茶树种质对黑刺粉虱的抗虫性测定

茶树种质对黑刺粉虱的抗虫性测定

植物与昆虫的相互作用关系已成为国内外的研究重点。黑刺粉虱Aleurocanthusspiniferus(Quaintance)是我国茶树上的重要害虫之一,其若虫栖居于茶树中、下部叶背刺吸茶树汁液,成、若虫均排泄蜜露并诱发煤烟病,对茶树的产量和品质影响甚大[3~8]。由于该虫体小,危害隐蔽,世代重叠严重,且体外被有一层蜡质蜕皮壳,单纯依靠化学农药很难控制其为害,因此,研究、选育抗虫品种,协调配合生物防治和合理的化学防治是持续控制该虫为害的有效途径。韩宝瑜等、王庆森等报道了茶树品种对黑刺粉虱的抗虫性存在显著差异;陈常颂等报道茶树品种抗黑刺粉虱的部分生化机制,而对其形态学抗性机制尚未见报道。本文从叶片组织结构方面探讨茶树抗黑刺粉虱的形态学机制,为抗虫品种选育的早期鉴定和利用抗虫品种控制黑刺粉虱为害等提供依据。1材料和方法1.1茶苗和茶苗扦插虫源:黑刺粉虱雌成虫采自福建省农业科学院茶叶研究所二号山福云6号成龄茶园。供试种质:有玉龙、丹桂、优3、优510、黄旦、福云6号、毛蟹、福云10号、九龙袍、铁观音、白鸡冠和G31等。茶苗培养:2002年10月底和2003年10月底分别进行茶苗短穗扦插。每份种质分别扦插5个盆钵(盆钵直径为22cm,高25cm),每个盆钵扦插5~10个苗穗。每个盆钵为1个重复。1.2黑刺粉蚤叶面积虫口数量测定选择福建省农业科学院茶叶研究所立地条件较为一致的茶树品种资源圃,于黑刺粉虱各代若虫盛发期,随机采摘供试种质的中、下部叶片各20张,用10倍扩大镜观察其背面的虫蛹数,并测量叶面积,计算单位叶面积虫口数量,重复4次。1.3留茶苗、留叶搭建5个网室,用60目的防虫网围住,并用黑色遮阳网遮荫。每个网室移入上述种质的扦插盆钵(移入前先剔除茶苗上的虫、卵)各1盆,每盆留茶苗3株,每株留6片叶。盆钵间随机区组排列。2003年8月24日和2004年8月29日分别于黑刺粉虱成虫盛期(日均温27.8℃,相对湿度69.7%),在每个网室内盆钵的中间位置接入黑刺粉虱雌成虫,平均每株茶苗接5头,任其自由产卵,7天后剔除成虫,观察各种质叶片上的卵量,并测定叶面积,计算单位叶面积产卵量。待成虫羽化后观察各种质黑刺粉虱的蛹壳数量,计算世代存活率。1.4茶叶样品的组织结构观察1.4.1气孔密度和长度分别取各种质芽下第5叶,在叶背中脉附近用刀片薄切下表皮于载玻片上,滴一滴0.01%中性红溶液,盖上盖玻片,在10×10倍的光学显微镜下观测气孔密度;在10×4倍的光学显微镜下观测茸毛密度和长度。每份种质观察3株,每株观测5个视野。1.4.2叶片组织病理学观察于各种质芽下第5叶中脉两侧各切取1×0.5cm2的小块,FAA固定,番红整染,常规石蜡制片,在Motic数码显微镜下观察3个视野,测量各种质叶片总厚度、下表皮及其角质层厚度、栅栏组织和海绵组织厚度等。每份种质重复3次。1.5不同外部形态株叶片发育和组织结构的比较试验数据采用唐启义等DPS2000数据处理系统进行统计分析。黑刺粉虱田间虫口密度及其在网室内的单位叶面积产卵量和世代存活率、叶片组织结构差异,均采用Duncan’s新复极差检验进行多重比较;茶树种质叶片组织结构与黑刺粉虱产卵量、世代存活率之间采用线性回归与相关分析。2结果与分析2.1网络对黑刺粉病的抗虫性影响由于不同茶树种质间叶面积差异较大,若以每叶虫数为指标不能真实反映茶树种质的受害程度差异。因此本文以单位叶面积田间虫口密度、网室内产卵量和世代存活率等为指标探讨不同茶树种质对黑刺粉虱的抗虫性差异。黑刺粉虱在12份茶树种质上的田间虫口密度存在极显著差异(P<0.01)(见表1),依次为:G31>铁观音>福云10号>白鸡冠>福云6号>毛蟹>黄旦>丹桂>优3>玉龙>九龙袍>优510,其中,G31与铁观音、福云10号、白鸡冠、福云6号等差异不显著;优510与九龙袍、玉龙、优3和丹桂等差异不显著。表明在田间条件下优510、九龙袍、玉龙、优3和丹桂等品种对黑刺粉虱的抗虫性较强,而G31、铁观音、福云10号、白鸡冠、福云6号等品种对黑刺粉虱的抗虫性较弱。黑刺粉虱在网室内12份茶树种质上的产卵量差异达极显著(P<0.01)(见表1),其中,在优510、九龙袍、玉龙、丹桂和优3上的产卵量最少,而在G31、白鸡冠、铁观音和福云10号上的产卵量最多。黑刺粉虱在网室内12份种质上的世代存活率差异也达极显著(P<0.01)(见表1),其中,在优510、优3、丹桂、玉龙和九龙袍上的世代存活率最低,而在G31、白鸡冠、福云10号和铁观音上的世代存活率最高。表明在网室条件下优510、优3、丹桂、玉龙和九龙袍对黑刺粉虱的抗虫性最强,而G31、白鸡冠、福云10号和铁观音等对黑刺粉虱的抗虫性最弱。这与田间试验结果总体趋势是一致的。黑刺粉虱在网室内的单位叶面积产卵量、世代存活率与田间虫口密度存在极显著正相关,相关系数分别为0.9128(F=49.9830,P<0.01)和0.9200(F=55.1008,P<0.01)。由于网室环境条件易于控制,因此,以网室内单位叶面积产卵量、世代存活率为指标能较客观评价不同茶树种质对黑刺粉虱的抗虫性差异。2.2叶片的开口密度、毛密度和长度与抗虫性有关2.2.1气孔密度与黑刺粉病的关系叶片气孔是黑刺粉虱若虫取食的天然通道,气孔密度大,有利于若虫取食为害,反之,则对若虫的取食产生不利影响。供试的9份不同抗性茶树种质叶片气孔密度差异较大,其中,铁观音、福云10号、毛蟹和福云6号的气孔密度较大,而优510、玉龙、丹桂和优3的气孔密度较小(表2)。抗虫性较弱的铁观音叶片气孔明显比抗虫性较强的优510大且密(图1)。黑刺粉虱单位叶面积产卵量与气孔密度之间有显著正相关(R=0.7950,F=12.0267,P=0.0104),黑刺粉虱的世代存活率与气孔密度之间有接近显著水平的正相关(R=0.6654,F=5.5605,P=0.0505)。表明气孔密度大,黑刺粉虱的产卵量可能越多,世代存活率可能越高,该种质的抗虫性就越弱;反之,抗虫性就越强。叶片气孔密度可能构成茶树种质抗黑刺粉虱的重要因子之一。2.2.2茶树叶片羊毛密度一般而言,叶片茸毛作为抗虫因子能干扰昆虫的产卵,阻碍昆虫的附着和取食。供试的9份不同抗性茶树种质的叶片茸毛长度差异极显著(P<0.01)。其中,毛蟹、福云6号、优3和福云10号等的茸毛较长,丹桂的茸毛较短,而玉龙、优510、黄旦和铁观音等的茸毛长度则介于二者之间。供试的9份茶树种质之间叶片茸毛密度差异也极显著(P<0.01),其中,优510、福云6号、毛蟹和福云10号的茸毛密度较大,玉龙、丹桂和铁观音的茸毛密度较小,黄旦和优3则介于二者之间(表2)。黑刺粉虱单位叶面积产卵量与茸毛长度之间有一定的正相关(R=0.4868,P>0.05),与茸毛密度之间有一定的负相关(R=-0.0425,P>0.05),但均未达显著水平。黑刺粉虱的世代存活率与茸毛长度之间有一定的正相关(R=0.4516,F=1.7938,P>0.05),而与茸毛密度之间有一定的负相关(R=-0.0656,F=0.0303,P>0.05),但均未达显著水平。2.3叶片总厚度、下表皮及其皮质厚度与抗虫性之间的关系2.3.1音、毛蟹、福云、丹桂和优苗叶片的发育供试9份不同抗性茶树种质的叶片总厚度差异极显著(F=10.38,P<0.01),其中,玉龙、优510、铁观音、毛蟹和福云10号的叶片较厚,福云6号、黄旦、丹桂和优3的叶片较薄(表3)。黑刺粉虱单位叶面积产卵量与叶片总厚度之间有一定的正相关,但未达显著水平(R=0.0186,F=0.0024,P>0.05)。黑刺粉虱的世代存活率与叶片总厚度之间有一定的负相关,也未达显著水平(R=-0.2747,F=0.5714,P>0.05)。2.3.2茶树叶片下表皮厚度的变化供试的9份不同抗性茶树种质的叶片下表皮厚度差异显著(F=2.768,P<0.05),其中,优510、优3和丹桂的叶片下表皮较厚,黄旦和铁观音的叶片下表皮较薄,其余种质则介于二者之间(表3)。黑刺粉虱单位叶面积产卵量与叶片下表皮厚度之间有一定的负相关,但未达显著水平(R=-0.5932,F=3.7999,P=0.0923)。黑刺粉虱的世代存活率与下表皮厚度之间有极显著负相关(R=-0.8390,F=16.6361,P<0.01)。表明茶树种质的叶片下表皮越厚,黑刺粉虱在该种质上的世代存活率就越低,该种质对黑刺粉虱的抗虫性就越强;反之,则该种质的抗虫性就越弱。2.3.3茶树属植物对黑刺粉病的抗虫性的影响供试的9份不同抗性茶树种质的叶片下表皮角质层厚度差异极显著(F=7.665,P<0.01)。其中,优3、优510和丹桂的叶片下表皮角质层较厚,福云6号、铁观音和毛蟹的叶片下表皮角质层较薄,玉龙、福云10号和黄旦则介于二者之间(表3)。黑刺粉虱单位叶面积产卵量与叶片下表皮角质层厚度之间有接近显著水平的负相关(R=-0.6439,F=4.9591,P=0.0613)。黑刺粉虱的世代存活率与叶片下表皮角质层厚度之间也有显著负相关(R=-0.7843,F=11.1886,P=0.0123)。表明茶树种质叶片的下表皮角质层越厚,黑刺粉虱在该种质上的产卵量就越少,黑刺粉虱的世代存活率就越低,该种质对黑刺粉虱的抗虫性就越强;反之,该种质对黑刺粉虱的抗虫性就越弱。表明茶树种质叶片下表皮角质层厚度可能构成茶树种质抗黑刺粉虱的重要因子之一。2.4叶片垫组织、海绵组织的厚度与抗虫性的关系2.4.1黑刺粉病与树高生长性状的关系供试的9份茶树种质叶片栅栏组织厚度之间差异极显著(F=59.100,P<0.01),其中,玉龙、优510、丹桂和优3的叶片栅栏组织较厚,福云6号、福云10号和铁观音的栅栏组织较薄,毛蟹和黄旦则介于二者之间(表4)。相关性分析表明,黑刺粉虱在不同茶树种质上单位叶面积产卵量与栅栏组织厚度之间有显著负相关(R=-0.7187,F=7.4784,P<0.05)。黑刺粉虱在不同茶树种质上的世代存活率与栅栏组织厚度之间有极显著负相关(R=-0.8109,F=13.4414P<0.01)。表明茶树种质叶片栅栏组织越厚,黑刺粉虱在该种质上的产卵量就越少,世代存活率就越低,黑刺粉虱对该种质的选择性就越弱;反之,黑刺粉虱对该种质的选择性就越强。叶片栅栏组织厚度可能是茶树种质抗黑刺粉虱的重要因子。2.4.2海绵组织厚度对黑刺粉病患者产卵的影响供试的9份不同抗性茶树种质的叶片海绵组织厚度之间差异极显著(F=7.770,P<0.01)。其中,福云10号和铁观音的叶片海绵组织较厚,黄旦、丹桂、优3和优510的叶片海绵组织较薄,毛蟹、福云6号和玉龙则介于二者之间(表4)。黑刺粉虱单位叶面积产卵量与叶片海绵组织厚度之间存在显著正相关(R=0.6790,F=5.9890,P<0.05);黑刺粉虱的世代存活率与海绵组织厚度之间有一定的正相关,但未达显著水平(R=0.4413,F=1.6926,P>0.05)。表明黑刺粉虱比较嗜好在海绵组织厚的茶树种质上产卵。海绵组织薄构成黑刺粉虱不选择性的重要因子之一。3茶树种质对黑刺粉20d不同(1)以网室内单位叶面积产卵量、世代存活率和田间虫口密度为指标测定了12份茶树种质对黑刺粉虱的抗虫性,结果表明:优510、优3、丹桂、玉龙和九龙袍对黑刺粉虱的抗虫性最强,而G31、白鸡冠、福云10号和铁观音等对黑刺粉虱的抗虫性最弱。黑刺粉虱在网室内单位叶面积产卵量、世代存活率与田间虫口密度存在极显著正相关,由于网室内的环境条件易于控制,因此,以网室内单位叶面积产卵量和世代存活率为指标能较客观评价不同茶树种质对黑刺粉虱的抗虫性差异。(2)叶片形态结构及其内含物是影响寄主昆虫产卵和取食的2个重要因素,并且这2个因素往往共同发挥作用。本文从叶片组织结构方面探讨茶树对黑刺粉虱抗虫性的影响。认为茶树抗虫性与气孔密度密切