0.000 2X+0.0371(r=0.619 5,P=0.002 1),and Y=0.562 0X+34.032 4(r=0.742 3,P=0.025 1),respectively.The content ofsoluble protein in leaves of cucumber was not affected by
8、the number of melon aphid.Stepwise regression analysis wasperformed for soluble sugar(X,)and free prolines(X2);thus,the regression equation and path coefficient were explainedas follows:Y=-69.665 0+1 294.747 1X+0.867 8X,(R2=0.803 6*).These results suggested that the soluble sugarand free prolines in
9、 cucumber play important roles in aphid resistance and thus can be used as a standard to identify the re-sistance of cucumber to aphid.KEY WORDS:cucumber;melon aphid;resistance;antibiosis作物抗生性是作物对害虫侵食后表现出的一种抗虫机制。寄主植物对害虫的抗生性主要由寄主的营养水平和次生物质含量决定门。可可溶性糖、可溶性蛋白质和氨基酸等是对昆虫具有重要影响的营养收稿日期:2 0 2 3-0 7-0 9基金项目:江
10、苏省农业科技自主创新资金项目CX(20)3165;镇江市1十1十N新型农业技术推广项目ZJNJ(2 0 19)0 5作者简介:夏彭飞(198 3一),男,江苏张家港人:南京新创蔬菜分子育种研究院有限公司高级农艺师,主要从事设施蔬菜育种及栽培技术研究。*通信作者,陈学好,扬州大学教授、博导,主要从事黄瓜遗传育种研究;E-mail:x h c h e n y z u.e d u.c n。134第45卷扬州大学命科学版)物质,直接影响昆虫的生长发育、繁殖和存活率2-3,而生物碱类、酚类和类化合物等3类次生代谢产物则对昆虫有较强的抗生作用4-5。昆虫对植物中营养物质的需求,不仅要保证绝对数量,而且不同
11、营养物质之间要有一定的比例。寄主植物叶片中N/C比(可溶性蛋白质/可溶性糖),以及氨基酸、脂肪、维生素等营养物质的种类、含量及其相对比例对植食性昆虫的产卵量、存活率、生长发育速率和繁殖力有直接的影响6蚜虫种类多、寄主广泛、为害方式多样,是许多植物的重要害虫。同一植物不同品种对蚜虫抗性存在较大差异,如不同小麦品种上禾谷缢管蚜的蚜量存在显著差异3;不同黄瓜品种上蚜虫的生长发育、存活率和产蚜量也明显不同7。瓜蚜(Aphis gossypi Glover)是黄瓜上重要害虫和优势种,严重影响黄瓜产量、品质和商品性,而筛选和利用抗蚜虫品种是黄瓜蚜虫绿色防控的重要手段。本试验以13个不同抗性的黄瓜品种为试材
12、,研究黄瓜体内重要营养物质与黄瓜抗蚜性的关系,在此基础上筛选黄瓜抗蚜性快速鉴定指标,为黄瓜抗蚜品种选育、筛选和利用提供依据。1材料与方法1.1试验材料1)供试黄瓜:阿信、EP6392、平望乳瓜、日节成、仪黄、碧玉、津优30 选、宁阳7、早二N、四川寸金、夏丰、秀燕、pepino等13个品种由扬州大学园艺园林学院黄瓜遗传育种实验室提供。黄瓜于3月初用育苗基质在穴盘中播种育苗,幼苗长至45片真叶时移栽到温室大棚内。黄瓜生长期间不使用杀虫剂,田间水肥管理按常规要求进行。2)供试虫源:试验昆虫为瓜蚜,从田间感虫黄瓜上采集自然发生的虫源,试验前饥饿4h后供试。1.2试验方法1.2.1黄瓜品种抗蚜性测定利
13、用自然感虫方法评价各品种虫量。黄瓜小区种植,小区不罩防虫网,每个品种种1个小区,不同品种间小区随机排列。每品种任选5株,挂牌标记,黄瓜上发现有翅成蚜后开始调查瓜蚜数量。调查方法:选取黄瓜倒3、4、5叶3张叶片,调查瓜蚜数量,每3d调查1次,连续调查5次,以单张叶片上瓜蚜平均数量作为该品种叶片上的瓜蚜数量。田间瓜蚜数量用蚜量单位(AU)9折算后进行计数。采用蚜量比值法8 1作为抗蚜性指标。蚜量比值为某试材上蚜量与全部观察材料上平均蚜量之比。抗蚜性标准:蚜量比值为0 0.2 5、0.2 6 0.50、0.510.7 5、0.7 6 1.2 5、1.2 5时,抗性程度分别记为高抗(HR)、抗虫(R)
14、、中抗(MR)、感虫(S)、高感(HS)1.2.2可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法9测定,略有改动。选取无蚜虫取食的黄瓜倒2、3叶新鲜叶片,剪碎混匀后称取0.5g,放入三角瓶中,加入10 mL沸水,在沸水浴中煮沸10 min,过滤,定容至2 5mL,取5mL二次定容到50 mL即为待测液。取待测液1mL,加葱酮试剂4ml显色,在沸水浴中煮沸10 min,冷却后在波长6 2 0 nm处测定吸光度D值。以葡萄糖浓度为横坐标、吸光度D值为纵坐标绘制标准曲线。1.2.3游离脯氨酸含量测定参照文献9方法测定,略有改动。选无蚜虫的新鲜黄瓜,取倒2、3叶,用剪刀剪碎,混匀后称取0.5g于试管中,加5mL3%磺
15、基水杨酸溶液,在沸水浴中提取10 min,冷却,过滤,滤液即为脯氨酸提取液。样品测定:向带玻璃塞的试管中分别加人提取液、2.5%酸性三酮试剂、冰醋酸各2 mL,沸水浴中加热30min,冷却后加人甲苯4mL,摇荡30 s后静置片刻,取上层液10 mL于离心管中,30 0 0 rmin-离心5min。用吸管轻轻吸取上层脯氨酸红色甲苯溶液于比色杯中,以甲苯溶液为空白对照,在波长52 0 mm处测定D值。以脯氨酸浓度为横坐标、吸光度D值为纵坐标绘制标准曲线。1.2.4可溶性蛋白质含量测定参照刘祖祺10 1方法,略有改动。选无蚜虫的新鲜黄瓜,取倒2、3叶,剪碎混匀,称取0.2 g于5mL135夏彭飞等:
16、黄瓜体内营养物质对瓜蚜抗生性的影响第1期蒸馏水中,研磨后40 0 0 rmin-离心10 min,取上清液于10 mL容量瓶中,再向残渣中加人蒸馏水2mL,摇匀悬浮后再次离心10 min,合并上清液,定容。取上清液0.1mL,加人蒸馏水0.9mL及考马斯亮蓝G-250蛋白试剂5mL,混匀,显色后于波长595nm处测定D值。以牛血清蛋白浓度为横坐标、吸光度D值为纵坐标绘制标准曲线。1.3数据处理用DPS软件进行试验数据处理、Duncan新复极差法进行多重比较和多元逐步回归分析;应用Excel2010软件进行相关性分析。2结果与分析2.1不同品种黄瓜抗蚜性鉴定黄瓜品种应用田间自然鉴定法进行抗蚜性评
17、价,结果(表1)表明,供试的13个黄瓜品种对瓜蚜的抗性存在显著差异。其中抗瓜蚜品种6 个,占试验品种的46.15%;感蚜虫品种7 个,占试验品种的53.8 5%。抗蚜品种包括阿信和EP63922个高抗品种,日节成和宁阳7 2 个抗性品种,以及平望乳瓜和早二N2个中抗品种。感蚜品种包括秀燕、仪黄、碧玉和pepino4个高感品种以及津优30 选、四川寸金和夏丰3个感虫品种。2.2黄瓜叶片可溶性糖含量与蚜量的关系由图1可知,不同品种黄瓜叶片可溶性糖含量之间存在显著差异,抗性品种叶片可溶性糖含量低于感虫品种,在供试的13个品种中,感虫品种四川寸金的可溶性糖含量(0.0671%)是抗虫品种早二N(0.0
18、 2 52%)的2.7倍。表1不同品种黄瓜抗蚜性鉴定结果Tab.1Identification results of resistance to aphid ofcucumber of differentvarieties品种平均蚜量抗蚜性varietiestheaverage amount of aphidresistance阿信Axin9.91674.8208HREP639211.42863.7598cHR日节成Rijiecheng15.12508.4815R宁阳7 Ningyang716.81258.5929cR平望乳瓜Pingwangrugua18.16674.9069cMR早二NZa
19、oerN25.687510.7968cMR津优30 选Jinyou30 xuan26.81257.6257cS四川寸金Sichuancunjin27.700018.2843S夏丰Xiafeng32.214315.4299cS秀燕Xiuyan40.31257.7615bcHS仪黄Yihuang44.812510.8315bcHS碧玉Biyu95.625021.0501abHSpepino154.166734.7960aHS*同列不同小写字母数值间差异显著(P0.05)。T h e d a t ain the same column followed by different lowercase
20、letters were sig-nificantlydifferentat0.05level.黄瓜叶片上瓜蚜虫量与叶片可溶性糖含量相关性分析显示,瓜蚜数量与叶片可溶性糖含量呈显著正相关,即叶片可溶性糖含量越高,叶片上瓜蚜数量越大,其回归方程为Y=0.0002X十0.0 37 1(r=0.6195,P0.0021)。2.3黄瓜叶片游离脯氨酸含量与蚜量的关系由图2 可知,不同品种黄瓜叶片游离脯氨酸含量存在显著差异,感虫品种叶片游离脯氨酸含量高于抗虫品种,在供试的13个品种中,高感品种pepino叶片游离脯氨酸含量最高(153.0 2 gg-),而高抗品种EP6392叶片游离脯氨酸含量最低(45.
21、6 0 gg-),前者是后者的3.36 倍。对黄瓜叶片上瓜蚜数量与叶片游离脯氨酸含量进行了相关性分析,结果表明,黄瓜叶片上瓜蚜的种群数量与叶片游离脯氨酸含量呈显著正相关,脯氨酸含量越高,蚜虫种群数量越大,其回归方程为Y二0.5620X+34.0324(r=0.7423.P=0.0251)2.4黄瓜叶片可溶性蛋白质含量与蚜量的关系由图3可知,不同品种黄瓜叶片可溶性蛋白质含量存在显著差异。在供试的13个品种中,津优30 选和EP6392黄瓜叶片可溶性蛋白质含量最高,分别为34.94和35.0 0 mgg,其次是pepino和碧玉,可溶性蛋白含量分别为33.7 4和32.46 mgg1,其余品种可溶
22、性蛋白质含量均在30.0 0 mgg以下,其中秀燕的蛋白质含量最低(2 0.59mgg),仅为pepino蛋白质含量(33.7 4mgg)的58.2 6%。136第45卷扬州大学命科学版)0.8Faabaab工工%/售升然0.6cdbccdeTcdefdef4eff0.2012345 678910111213品种variety图1不同品种黄瓜叶片可溶性糖含量*Fig.1Soluble sugar content in cucumberleavesof differentvarieties*品种代码1一13分别为阿信、EP6392、日节成、宁阳7、平望乳瓜、早二N、津优30 选、四川寸金、夏丰、
23、秀燕、仪黄、碧玉、pepino;不同小写字母品种间差异显著(P0.05)。*C o d e s o f v a r ie ty 1-13 a r e A x in,EP6 39 2,Rijie c-heng,Ningyang 7,Pingwangrugua,Zaoer N,Jinyou30 xuan,Sichuancunjin,Xiafeng,Xiuyan,Yihuang,Biyu,pepino,re-spectively;The varieties with different lowercase letters weresignificant different at 0.05 level
24、.黄瓜叶片上瓜蚜种群数量与叶片可溶性蛋白质含量相关关系不显著,说明黄瓜叶片可溶性蛋白质含量对黄瓜叶片上瓜蚜种群数量没有明显的影响或影响不大。2.5黄瓜叶片主要营养物质含量与瓜蚜种群数量的关系由图1、2 可知,黄瓜叶片上瓜蚜种群数量与黄瓜叶片可溶性糖、游离脯氨酸含量密切相关。对可溶性糖(X)和游离脯氨酸(X,)含量与瓜蚜种群数量进行逐步回归分析,得到的回归方程为Y=一6 9.6 6 50 十1294.7471X+0.8678X2(R=0.8036*)。由此可见,就瓜蚜种群数量而言,在黄瓜叶片的营养物质中,可溶性糖和游离脯氨酸含量对瓜蚜种群数量起重要作用,其中可溶性糖含量起最主要作用。3讨论利用植
25、物抗虫性防控害虫是蔬菜绿色防控的重200a160b120bcdbcb工bcbcde80cdecdcde400123 45678910111213品种variety图2不同品种黄瓜叶片游离脯氨酸含量Fig.2Free proline content in cucumberleaves of different varieties*品种代码1一13分别为阿信、EP6392、日节成、宁阳7、平望乳瓜、早二N、津优30 选、四川寸金、夏丰、秀燕、仪黄、碧玉、pepino;不同小写字母品种间差异显著(P0.05)。*C o d e s o f v a r ie t y 1-13 a r e A x in
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