菜心種質資源小菜蛾抗性與品質的綜合評價

羅海玲，康紅衛，馬 俊，琚茜茜，張 力，史衛東*

(1.廣西農業科學院蔬菜研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西作物遺傳改良生物技術重點開放實驗室，廣西 南寧 530007； 3.廣西大學農學院，廣西 南寧 530005；4.廣西南寧市委黨校，廣西 南寧 530007)

菜心種質資源小菜蛾抗性與品質的綜合評價

羅海玲1,2,3，康紅衛1，馬 俊4，琚茜茜1，張 力1，史衛東1*

(1.廣西農業科學院蔬菜研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西作物遺傳改良生物技術重點開放實驗室，廣西 南寧 530007； 3.廣西大學農學院，廣西 南寧 530005；4.廣西南寧市委黨校，廣西 南寧 530007)

【目的】綜合評價菜心種質資源的小菜蛾抗性與品質的相關性，為進一步培育高抗小菜蛾菜心資源及品質改良提供理論依據。【方法】以8份菜心種質資源為材料，測定葉片可溶性蛋白質、蔗糖、還原糖、淀粉等品質指標，并采用離體鑒定法鑒定菜心種質資源的小菜蛾抗性。【結果】小菜蛾抗性較好的菜心品系為8號和5號，其蛋白質含量也高，但是蔗糖含量較低；小菜蛾抗性較差的菜心品系為1號、2號和4號，其可溶性蛋白相對較低，2號和4號的蔗糖含量高。【結論】菜心種質資源的小菜蛾抗性與葉片可溶性蛋白含量呈極顯著正相關，與蔗糖含量存在極顯著負相關。

菜心；種質資源；小菜蛾；抗性；品質

【研究意義】菜心(BrassicacampestrisL.ssp.chinensisvar.utilisTsen et Lee)是我國華南片區的主要蔬菜，富含良好的營養價值如可溶性蛋白和可溶性糖等，在綠葉蔬菜中口感較好，但是近些年來，由于小菜蛾等主要害蟲的為害，造成菜心的產量和品質大大降低，經濟損失十分嚴重，隨著人們生活水平的提高，追求無污染、高品質的有機蔬菜已成為越來越多消費者的選擇，因此挖掘植物本身的抗性基因源，合理利用種質資源中的抗蟲性基因[1]，對選育抗性好品質優的菜心品種具有重要意義。【前人研究進展】小菜蛾一般取食十字花科作物[2]，主要以化學防治為主，據Taleker等估計全球每年用于化學殺蟲劑的費用多達10億美元[3]，致使環境受到嚴重污染，也使得小菜蛾的抗藥性不斷增強[4]，嚴重危害人們健康。為滿足人們健康生活的需要，越來越多的研究涉及菜心品種間品質比較[5-6]和小菜蛾的抗性鑒定方面[7-10]。抗蟲鑒定方法主要田間自然鑒定法[11]，田間接種鑒定法[12]，網室鑒定法[13]，離體鑒定法[14]等，離體鑒定法可通過調查害蟲對離體葉片的取食狀況及其發育狀況快速、簡便地進行抗蟲評價。【本研究切入點】關于十字花科作物小菜蛾的抗性鑒定方面和品種間品質比較方面的報道雖多，但關于菜心種質資源的小菜蛾抗性與品質的相關性綜合評價方面的研究卻鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】了解菜心品質與小菜蛾抗性之間的相互聯系，對現有菜心種質資源的的小菜蛾抗性與品質做出綜合評價，以篩選出品質優良且小菜蛾抗性較好的種質資源，為優質高抗菜心育種提供親本選配依據。

表1 供試的8份菜心品系來源

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在廣西農科院蔬菜基地的塑料大棚內進行，供試的8個菜心品系由表1中8個菜心品種在廣西經過5～10代自交、提純、復壯而成，其來源詳見表1，菜心常規育苗栽培理，育苗移栽后1個月采集健康葉片，一部分葉片液氮速凍于零下40度保存待測，另一部分葉片用于小菜蛾抗蟲性鑒定試驗，采用離體接蟲法鑒定(方法見1.2)。

1.2 測定項目及方法

采用考馬斯亮藍 G-250法測定蛋白質含量[15]，蔗糖含量的測定采用Roe比色法[16]、還原糖含量的測定采用3，5-二硝基水楊酸法[17]， 淀粉含量的測定采用碘比色法[18]，菜心抗蟲性鑒定測定參考譚亞男離體鑒定方法， 稍作修改：從每份種質的植株上取完全開展的嫩葉3片，用直徑1 cm 金屬打孔器打出大小均勻的3片葉盤放入培養皿內，接入三齡小菜蛾3頭，用濕棉球保濕，并用十字方格紙測定小菜蛾取食菜心48 h后3片葉盤的總剩余葉面積[19]。同一指標3次重復取平均值，通過SPSS19.0軟件分析各指標的差異顯著性和相關性。

2 結果與分析

2.1 菜心種質資源小菜蛾抗性鑒定

不同菜心種質資源其綠葉剩余面積越大表明其越抗蟲，在小菜蛾取食前，每個培養皿中3片菜心葉盤的總面積為235.5 mm2。圖1可以看出，小菜蛾取食后不同基因型菜心綠葉剩余面積大小為：8號>5號>3號>7號>6號>4號>2號>1號，這說明在這8個菜心品系中，8和5號最抗蟲，2個品種間抗蟲差異不顯著，且均顯著優于其他品系；其次3和7號，小菜蛾抗性較差的菜心品系為1號、2號和4號， 其中 2號和4號差異不顯著， 最感蟲的是1號，剩余綠葉面積僅65.0 mm2，約為抗蟲品系8號的34.3 %。

2.2 可溶性蛋白含量

可溶性蛋白質是菜心的重要營養指標之一，蛋白質含量高，菜心的品質好。圖2所示，5號、6號和8號可溶性蛋白含量較高，分別為：14.07、14.95和14.33 mg/g·FW，3份資源品系間差異不明顯，其中6號和8號顯著高于除5號外的其余品種；1號的可溶性蛋白含量最低(10.63 mg/g·FW)，比8號顯著降低28.9 %，8份資源品系的蛋白質含量高低順序為：8號>6號>5號>3號>2號>4號>7號>1號。

不同小寫字母表示差異達顯著水平(P<0.05)，下同Different lowercase letters represented significant difference(P<0.05). The same as blew圖1 小菜蛾取食不同基因型菜心后的綠葉剩余面積Fig.1 Remaining green leaf area after 24 h the diamondback moth feeding on different strains of Chinese flowering cabbage

2.3 可溶性淀粉含量

圖3所示，8個品系大概分為6個等級，淀粉含量最高的是4號(0.79 mg/g·FW)，淀粉含量高低順序為：4號>5號>7號>2號>3號>8號>6號>1號，1號淀粉含量顯著低于其他品系， 3號、6號和8號之間差異不顯著，且均顯著低于除1號外的其他品系。

2.4 蔗糖含量

糖分是評價菜心品質的重要指標[20]，也是影響其口感風味的內在因素。圖4所示，8個品系根據蔗糖含量大概分為4個等級，含量最高的是2號(6.35 mg/g·FW)和4號(6.09 mg/g·FW)，蔗糖含量高低順序為：2號>4號>7號>1號>3號>5號>8號>6號，6號蔗糖含量為3.32 mg/g·FW，僅為2號品系的52.2 %，6號、8號、5號和3號之間差異不顯著，且四者均顯著低于其他品系。

2.5 可溶性還原糖含量

圖5所示，8個品系中4號(22.75 mg/g·FW)可溶性還原糖含量最高，其次是5號(15.77 mg/g·FW)，還原糖含量高低順序為： 4號>5號>6號>3號>7號>1號>8號>2號，還原糖含量最低的是2號(5.77 mg/g·FW)，僅為4號品系的25.4 %，其中2與8號差異不顯著，3號與6號差異不顯著，與其他品系差異顯著。

圖2 不同基因型菜心葉片的可溶性蛋白含量Fig.2 Soluble protein content of different Chinese flowering cabbage

圖3 不同基因型菜心葉片的可溶性淀粉含量Fig.3 Soluble starch content of different Chinese flowering cabbage

2.6 菜心種質資源小菜蛾的抗性與各品質指標的相關性

表2所示，菜心營養品質中可溶性蛋白質含量與小菜蛾的抗性呈極顯著正相關(r=0.640)；蔗糖含量和小菜蛾的抗性呈極顯著負相關(r=-0.550)；淀粉與還原糖含量呈極顯著正相關(r=0.838)；可溶性蛋白質含量與蔗糖含量呈極顯著負相關(r=-0.526)。

3 討 論

由于小菜蛾田間自然檢測方法比較復雜，其測定結果往往受環境條件、人為等因素的影響較大，因此本研究采用葉盤離體接蟲法來鑒定8個菜心種質資源的小菜蛾抗性。葉盤離體接蟲鑒定小菜蛾抗性是一種廣泛使用的抗蟲性鑒定方法，與網室鑒定具有極顯著的相關性：王欣等通過對8份白菜材料抗蟲性的網室鑒定和離體鑒定，發現8份白菜材料的抗蟲性趨勢基本一致，材料間抗蟲性均表現極顯著差異，2種方法的相關系數為0.96，達到極顯著水平[14]；梁子麗等采用網室鑒定、離體鑒定和自然條件鑒定等3種鑒定方法對16份結球甘藍材料進行小菜蛾抗性的鑒定，發現3種鑒定方法的結果雖有差異，但抗蟲性強弱的排序是大體一致的[21]。因此采用葉盤離體接蟲法進行小菜蛾抗性的鑒定是一種簡單可行的研究方法，通過計算小菜蛾取食后的剩余葉面積來衡量葉片的受損程度及小菜蛾抗性，其方法更簡便、快捷。崔章林等通過比較 6724 份國內外大豆資源的葉片被食葉面積，發掘出對南京地區大豆食葉性害蟲表現抗性的資源 20 份[22]，吳業春等以葉面積損失百分率為指標對 51 份大豆材料開展了對食葉性害蟲綜合蟲種抗性的鑒定工作[23]。

圖4 不同基因型菜心葉片的蔗糖含量Fig.4 Sucrose content of different Chinese flowering cabbage

圖5 不同基因型菜心葉片的還原糖含量Fig.5 Reducing sugar content of different Chinese flowering cabbage

相關系數小菜蛾抗性可溶性蛋白淀粉蔗糖還原糖x11x20.640**1x30.2310.1401x4-0.550**-0.526**0.3841x5-0.0080.0070.838**0.2101

注: **表示在0.01水平上極顯著相關，x1，x2，x3，x4，x5分別表示菜心種質資源的小菜蛾抗性，可溶性蛋白含量，淀粉含量，蔗糖含量，還原糖含量。

Note: ** represented significant correlation at 0.01 level,x1,x2,x3,x4,x5are the resistance to diamondback moth, soluble protein, soluble starch, sucrose, reducing sugar.

菜心為鮮食性蔬菜，其品質性狀可溶性蛋白質、蔗糖、還原糖和淀粉含量是重要的營養品質指標[24]，同時也是植物的生長發育和維持生命必不可少的基礎代謝物質。要進行蔬菜抗蟲優質育種，前提是要在眾多材料中根據抗蟲性表現篩選抗蟲性較強、品質性狀較好的種質資源進行利用。本試驗研究結果表明：菜心種質資源品質指標與抗蟲性存在一定的相關性，菜心的小菜蛾抗性與可溶性蛋白呈極顯著正相關，與蔗糖含量存在極顯著負相關。植物體內的可溶性蛋白質大多參與各種代謝，其含量是了解植物體總代謝的一個重要指標[25]， Mattson等認為植物中可溶性蛋白質影響害蟲的存活率、生長發育速度和生殖力等[26]，梁子麗研究結果表明，在6個親本材料中， 抗蟲材料K2其蛋白質含量最高，其可能原因是蛋白質含量較高的抗蟲材料中所含植物防御蛋白量也較高，當植物遭受昆蟲取食時，大多通過系統素或細胞膜信號級聯反應，對昆蟲產生防御機制，同時誘導植物體內防御蛋白包括病程相關蛋白、蛋白酶抑制劑、多酚氧化酶、過氧化物酶、脂氧合酶和苯丙氨酸解氨酶等多種蛋白顯著變化[27-30]，從而達到防御昆蟲的目的，因此在育種過程中可避免選擇營養品質較劣的材料作親本[21]。在本研究中可溶性蛋白質含量較高的5、8號為小菜蛾抗性較好品系，但這兩個材料的蔗糖含量較低、口感較差，而2、4號品系的蔗糖含量高、口感較較好，其小菜蛾抗性差，因此菜心蔗糖含量與小菜蛾抗性的這種負相關性直接制約了親本材料的選擇。蔗糖是植物碳水化合物代謝的主要形式，也是是植物體內一種重要的抗逆境調節物質，張艷璇等報道表明糖含量與害蟲危害呈負相關[31]，楊德松等研究表明，棉花葉片可溶性糖葉螨蟲口密度呈正相關，即棉花葉片可溶性糖含量與棉花的葉螨蟲害抗性呈負相關[32]，與本研究結果相似。因此，在菜心抗蟲優質育種中，可以通過選擇可溶性蛋白含量較高而蔗糖含量中等的品系為親本來達到小菜蛾抗性育種的目的，在今后的研究中，需要篩選更多數量的抗蟲種質資源和目標品質優良的種質資源，為后期菜心的小菜蛾抗性育種、營養生理研究的親本選配提供依據。

4 結 論

小菜蛾抗性離體鑒定結果表明：小菜蛾抗性較好的菜心品系為8和5號，小菜蛾抗性較差的菜心品系為1、2和4號，最感蟲的菜心品系為1號。菜心資源的品質分析與小菜蛾抗性綜合分析結果表明：菜心種質資源品質指標與抗蟲性存在一定的相關性，其小菜蛾抗性與葉片可溶性蛋白呈極顯著正相關，與葉片蔗糖含量存在極顯著負相關。

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ComprehensiveEvaluationonQualitiesofChineseFloweringCabbageResourcesandResistancetoDiamondbackMoth

LUO Hai-ling1,2,3，KANG Hong-wei1， MA Jun4，JU Xi-xi1，ZHANG Li1，SHI Wei-dong1*

(1.Institute of Vegetable, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Guangxi Nanning 530007, China; 2.Key Laboratory of Crop Genetic Improvement and Biotechnology, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Guangxi Nanning 530007, China; 3.College of Agronomy, Guangxi University, Guangxi Nanning 530004, China; 4.Nanning Municipal Party College of C.P.C, Guangxi Nanning 530007, China)

【Objective】In order to provide the theory basis for quality improvement and cultivating varieties of high resistance to diamondback moth, the relations between the resistance to diamondback moth and qualities of Chinese flowering cabbage resources were researched and evaluated comprehensively.【Method】The study analyzed rules for soluble protein, sucrose,reducing sugar and soluble starch with eight Chinese flowering cabbage strains for materials, meanwhile, analyzed the resistance to diamondback moth of Chinese flowering cabbage strains by the evaluation method in vitro.【Result】The strains of No.8 and No.5 were high resistance to diamondback moth, the soluble protein content of two strains high, but the sucrose of the two strains were lower.The susceptible strains were No.1, No.2 and No.4 .The soluble protein content of No.1, No.2 and No.4 were lower, and the sucrose of No.2 and No.4 were higher.【Conclusion】There was significant positive correlation between the resistance to diamondback moth and soluble protein content of Chinese flowering cabbage, and there was significant negative correlation between the resistance to diamondback moth and sucrose content of Chinese flowering cabbage.

Chinese flowering cabbage; Resources; Diamondback moth; Resistance; Qualities

1001-4829(2017)5-1087-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.5.018

2016-12-14

國家自然科學基金項目(31360481)；廣西自然科學基金項目(2014GXNSFBA118122)；廣西農業科學院基本科研業務專項項目(桂農科2013YQ06;2015YM26)

羅海玲(1980-)，女，廣西全州人，碩士，助理研究員，主要從事作物生理與分子生物學研究工作，E-mail：luohailing@gxaas.net,*為通訊作者，史衛東，E-mail：shiwd@gxaas.net。

S436

A

(責任編輯 汪羽寧)