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不同玉米品种对玉米蚜抗性评价研究.pdf

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资源描述

1、江西农业学报 2023,35(10):6573ActaAgriculturaeJiangxiDOI:10.19386/ki.jxnyxb.2023.10.011不同玉米品种对玉米蚜抗性评价研究鲍宗平(肥城市老城街道办事处 农业综合服务中心,山东 肥城 271600)摘 要:为明确玉米蚜对8个供试玉米品种生理特性的影响,筛选出抗玉米蚜的玉米品种,在苗期对8个供试玉米品种进行了人工接种玉米蚜,并测定了其叶绿素含量,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性和游离脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量,同时采用隶属函数法对供试品种进行了综合分析,并运用逐步回归分析建立了最优回归方程,筛选出不同抗性玉米在抗玉米

2、蚜方面较为显著的指标。结果表明,8个供试玉米品种经玉米蚜处理后,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均有所降低,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性和游离脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量均有不同程度的提高;8个供试玉米品种的抗虫性由强到弱排序依次为郑单958先玉335鲁单6号鲁单6018齐单1号济单8号德发705德单123。综上,经玉米蚜处理影响了供试玉米品种的生理特性,其中郑单958和先玉335主要通过维持叶绿素含量、增加抗氧化酶活性来提高对玉米蚜的抗性,鲁单6号、鲁单6018、齐单1号、济单8号主要通过增加渗透调节物质(SS)对抗玉米蚜,德发705和德单123主要通过积累游离脯氨酸来缓解玉米

3、蚜的危害。关键词:玉米;玉米蚜;苗期;抗性;生理响应 中图分类号:S513 文献标志码:A 文章编号:1001-8581(2023)10-0065-09Resistance Evaluation of Different Maize Varieties to Rhopalosiphum maidis BAOZong-ping(AgriculturalIntegratedServiceCenterofLaochengSub-DistrictOffice,FeichengCity,Feicheng271600,China)Abstract:ToclarifytheeffectofRhopalosi

4、phum maidisonthephysiologicalcharacteristicsofeightmaizevarietiesandscreenmaizematerialsforresistancetoRhopalosiphum maidis.Attheseedlingstage,eightmaterialswereartificiallyinoculatedwithRhopalosiphum maidis,andchlorophyllcontent,superoxidedismutase(SOD),peroxidase(POD),catalase(CAT),proline(Pro),ma

5、londialdehyde(MDA),andsolublesugar(SS)contentweredetermined.Meanwhile,themethodofsubordinatefunctionwasadoptedtocomprehensivelyanalyzethetestmaterials,andoptimalregressionequationsweresetupwithstepwiseregressionanalysistofilterouttheindicatorsthatweremoreremarkableforthedifferentresistantmaizeinterm

6、softheresistancetoRhopalosiphum maidis.Theresultsshowedthatthechlorophylla,chlorophyllb,andtotalchlorophyllcontentsofeightmaizevarietiesweresignificantlyreducedunderthetreatmentofRhopalosiphum maidis,whilethecontentsofSOD,POD,CAT,Pro,MDA,andSSwereincreasedtodifferentdegrees,andtheinsectresistanceoft

7、heeighttestmaterialswasrankedintheorderofstrongesttoweakestasZhengdan958Xianyu335Ludan6Ludan6018Qidan1Jidan8Defa705Dedan123.Inconclusion,alltheRhopalosiphum maidistreatmentsaffectedthephysiologicalcharacteristicsofthetestmaize.Zhengdan958andXianyu335improvedresistancetoRhopalosiphum maidismainlybyma

8、intainingchlorophyllcontentandincreasingantioxidantenzymeactivity(SOD).Ludan6,Ludan6018,Qidan1andJidan8mainlyresistedRhopalosiphum maidisbyincreasingosmoregulatorysubstances(SS).Defa705andDedan123mainlyalleviatedRhopalosiphum maidisdamagebyaccumulatingfreeproline.Key words:Maize;Rhopalosiphum maidis

9、;Seedlingstage;Resistance;Physiologicalresponse0 引言玉米(Zea mays L.)是仅次于水稻和小麦的重要粮食作物之一,也是畜牧、工业和生物燃料的重要原材料,在农业生产和畜牧业发展中具有举足轻重的作用,因此,提高玉米品质和产量对于确保粮食安全至关重要1。收稿日期:2023-07-18作者简介:鲍宗平(1970),山东肥城人,高级农艺师,主要从事农业技术、良种示范推广、冬暖式大棚种植管理、农作物病虫害防治等工作。江 西 农 业 学 报35 卷66近年来,随着全球气候变暖,耕作制度的改变,作物种植缺乏多样性,使得虫害频繁发生,严重威胁了玉米的产量和

10、品质。玉米蚜(Rhopal-osiphum maidis)是为害玉米的主要害虫之一,以玉米植物的汁液为食,致使玉米生长发育不良,严重时甚至导致植物死亡2。在玉米的营养生长阶段,蚜虫以玉米叶子为食并分泌蜜露,从而促进了黑霉的生长,严重限制了植物的光合作用效率;在生殖生长阶段,蚜虫会侵染雄穗,不仅阻碍了花粉发育,而且降低了玉米产量3。蚜虫还充当了植物病毒的载体,如携带玉米矮花叶病毒,导致大田作物侵染严重4。农民主要使用化学杀虫剂来控制蚜虫种群,但过量施用农药会导致蚜虫产生抗药性,并损害自然生态系统,因此,从天然玉米遗传资源中筛选抗蚜材料并选育抗蚜玉米品系是控制蚜虫和提高玉米产量的节本增效和可持续发

11、展的方法。生物胁迫加速了植株叶片的衰老进程,叶绿素降解加剧,光合作用降低,进而导致植物体内活性氧(ROS)过度积累,引起氧化损伤,对细胞膜、关键酶、蛋白质和核酸造成伤害5。因此,ROS的产生和清除对于生物胁迫条件下植物的生长发育尤为重要。植物在形态、生理生化和分子水平上进化出不同的策略来减轻生物胁迫,并有效减缓了ROS的损伤和维持细胞氧化还原稳态6-7。植物主要通过激活抗氧化系统来清除过度积累的ROS。ROS清除系统包括超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX

12、)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等8。植物的这种内在防御系统在达到一定阈值时才能被激活,因此,如何有效提高植物的抗性和对生物胁迫的适应能力,并将生物胁迫造成的不利因素降至最低成为了一个共时性问题。近年来,大量学者对不同玉米品种的抗蚜性进行了鉴定,如孙丹丹等9对22份玉米品种进行了抗玉米蚜鉴定,结果表明在抗性品种上玉米蚜种群数量为负增长,在感虫品种上玉米蚜种群数量急剧增长;宋伟等10研究了安徽淮北玉米产区33个常用玉米品种对玉米蚜的抗虫性,发现不同玉米品种的抗蚜性存在很大差异,其中苏玉10、浚单20、郑单23等品种在田间的抗蚜性较强;林小璐等11通过对66个玉米品种的抗蚜

13、性进行鉴定,发现对玉米蚜表现为高抗的有联研155、郑单958、登海606、德单5号等17个品种,表现为高感的有好汉1588、德发705、德单123、德发106等16个品种。目前,通过生理指标筛选不同玉米品种的抗蚜性少有报道。本研究在不同玉米品种苗期接种蚜虫,通过测定SOD、CAT、POD活性和叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、游离脯氨酸(Proline,Pro)、可溶性糖(Solublesugar,SS)含量等指标,最终通过隶属函数分析法来评价不同玉米品种的抗虫性。1 材料和方法1.1 试验材料供试的8个玉米品种分别为鲁单6号、德单123、郑单958、鲁单6018、济单8号、德发705、先玉335

14、、齐单1号,均由泰安市农业科学研究院提供。1.2 试验设计挑选籽粒饱满、大小均一的玉米种子,用20%的NaClO(v/v)消毒20min,超纯水冲洗至无味,用滤纸吸干水分后将种子种植于花盆内(直径25cm高18cm),培养介质为珍珠岩与蛭石11(体积比)的比例混合。每盆播种12粒种子,覆土约1.5cm,苗后进行间苗,每盆留大小一致的苗5株。保证育苗钵种植土湿润,待95%种子发芽后改用1/2Hoagland营养液进行浇灌,并保持种植土湿润。将育苗钵置于14h光照和10h黑暗的自然光照温室中,温度保持在1730之间。玉米蚜的若蚜和成蚜主要收集于田间的自然种群,待玉米苗长至3叶1心后用毛笔将玉米蚜接

15、种到植株上,每株接种玉米蚜40头,并始终保证处理期间每株有40头。以不接虫为对照组,接虫为处理组,每组处理重复3次,每个重复25盆。接种3d后采集样品并测定其抗性指标。1.3 指标测定丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量采用硫代巴比妥酸(Thiobarbituric,TBA)显色法测定12;超氧化物歧化酶活性12采用氮蓝四唑(Nitro-bluetetrazolium,NBT)显色法测定;过氧化氢酶活性12采用紫外比色法测定;过氧化物酶活性12采用愈创木酚(O-methoxy-phenol)法测定;游离脯氨酸(Proline,Pro)含量采用茚三酮(Ninhydrin)显色法测

16、定12;可溶性糖含量采用蒽酮(Anthrone)比色法测定12;叶绿素含量13采用乙醇提取法测定,计算公式分别为:叶绿素a浓度(mg/L)=13.95A665-6.88A649(1)叶绿素b浓度(mg/L)=24.96A649-7.32A665(2)10 期67鲍宗平:不同玉米品种对玉米蚜抗性评价研究叶绿素浓度(mg/L)=叶绿素a浓度+叶绿素b浓度 (3)叶绿素含量(mg/g)=C叶绿素V/W (4)式(4)中,V代表提取液的体积(L);W代表称取样品的质量(g)。1.4 数据分析用SPSS24.0软件进行统计分析,使用t检验和单因素方差(ANOVA)对各组处理进行比较分析,并将P=0.05

17、和P=0.01作为显著性阈值,用Graph-PadPrism8.0软件作图。MDA、SOD、POD、CAT、Pro、SS的相对增加量公式为:相对增加量(%)=(处理组-对照组)/对照组 100%(5)叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的相对减少量公式为:相对减少量(%)=(对照组-处理组)/对照组 100%(6)采用模糊函数法对各指标的相对含量进行分析,以隶属函数值对经玉米蚜处理后的不同材料进行评价,隶属函数的主要公式为:指标性状与胁迫呈正相关时:U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)(7)指标性状与胁迫呈负相关时:U(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)(8)式(

18、7)式(8)中,Xi表示第i个因子的得分值,Xmin表示第i个因子得分的最小值,Xmax表示第i个因子得分的最大值。最后将各个指标的函数值进行累加后求平均值。2 结果与分析2.1 玉米蚜对玉米叶片MDA含量的影响由图1可知,经玉米蚜处理后8个供试玉米品种叶片中的MDA含量均有所增加,其中德发705和先玉335与对照相比差异显著,其他品种与对照相比差异极显著(图1A)。德单123叶片中MDA含量的相对增加量为56.03%,明显高于其他品种;郑单958、济单8号、先玉335叶片中MDA含量的相对增加量较小,分别为17.06%、24.32%、26.07%,明显低于其他品种(图1B)。由此可知,接种玉

19、米蚜虫影响了8个供试玉米品种叶片中的MDA含量,其中德单123叶片中的MDA含量变化较大,表明玉米蚜虫对该品种细胞膜系统为害较大;而郑单958、济单8号、先玉335叶片中的MDA含量变化较小,表明其膜脂过氧化程度较轻。MDA含量/(mmol/g)MDA含量相对增加量/%图1 玉米蚜对玉米幼苗叶片MDA含量及其相对增加量的影响2.2 玉米蚜对玉米幼苗叶片叶绿素含量的影响2.2.1 玉米蚜对玉米幼苗叶片叶绿素a含量的影响 由图2可知,经玉米蚜处理后8个供试玉米品种叶片中的叶绿素a含量均有所降低,其中先玉335与对照相比差异显著,其他品种与对照相比差异极显著(图2A)。鲁单6号、德单123、鲁单60

20、18、德发705、齐单1号叶片中叶绿素a含量的相对减少量分别为14.41%、16.13%、14.62%、14.96%、14.81%,均明显高于其他品种;而郑单958叶片中叶绿素a含量的相对减少量为10.0%,明显低于其他品种(图2B)。由此可知,8个供试玉米品种叶片中的叶绿素a含量均受玉米蚜虫的影响,其中鲁单6号、德单123、鲁单6018、德发705、齐单1号叶片中的叶绿素a含量变化较大,郑单958的叶绿素a含量变化较小。2.2.2 玉米蚜对玉米幼苗叶片叶绿素b含量的影响 由图3可知,经玉米蚜处理后叶绿素b含量在8个供试玉米品种幼苗叶片中均有所降低,其中先江 西 农 业 学 报35 卷68玉3

21、35与对照相比差异显著,其他品种与对照相比差异极显著(图3A)。德单123和德发705叶片中叶绿素b含量的相对减少量分别为39.96%、39.20%,均明显高于其他品种;而郑单958和先玉335叶片中叶绿素b含量的相对减少量分别为13.24%、13.72%,均明显低于其他品种(图3B)。由此可知,玉米蚜对德单123和德发705叶片中的叶绿素b含量影响较大,对郑单958和先玉335的影响较小。叶绿素a含量/(mg/g)叶绿素a含量相对减少量/%品种品种图2 玉米蚜对玉米幼苗叶片叶绿素a含量及其相对减少量的影响叶绿素b含量/(mg/g)叶绿素b含量相对减少量/%品种品种图3 玉米蚜对玉米幼苗叶片叶

22、绿素b含量及其相对减少量的影响2.2.3 玉米蚜对玉米幼苗叶片总叶绿素含量的影响 由图4可知,经玉米蚜处理后8个供试玉米品种叶片中总叶绿素含量均有不同程度的下降,其中郑单958与对照相比差异显著,其他品种与对照相比差异极显著(图4A)。德单123和德发705叶片中总叶绿素含量的相对减少量分别为22.14%、22.54%,均显著高于其他品种;而郑单958和先玉335叶片中总叶绿素含量的相对减少量分别为10.94%、13.29%,均显著低于其他品种(图4B)。由此可知,玉米蚜对德单123和德发705叶片中的总叶绿素含量影响较大,对郑单958和先玉335的影响较小。2.3 玉米蚜对玉米幼苗叶片抗氧化

23、酶活性的影响2.3.1 玉米蚜对SOD活性的影响 由图5可知,经玉米蚜处理后8个供试玉米幼苗的SOD活性均有不同程度的升高,均与对照差异极显著(图5A)。鲁单6号、郑单958、齐单1号的SOD活性的相对增加量分别为71.04%、73.49%、65.71%,均明显高于其他品种;而鲁单6018的SOD活性的相对减少量为36.49%,显著低于其他品种(图5B)。由此可知,玉米蚜对鲁单6号、郑单958、齐单1号的SOD活性影响较大,对鲁单6018的影响较小。2.3.2 玉米蚜对POD活性的影响 由图6可知,经玉米蚜处理后8个供试玉米幼苗的POD活性均有不同程度的提高,其中德单123的POD活性与对照相

24、比差异显著,其他品种与对照相比差异极显著(图6A)。郑单958和先玉335的POD活性的相对增加量分别为20.66%、20.30%,均明显高于其他品种;而德单123和德发705的POD活性的相对减少量分别为10.40%、11.56%,均显著低于其他10 期69鲍宗平:不同玉米品种对玉米蚜抗性评价研究品种(图6B)。由此可知,玉米蚜对郑单958和先玉335的POD活性影响较大,对德单123和德发705的影响较小。总叶绿素含量/(mg/g)总叶绿素含量相对减少量/%品种品种图4 玉米蚜对玉米幼苗叶片总叶绿素含量及其相对减少量的影响SOD活性/U/(ming)SOD活性相对增加量/%品种品种图5 玉

25、米蚜对玉米幼苗叶片SOD活性及其相对增加量的影响POD活性/U/(ming)POD活性相对增加量/%品种品种图6 玉米蚜对玉米幼苗叶片POD活性及其相对增加量的影响2.3.3 玉米蚜对CAT活性的影响 由图7可知,经玉米蚜处理后8个供试玉米幼苗的CAT活性均有不同程度的提高,其中鲁单6号、德发705、齐单1号的CAT活性与对照相比差异显著,其他品种与对照相比差异极显著(图7A)。郑单958的CAT活性的相对增加量为47.17%,均显著高于其他品种;而德单123和德发705的CAT活性的相对减少量分别为18.18%、16.36%,均明显低于其他品种(图7B)。由此可知,玉米蚜对郑单958的CAT

26、活性影响较大,对德单123和德发705的影响较小。2.4 玉米蚜对玉米幼苗叶片游离脯氨酸含量的影响由图8可知,经玉米蚜处理后8个供试玉米江 西 农 业 学 报35 卷70幼苗的游离脯氨酸含量均有不同程度的提高,其中鲁单6号的游离脯氨酸含量与对照相比差异显著,其他品种与对照相比差异极显著(图8A)。郑单958和先玉335的游离脯氨酸含量的相对增加量分别为59.89%、77.84%,均显著高于其他品种;而德单123和德发705的游离脯氨酸含量的相对减少量分别为21.71%、16.95%,均明显低于其他品种(图8B)。由此可知,玉米蚜对郑单958和先玉335的游离脯氨酸含量影响较大,对德单123和德

27、发705的影响较小。CAT活性/U/(ming)CAT活性相对增加量/%品种品种图7 玉米蚜对玉米幼苗叶片CAT活性及其相对增加量的影响游离脯氨酸含量/(g/g)游离脯氨酸含量相对增加量/%品种品种图8 玉米蚜对玉米幼苗叶片游离脯氨酸含量及其相对增加量的影响2.5 玉米蚜对玉米幼苗叶片可溶性糖含量的影响由图9可知,经玉米蚜处理后8个供试玉米幼苗的可溶性糖含量均有不同程度的提高,与对照相比差异极显著(图9A)。德单123的可溶性糖含量的相对增加量为37.80%,显著高于其他品种;而郑单958的可溶性糖含量的相对增加量为16.78%,显著低于其他品种(图9B)。由此可知,玉米蚜对德单123的可溶性

28、糖含量影响较大,对郑单958的影响较小。2.6 玉米蚜对玉米幼苗叶片各指标的综合评价以相关指标的相对值为依据,通过计算叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、SOD、POD、CAT、MDA、游离脯氨酸、可溶性糖等9个指标的平均隶属函数值,对8个供试玉米品种苗期的抗虫性进行了评价(表1),其中德单123和德发705的隶属函数平均值最小,抗虫性最弱;郑单958和先玉335的平均值最大,抗虫性最强;8种供试玉米品种抗虫性由强到弱排序依次为郑单958先玉335鲁单6号鲁单6018齐单1号济单8号德发705德单123。2.7 不同玉米品种生理指标与抗玉米蚜程度的逐步回归分析以8个供试玉米品种的不同抗玉米蚜程度为因

29、变量,生理指标为自变量进行逐步回归分析(表2)。结果表明,在高抗品种(郑单958和先玉335)中,叶绿素a和SOD这2个指标影响较显著(R2=0.998);在中抗品种(鲁单6号、鲁单6018、齐单1号、济单8号)中,可溶性糖是影响较显著的指标(R2=0.555);在高感品种(德发705和德单123)中,游离脯氨酸是影响较显著的指标(R2=0.873)。10 期71鲍宗平:不同玉米品种对玉米蚜抗性评价研究可溶性糖含量/(mg/g)可溶性糖含量相对增加量/%品种品种图9 玉米蚜对玉米幼苗叶片可溶性糖含量及其相对增加量的影响表1 玉米蚜对玉米幼苗叶片各指标隶属函数值及其抗虫性排序品种隶属函数值平均值

30、排序叶绿素a叶绿素b总叶绿素SODPODCATMDAProSS鲁单6号0.280.730.530.930.400.400.440.260.370.4823德单1230.000.000.030.320.000.061.000.080.000.1668郑单9581.001.001.001.001.001.000.000.711.000.8561鲁单60180.250.740.540.000.730.650.540.390.400.4714济单8号0.570.330.410.720.400.410.190.360.610.4446德发7050.190.030.000.260.110.000.720.

31、000.260.1757先玉3350.490.980.800.700.970.690.231.000.690.7272齐单1号0.210.610.420.790.540.270.460.280.620.4675表2 不同玉米品种生理指标与抗玉米蚜程度的逐步回归分析抗玉米蚜程度品种最优线性回归方程R2值F值高抗郑单958、先玉335Y=-3.574+0.152X1+0.055X50.998811.742*中抗鲁单6号、鲁单6018、齐单1号、济单8号Y=32.864-0.953X90.55512.474*高感德发705、德单123Y=11.919-0.435X80.87327.491*注:Y代表

32、不同胁迫程度;X代表测定的不同水稻品种根系生长及生理参数,其中X1:叶绿素a、X2:叶绿素b、X3:总叶绿素、X4:MDA、X5:SOD、X6:POD、X7:CAT、X8:Pro、X9:SS。*、*分别表示在P0.05、P0.01水平下回归显著。3 讨论3.1 玉米蚜处理对玉米幼苗生理特性的影响自20世纪50年代以来,许多国家将蚜虫视为危害玉米的主要害虫,与国外相比,我国对蚜虫的研究起步较晚。近年来,蚜虫对我国部分田间玉米造成了严重危害,影响了玉米生产14。植物在遭受到生物胁迫后,引起自身ROS清除机制失衡,体内膜脂过氧化和膜脂脱脂作用被启动,造成细胞膜损伤7。MDA含量可以反映出膜受害程度,

33、因此,MDA被用作评价膜伤害的指标15。本研究结果表明,经玉米蚜处理后8个供试玉米品种的MDA含量均有不同程度增加,其原因可能是经玉米蚜处理后导致植株体内ROS积累,引发氧化胁迫,加剧了细胞膜损伤,从而使得MDA含量不断增加。武德功等1研究发现,玉米蚜引起了感蚜品种蠡玉16和抗蚜品种郑单958MDA含量的上升,这与本研究结果一致。叶绿素作为光合作用主要色素,其含量越高越有利于光能的利用,叶绿素生物合成途径由3个部分组成:(1)共同途径是将L-谷氨酸转化为原卟啉的酶促反应;(2)Mg途径是将卟啉转化为叶绿素酸酯的过程;(3)叶绿素循环是叶绿素a和叶绿素b的相互转化16-17,这些反应中任何一步催

34、化受阻都会影响到叶绿素的合成18。生物胁迫通常导致叶绿素合成受阻,并导致叶绿素和叶绿体优先分解,引起叶片变黄、早衰,并伴随光合作用的降低5。在本研究中,8个供试玉米品种经玉米蚜处理后,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均有不江 西 农 业 学 报35 卷72同程度的降低,其中玉米蚜对德单123和德发705叶片中的叶绿素含量影响较大,对郑单958和先玉335的影响较小。可见抗蚜品种受到蚜虫胁迫后对叶绿素含量影响较小,因此,叶绿素含量下降幅度与抗蚜性呈负相关,抗性低的品种叶绿素含量下降迅速,而抗性高的品种叶绿素含量下降缓慢。在正常条件下植物体内ROS维持在一个动态平衡状态,是植物正常生长发育过程中重

35、要的信号分子。ROS相关的氧化还原信号在植物生长发育、对环境的适应过程、防卫反应与细胞程序性死亡、气孔运动、植株再生等途径中往往起到了至关重要的作用19。当植株受到逆境胁迫后,体内ROS动态平衡被破坏,使ROS过量积累,对细胞膜产生氧化损伤20,为清除过多的活性氧,植物开启了酶促和非酶促抗氧化系统,通过清除过量积累的ROS,进而调节植物的抗逆性。研究表明,抗氧化酶(SOD、POD、CAT)是清除植物中活性氧最直接有效的方法,同时也是评价植物抗逆性的重要指标之一21。本研究中,经玉米蚜处理后8个供试玉米幼苗的SOD、POD和CAT活性均有不同程度的增加,其中郑单958和先玉335的相对增加量较大

36、,德单123和德发705的相对增加量较小,间接反映出郑单958和先玉335对玉米蚜的抗性较强。游离脯氨酸作为重要的渗透调节物质来维持细胞内水势的稳定,保护蛋白分子结构和稳定膜结构22。本研究中,经玉米蚜处理后8个供试玉米品种的游离脯氨酸含量均有不同程度的提高,其中郑单958和先玉335的游离脯氨酸含量较其他品种的相对增加量更大,而德单123和德发705的相对增加量较小,间接反映出郑单958和先玉335对玉米蚜的抗性较强。糖类是昆虫重要的营养物质,植物中的糖类含量高可以刺激昆虫的取食和促进其发育23。本研究中,经玉米蚜处理后8个供试玉米品种的可溶性糖含量均有不同程度的提高,其中德单123的可溶性

37、糖含量的相对增加量较大,郑单958的相对增加量较小,因此,可溶性糖含量与抗蚜性呈负相关,含量低的品种抗性较高。3.2 不同玉米品种抗玉米蚜综合评价及阶段性响应策略植物抗虫性是由多因素和多基因相互作用的一个复杂性状,导致试验结果和实际结果相差甚远,利用隶属函数法对相关指标进行综合评价能够有效避免此类情况出现。本研究通过隶属函数法对8个供试玉米品种苗期所测定的9个指标进行了评价,使得评定结果更加全面、可靠地反映供试品种的抗虫性。安玉艳等24-25提出在植物生长的不同阶段,植物由于胁迫程度和胁迫时间的差异,可能会出现阶段性特点,因此,不同植物在不同生长阶段的抗逆机制的核心任务可能不同。本研究发现,高

38、抗品种主要通过维持叶绿素含量、增加抗氧化酶活性来提高对玉米蚜的抗性;中抗品种主要通过增加渗透调节物质(SS)来抗玉米蚜;高感品种主要通过积累游离脯氨酸来提高抗性。以上试验结果表明,不同抗性玉米品种在抗玉米蚜方面的着重点不同,不同的玉米品种会启动不同的防御机制以响应不同程度的蚜虫胁迫。4 结论玉米蚜处理下8个供试种玉米品种的SOD、POD和CAT活性增加,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量下降,游离脯氨酸、MDA和可溶性糖含量积累。通过隶属函数法对8个供试种玉米品种的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的相对减少量,SOD、POD、CAT活性和游离脯氨酸、MDA、可溶性糖含量的相对增加量进行苗期抗虫性

39、综合评价,抗虫性由强到弱排序依次为郑单958先玉335鲁单6号鲁单6018齐单1号济单8号德发705德单123。郑单958和先玉335主要通过维持叶绿素含量、增加抗氧化酶活性来提高对玉米蚜的抗性,鲁单6号、鲁单6018、齐单1号、济单8号主要通过增加渗透调节物质(SS)对抗玉米蚜,德发705和德单123主要通过积累游离脯氨酸来缓解玉米蚜的危害。参考文献:1 武德功,王俊,张露雨,等.抗、感玉米幼苗玉米蚜为害后不同时间的生理响应 J.江苏农业学报,2018,34(3):493-502.2 ZogliP,PingaultL,GroverS,etal.Ento(o)mics:Theintersect

40、ionof omic approachestodecipherplantdefenseagainstsap-suckinginsectpests J.CurrentOpinioninPlantBiology,2020,56:153-161.3 QiJF,MalookSU,ShenGJ,etal.Currentunderstandingofmaizeandricedefenseagainstinsectherbivores J.PlantDivers,2018,40(4):189-195.4 BraultV,UzestM,MonsionB,etal.Aphidsastransport10 期73

41、鲍宗平:不同玉米品种对玉米蚜抗性评价研究devicesforplantviruses J.ComptesRendusBiologies,2010,333(6/7):524-538.5 杨金睿,肖关丽.植物抗虫生理研究进展 J.中国农学通报,2021,37(6):130-136.6 马旭俊,朱大海.植物超氧化物歧化酶(SOD)的研究进展 J.遗传,2003(2):225-231.7 刘裕强,江玲,孙立宏,等.褐飞虱刺吸诱导的水稻一些防御性酶活性的变化 J.植物生理与分子生物学学报,2005(6):643-650.8 贺文婷,彭德良.植物对线虫胁迫的生理生化响应机制J.植物保护,2007(2):1

42、1-15.9 孙丹丹,陈瑜,何康来.不同玉米品种抗蚜性室内鉴定J.玉米科学,2021,29(4):83-87.10 宋伟,江俊起,缪勇.不同玉米品种抗蚜性研究 J.生物灾害科学,2014,37(4):288-292.11 林小璐.玉米蚜虫及天敌种群动态与群落特征和不同玉米品种抗蚜性研究 D.泰安:山东农业大学,2022.12 邹琦.植物生理学实验指导 M.北京:中国农业出版社,2000.13 鲜靖苹,柴澍杰,王勇,等.镉胁迫对草地早熟禾生长与生理代谢的影响 J.核农学报,2019,33(1):176-186.14 ZhangY,ZhaoMC,ChengJ,etal.Populationdyna

43、micsandspeciescompositionofmaizefieldparasitoidsattacking aphidsinnortheasternChina J.PLoSOne,2020,15(12):e241530.DOI:10.1371/journal.pone.0241530.eCollection2020.15 HosseiniMS,SamsampourD,EbrahimiM,etal.Effectofdroughtstressongrowthparameters,osmolytecontents,antioxidantenzymesandglycyrrhizinsynthe

44、sisinlicorice(Glycyrrhiza glabraL.)growninthefield J.Phyto-chemistry,2018,156:124-134.16 NguyenMK,ShihTH,LinSH,etal.Transcriptionanalysisofchlorophyllbiosynthesisinwildtypeandchloro-phyllb-lackingrice(Oryza sativa L.)J.Photosynthetica,2020,58(3):702-711.17 MinhKN,ShihT,LinS,etal.Transcriptionprofile

45、analysisofchlorophyllbiosynthesisinleavesofwild-typeandchlorophyllb-deficientrice(Oryza sativaL.)J.Agriculture,2021,11(5):401.18 TuranS,TripathyBC.Salt-stressinducedmodulationofchlorophyllbiosynthesisduringde-etiolationofriceseedl-ings J.PhysiologiaPlantarum,2015,153(3):477-491.19 王娟,李德全.逆境条件下植物体内渗透

46、调节物质的积累与活性氧代谢 J.植物学通报,2001(4):459-465.20 汪宗立,刘晓忠,李建坤,等.玉米的涝渍伤害与膜脂过氧化作用和保护酶活性的关系 J.江苏农业学报,1988(3):1-8.21 MostofaMG,HossainMA,FujitaM.Trehalosepretre-atmentinducessalttoleranceinrice(Oryza sativa L.)seed-lings:Oxidativedamageandco-inductionofantioxidantdefenseandglyoxalasesystems J.Protoplasma,2015,25

47、2(2):461-47522 LehmannS,FunckD,SzabadosL,etal.Prolinemetabolismandtransportinplantdevelopment J.AminoAcids,2010,39(4):949-962.23 陆宴辉,杨益众,印毅,等.棉花抗蚜性及抗性遗传机制研究进展 J.昆虫知识,2004(4):291-294.24 安玉艳,梁宗锁.植物应对干旱胁迫的阶段性策略 J.应用生态学报,2012,23(10):2907-2915.25 张翠梅,师尚礼,吴芳.干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系生长及生理特性影响 J.中国农业科学,2018,51(5):868-882.(责任编辑:管珊红)

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