單葉刺槐半同胞子代蟲害指數(shù)及其與葉色參數(shù)的相關(guān)性

徐立人 曹麗娜 劉寵 柳俊明 王立成 李清泉 楊敏生 張軍 李彥慧

摘要?以單葉刺槐母本（A1-1）及8個葉形產(chǎn)生明顯變異的半同胞子代無性系（A2-1、A15-1、C23-1、B24-3、A8-4、C9-2、A21-1、A16-1）為材料，調(diào)查統(tǒng)計各無性系的蟲害指數(shù)，并測定各無性系健康葉片的葉色參數(shù)，通過相關(guān)性分析，篩選與蟲害指標(biāo)相關(guān)度高的葉色參數(shù)，進而建立方程模型，并對各樣本的抗蟲性作出評價。結(jié)果表明，各無性系蟲害的程度與葉形變異無關(guān)，但與葉色參數(shù)L*之間呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），方程為y=-4 405.111x+103.220 x2-0.806x3+62 666.130，相關(guān)系數(shù)為-0.757。各無性系按抗蟲性強弱可分為4類，第I類包括A8-4、A16-1、A15-1、C23-1，抗蟲性相對較強，其中A15-1兼具抗蟲性與葉色特異性;第Ⅱ類包括A1-1、B24-3、C9-2，抗蟲性中等;第Ⅲ類為A21-1，抗蟲性較弱;第Ⅳ類為A2-1，抗蟲性弱。

關(guān)鍵詞?單葉刺槐;葉色參數(shù);蟲害指數(shù);相關(guān)性分析;抗蟲性

中圖分類號?S?792.27文獻標(biāo)識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）17-0152-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.17.038

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Pest Index of Half Sib Progenies of Robinia.pseudoacaciaf.unifolia and Its Correlation with Leaf Color Parameters

XU Li?ren，CAO Li?na，LIU Chong et al

（College of Landscape Architecture and Tourism，Hebei Agricultural University，Baoding，Hebei 071000）

Abstract?Based on Robinia.pseudoacaciaf.unifolia female parent （A1-1） and its eight half progenies （A2-1，A15-1，C23-1， B24-3， A8-4， C9-2，A21-1，A16-1） with obvious leaf shape variation， the pest index of each clone was investigated and counted， and the leaf color parameters of healthy leaves of each clone were measured. Through correlation analysis， the leaf color parameters with high correlation with pest index were screened， and then cube was built.The resistance of each sample was evaluated. The results showed that the degree of pest was not related to the variation of leaf shape， but was negatively related to the leaf color parameter L* （P<0.05）. The equation was y=-4 405.111x+103.220x2 - 0.806x3 + 62 666.130， and the correlation coefficient was -0.757. The clones can be divided into four categories according to their insect resistance. The first category includes A8-4， A16-1， A15-1 and C23-1， with relatively strong insect resistance， in which A15-1 has both insect resistance and leaf color specificity; the second category includes A1-1， B24-3 and C9-2， with medium insect resistance; the third category is A21-1， with weak insect resistance; the fourth category is A2-1， with weak insect resistance.

Key words?Robinia.pseudoacaciaf.unifolia;Leaf color parameters;Pest index;Correlation analysis;Insect resistance

刺槐（Robinia pseudoacia L.）又名洋槐，屬豆科刺槐屬多年生落葉喬木，其根系發(fā)達(dá)、萌芽性強、生長迅速、適應(yīng)性強，是園林綠化和水土保持的優(yōu)良樹種，現(xiàn)已成為我國北方優(yōu)良的水土保持樹種[1-3]。單葉刺槐（Robinia.pseudoacaciaf.unifolia）是刺槐的變種，主要特征是復(fù)葉僅有一個或幾個小葉片，小葉面積明顯大于普通刺槐。2004年從德國引進了單葉刺槐無性系，發(fā)現(xiàn)其與普通刺槐混栽可產(chǎn)生種子，半同胞家系中復(fù)葉的葉色、小葉數(shù)、葉面積等發(fā)生明顯的變異，部分子代具有開發(fā)觀賞價值的潛質(zhì)[4]。

色彩的本質(zhì)是電磁波，波長差異導(dǎo)致顏色不同，植物葉色的差異主要是葉片對光的吸收和反射情況不同導(dǎo)致的[5-6]。蟲害一直是困擾園林發(fā)展的突出問題[7]，昆蟲對于不同波長的電磁波敏感程度不同，致使其對特定顏色有趨向性[8-10]。目前，已有眾多關(guān)于葉色參數(shù)與色素相關(guān)性的研究[11-12]，但葉色參數(shù)的差異是否與蟲害的嚴(yán)重程度有關(guān)鮮有報道，對單葉刺槐及其半同胞子代的研究也僅限于組培體系的建立[13]和子代SSR鑒定[4]等。

該試驗以單葉刺槐及8個葉形產(chǎn)生明顯變異的半同胞子代無性系為材料，測定其葉色參數(shù)并統(tǒng)計蟲害指數(shù)，進行相關(guān)性分析，篩選與蟲害指數(shù)顯著相關(guān)的葉色指標(biāo)，并建立方程模型，同時對全部樣本的抗蟲性作出評價，以期為今后單葉刺槐新品種選育、病蟲害研究以及在園林中的合理應(yīng)用提供重要的理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?材料?2019年5月5日選取單葉刺槐母本及已通過SSR分子鑒定的26個子代，嫁接在定植于河北保定市滿城區(qū)苗圃場的2年生普通刺槐上，形成27個無性系，每個無性系嫁接20株。

2019年8月27日，選取長勢一致的單葉刺槐母本（A1-1）及8個葉形產(chǎn)生明顯變異的子代（A2-1、A15-1、C23-1、B24-3、A8-4、C9-2、A21-1、A16-1），以葉片為材料（表1），進行蟲害的田間調(diào)查及葉色參數(shù)測定。

1.2?方法

1.2.1?蟲害的田間調(diào)查。參照江世宏[14]的方法，并適當(dāng)改進，從每個參試無性系隨機選擇長勢一致的5株進行蟲害調(diào)查，每株隨機調(diào)查相同部位小葉100枚，共500枚，對每枚葉片的受害情況進行分級，進而計算該無性系的蟲害指數(shù)，蟲害指數(shù)越高，其受害程度越深，具體的分級標(biāo)準(zhǔn)及蟲害指數(shù)計算公式如下：

0級，葉片上無害蟲;1級，葉片有害蟲但無蟲害現(xiàn)象;2級，葉片因受到蟲害出現(xiàn)皺縮不展，或受害面積介于25%～50%;3級，葉片因受到蟲害出現(xiàn)皺縮半卷，或受害面積介于50%～75%;4級，葉片因受到蟲害出現(xiàn)皺縮半卷，或受害面積大于75%。

蟲害指數(shù)=（蟲害級別代表值×該級葉片數(shù)量）最高分級級數(shù)×調(diào)查總?cè)~片數(shù)量×100%

1.2.2?葉色參數(shù)的測定。從“1.2.1”選取的各無性系試驗株中，每株隨機采集相同部位完整、無病蟲害的小葉5枚，每個無性系共25枚，帶回實驗室。葉色參數(shù)的測定參照Sarker等[15]的方法，采用日本產(chǎn)Minolta CR-400型全自動色差計測定并記錄各葉片的L*、a*、b*、h值，每個葉片重復(fù)測定3次。其中，L*表示光澤度，L*值越大，葉片亮度越高，L*值越小，葉片亮度越低;a* 表示紅/綠值，a*值越大，葉片紅色越深，反之綠色越深;b*表示黃/藍(lán)值，b*值越大，葉片黃色越深，反之藍(lán)色越深;h表示色相角，是區(qū)分不同色彩最準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.3?數(shù)據(jù)處理與分析。采用SPSS 25.0對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析、相關(guān)性分析和聚類分析，采用Excel 2016進行圖表的繪制。

2?結(jié)果與分析

2.1?蟲害指數(shù)

由母本及不同編號子代的蟲害指數(shù)統(tǒng)計結(jié)果可知（圖1），子代A2-1、B24-3、A21-1的蟲害指數(shù)分別比母本提高了83.33%、1.21%、37.51%，與母本相比，A2-1、A21-1差異顯著，B24-3差異不顯著，說明子代A2-1和A21-1的葉片受蟲害程度較母本顯著加深。子代A15-1、C23-1、A8-4、C9-2、A16-1的蟲害指數(shù)分別比母本降低了63.75%、50.21%、33.33%、16.67%、37.50%，與母本的蟲害指數(shù)相比，A15-1、C23-1、A8-4、A16-1差異顯著，C9-2與母本之間無顯著差異，說明子代A15-1、C23-1、A8-4、A16-1的葉片抗蟲性顯著優(yōu)于母本。

進一步以蟲害指數(shù)為依據(jù)進行樣本間聚類分析（圖2），當(dāng)類間最短距離為5時，全部樣本可按抗蟲性強弱分為4類，第I類包括A8-4、A16-1、A15-1、C23-1，抗蟲性相對較強;第Ⅱ類包括母本、B24-3、C9-2，抗蟲性中等;第Ⅲ類為A21-1，抗蟲性較弱;第Ⅳ類為A2-1，抗蟲性弱。

2.2?葉色參數(shù)

由圖3A可知，子代A15-1、C23-1、B24-3、A8-4的L*值分別比母本提高了8.5%、4.4%、1.6%、0.1%，與母本相比，A15-1差異顯著，C23-1、B24-3、A8-4差異不顯著，子代A2-1、C9-2、A21-1、A16-1的L*值分別比母本降低了5.5%、3.4%、3.8%、2.3%，與母本相比，A2-1、C9-2、A21-1差異顯著，A16-1差異不顯著，說明母本相比，A15-1的葉片更具光澤，A2-1、C9-2、A21-1的葉片光澤度相對較低。

由圖3B可知，子代A2-1、B24-3、A8-4、A21-1的a*值分別比母本提高了0.4%、1.6%、0.5%、2.9%，與母本相比均無顯著差異，子代A15-1、C23-1、C9-2、A16-1的a*值分別比母本降低了13.4%、12.6%、1.9%、0.1%，與母本相比A15-1、C23-1差異顯著，C9-2、A16-1無顯著差異，說明與母本相比，子代A15-1、C23-1的葉片綠色更深。

由圖3C可知，子代A15-1、C23-1、C9-2的b*值分別比母本提高了17.7%、14.6%、0.8%，與母本相比A15-1、C23-1差異顯著，C9-2差異不顯著，子代A2-1、B24-3、A8-4、A21-1、A16-1的b*值分別比母本降低了1.9%、5.1%、1.1%、4.0%、4.3%，與母本相比，A21-1差異顯著，B24-3、A8-4、A2-1、A16-1差異不顯著，說明與母本相比，子代A15-1、C23-1葉色顯著偏黃，A21-1葉色顯著偏藍(lán)。

由圖3D可知，子代A2-1、B24-3、A8-4、C9-2、A21-1、A16-1的h值分別比母本提高了0.56%、0.60%、0.23%、 0.51%、0.49%、0.97%，子代A15-1、C23-1的h值分別比母本降低了0.87、0.38%，各子代與母本之間的h值均無顯著差異，說明各樣本葉片的色相角相對一致。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2020年

綜合4個葉色參數(shù)，僅子代A8-4、C9-2與母本相比無顯著差異，其余子代與母本相比均差異顯著。

2.3?單葉刺槐蟲害指數(shù)與葉色參數(shù)及小葉數(shù)量的相關(guān)性分析

以各無性系的蟲害指數(shù)為因變量，葉色參數(shù)、小葉數(shù)量為自變量，利用逐步回歸法，進行多元線性回歸分析，進而剔除與蟲害指數(shù)相關(guān)性不顯著的自變量，構(gòu)建最優(yōu)線性回歸方程。由表2可知，蟲害指數(shù)與a*、b*、h及小葉數(shù)量之間相關(guān)性不顯著，無法進行曲線擬合，說明各無性系所受蟲害的嚴(yán)重程度與a*、b*、h及葉形變異無關(guān)。蟲害指數(shù)與L*之間呈顯著負(fù)相關(guān)，二者之間呈良好的三次曲線關(guān)系，擬合度為75.70%，方程為y=-4 405.111x+ 103.220x2-0.806x3+62 666.130，說明就該試驗的各參試無性系而言，葉片光澤度越低，所受蟲害程度越深。

3?結(jié)論與討論

相較于感官鑒別，利用色差測定葉色參數(shù)可以實現(xiàn)葉色的數(shù)字化，可準(zhǔn)確、客觀地反映出不同葉片顏色的差異[16]。通過篩選與蟲害指數(shù)密切相關(guān)的葉色參數(shù)，建立方程模型，可以通過葉色對蟲害進行預(yù)估，為蟲害防治爭取充足的時間。

該試驗對單葉刺槐母本及8個半同胞子代的蟲害指數(shù)進行調(diào)查統(tǒng)計，同時測定其葉色參數(shù)L*、a*、b*、h值。結(jié)果表明半數(shù)以上子代的抗蟲性優(yōu)于母本，這與賈會霞等[17]對歐洲黑楊的研究中，多數(shù)雜交子代的抗蟲性顯著優(yōu)于母本的結(jié)論一致，這也充分體現(xiàn)了“雜種優(yōu)勢”[18]。葉色參數(shù)的測定結(jié)果表明除子代A8-4、C9-2的葉色與母本相比無顯著差異外，其余子代的葉色與母本之間均存在顯著差異，這與張晶等[19]在對觀賞海棠的研究中其半同胞子代葉色與母本相比出現(xiàn)顯著變異的結(jié)論一致，這也進一步體現(xiàn)了雜交育種是特異性狀選育的有效手段。相關(guān)性分析表明蟲害指數(shù)與a*、b*、h及小葉數(shù)量之間相關(guān)性不顯著，與L*之間呈良好的三次曲線關(guān)系，呈顯著負(fù)相關(guān)，說明葉片光澤度越低，蟲害越深，原因可能是由于害蟲更趨向于此波長的葉色，也有可能是由于光澤度低的葉片葉表皮相對較薄，害蟲更易啃食[20]。

該研究表明，利用葉色參數(shù)L*可有效預(yù)估該試驗各參試無性系的蟲害指數(shù)，方程為y=-4 405.111x+103.220x2-0806x3+62 666.130，為今后單葉刺槐的蟲害預(yù)估提供了重要的理論參考，同時子代A8-4、A16-1、A15-1、C23-1的抗蟲性顯著優(yōu)于母本，且子代A15-1的葉片與母本相比更具光澤且偏黃，兼具抗蟲性和觀賞潛質(zhì)，這也為今后單葉刺槐新品種選育工作提供了理論依據(jù)。

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