不同黃瓜材料抗蚜性鑒定及利用

劉平亮

（福建省武平縣大禾鎮(zhèn)鄉(xiāng)村振興服務中心，福建 武平 364307）

1 前言

黃瓜（Cucumis sativus L.）為葫蘆科（Cucurbitaceae）甜瓜屬（Cucumis）一年生草本攀援植物，是世界上主要的蔬菜，也是消費最多的水果作物之一。黃瓜是一種美味多汁的水果，以其營養(yǎng)和藥用特性而聞名，含有多酚、有機酸、木質素和其他極性化合物，此外，果皮還富含酚類化合物、黃酮類化合物、類胡蘿卜素等生物活性成分，這些成分都能夠給人體提供潛在的健康益處。但在種植過程中未成熟的黃瓜會由于各種原因被人們丟棄，導致了資源的浪費。黃瓜原產于印度的喜馬拉雅山南麓地帶，兩千多年前漢朝張騫通西域時引入我國北方。黃瓜風味獨特，在世界各國普遍受到歡迎。黃瓜產量高，目前我國四季栽培，周年供應，栽培面積、總產量均居世界第一。黃瓜在生產過程中病蟲害多且危害嚴重。目前黃瓜育種主要聚焦抗病性，已育成眾多抗病品種。黃瓜蟲害一直是生產中的難題，通常有蚜蟲、溫室白粉虱、瓜娟螟、美洲斑潛蠅、薊馬，其中蚜蟲危害最重，培育抗蚜黃瓜新品種是解決該問題的一條重要途徑。

蚜蟲類型眾多，超過4700余種（von Dohlen，2006），侵染黃瓜的蚜蟲主要為瓜蚜（又稱棉蚜）。蚜蟲取食時，經過試探，然后將口器刺入植物葉片的韌皮部部位，取食植物汁液，因此，如果蚜蟲感覺不理想則不在此處取食而轉移場所；如果植株葉片表面布滿厚重的蠟粉則影響蚜蟲取食，導致吸取液汁困難增加；如果韌皮部表皮下角質層增加、厚壁組織增厚，亦可影響蚜蟲取食，導致蚜蟲發(fā)育甚至繁殖困難。蚜蟲取食導致植株營養(yǎng)成分丟失，植株生長不良，同時蚜蟲排泄的蜜露又感染霉菌而引發(fā)煙霉病，導致黃瓜葉片見光差，光和能力降低，嚴重時可導致大幅減產。植物在長期進化過程中，對于害蟲的危害產生了一定的適應性，產生了一些不利于昆蟲的生理生化特性，即抗蟲性。

1.1 植物抗蚜機理

對于植物抗蟲性的機理，不同學者觀點也不同。不過公認的包括物理抗性、化學抗性和誘導抗性。

物理抗性：植物面對蚜蟲的嚴重威脅經過長期進化，在植株外表產生了一些對蚜蟲不利的變化。如蚜蟲對黃色偏愛，而對銀白色忌避，植株表面產生銀白色的茸毛，從而減少蚜蟲侵染。植株表面毛刺過密或過少可減輕害蟲附著。植物表面蠟質層加厚、角質層加厚等均增加蚜蟲取食難度，導致蚜蟲生長發(fā)育不良，從而減少蚜蟲危害。

化學抗性：植物某些化學成分含量減少或增加可導致昆蟲生理活動不協(xié)調，從而減少其危害，如可溶性糖含量降低導致蚜蟲營養(yǎng)不足，生長緩慢甚至死亡，可溶性蛋白含量降低亦使蚜蟲發(fā)育不良繁殖困難，某些成分大量增加亦可導致蚜蟲不適應而影響蚜蟲生長發(fā)育。

誘導抗性：植物受到蚜蟲侵染后，植株本身感到威脅而做出主動反應，如一些保護酶活性大量增加，次生代謝物質含量增加，合成一些對蚜蟲有毒的物質，木質素含量增加，蠟質含量增加，這一切均對浸染蚜蟲不利，可導致蚜蟲中毒、取食困難、蚜蟲營養(yǎng)不良等，同時植株可合成一些揮發(fā)性物質，以吸引蚜蟲天敵從而消滅蚜蟲。

1.2 本研究的目的意義

蚜蟲嚴重危害黃瓜生產，菜農采取各種辦法來減輕蚜蟲危害，如利用蚜蟲偏愛黃色的特性在田間懸掛黃色黏板，利用蚜蟲忌避銀白色特性在田間拉銀白色反光薄膜條，投放蚜蟲的天敵瓢蟲等措施以減少蚜蟲危害，但最多的還是化學防護，噴灑各種農藥可迅速殺死大量蚜蟲，但是農藥在殺死蚜蟲的同時把蚜蟲的天敵也消滅了，并且導致黃瓜果實表面農藥殘留增加、環(huán)境污染增加，這一切均對人類不利。在蟲害的各種防治途徑中，利用植物本身的抗性來防治害蟲已成為國內外公認的最佳防治途徑，種植和選育抗蟲性較強的黃瓜品種，利用植株本身的抗蟲性來抵御蟲害，是最經濟、最有效地防治措施之一。利用植物本身的抗性，還可以有效地減少化學藥品對空氣、水和土壤環(huán)境的污染，減少藥品在蔬菜中的殘留。所以加快選擇和培育抗蟲性黃瓜是防治蟲害的根本途徑。消費者對黃瓜商品性要求嚴格，抗蚜品種還必須滿足商品性好、產量高、適應性強等要求，否則無法在生產過程中推廣。本試驗目的在于對所選育的黃瓜材料進行抗蚜鑒定，并從中選育優(yōu)良單株自交留種，以選育抗蚜且其他性狀亦優(yōu)良自交系，為將來培育抗蚜新品種做準備。

2 材料與方法

2.1 試材

試驗于2020年8月20日~11月20日在山東農業(yè)大學南校區(qū)園藝實驗站基地進行。試驗材料為山東農業(yè)大學園藝學院曹辰興老師提供的抗蚜分離株系，共14份，另外包括抗蚜對照1份、感蚜對照1份。

2.2 試驗處理

2020年8月20日用10cm×10cm營養(yǎng)缽播種育苗。首先用自來水浸種6h，然后在25℃光照培養(yǎng)箱內催芽24h，當種子發(fā)芽后播種于日光溫室內，3d后出苗。苗期澆水、防病等措施同一般生產田正常管理。當幼苗兩葉一心時接種蚜蟲。方法為：8月10日將感染蚜蟲的黃瓜幼苗定植溫室內，以繁殖蚜蟲供接種之用，因溫室內環(huán)境條件適于蚜蟲生長繁殖，很快黃瓜葉片布滿蚜蟲。9月5日當供試黃瓜材料幼苗兩葉一心時，在上午8時取溫室內布滿蚜蟲的黃瓜葉片放置在供試黃瓜苗營養(yǎng)缽周圍，隨離體黃瓜葉片失水萎焉，部分蚜蟲逐漸離開并向四周適宜位置轉移，以尋找新的寄主植株，此時供試黃瓜幼苗成為蚜蟲首選目標，下午4時將已失水萎焉的黃瓜葉拿走，蚜蟲在黃瓜幼苗間自由活動選擇寄主。3d后調查。抗蚜植株感蚜少、蚜蟲繁殖慢，反之不抗蚜植株感蚜多，蚜蟲繁殖快。因抗蚜是受數(shù)量性狀基因控制，受環(huán)境條件影響，蚜蟲多少分界線不明顯。我們根據(jù)蚜蟲數(shù)量，將每株50只作為抗蚜分界線，50只以下為抗蚜植株，50只以上為感蚜植株。將感蚜在10只以下植株入選自交留種，果實商品成熟期鑒定商品性（包括瓜長、瓜把長、瓜顏色、著色均勻程度、刺密度、瘤大小等指標）、抗病性等指標。田間管理同生產田。種子生理成熟后單株收獲考種，以供下一栽培季節(jié)進一步鑒定分離。

3 結果與分析

3.1 不同黃瓜材料抗蚜性鑒定

表1是蚜蟲感染統(tǒng)計表，從表中可以看出，兩個對照品種蚜蟲感染數(shù)量差異明顯。感蚜對照19號（ck2）的所有植株均感染大量蚜蟲，葉片背面布滿蚜蟲，每株均超過200只，而抗蚜對照14號（ck2）的所有植株感蚜數(shù)量極少，每株蚜蟲量不足5只，抗蚜性強。所有試驗材料抗蚜性均超過感蚜對照，表明我們以前試驗選育的抗蚜材料抗蚜性能遺傳，人工選擇有意義。從表中數(shù)據(jù)進一步分析發(fā)現(xiàn)，4、6、11、12號4份材料的所有單株均抗蚜蟲，其他材料的部分植株雖然屬于感蚜植株，但蚜蟲數(shù)量不足100只，明顯低于感蚜對照植株，所有試驗材料的所有植株抗蚜性均優(yōu)于感蚜對照。另一方面，所有試驗材料的抗蚜性均不如抗蚜對照，雖然部分材料的所有植株均達抗蚜標準，但其植株感蚜數(shù)量仍高于抗蚜對照植株，只有部分植株蚜蟲數(shù)量在5只以下，與抗蚜對照抗性相當。入選蚜蟲數(shù)量在5只以下的單株，其他的單株淘汰。對入選株花前一天人工扎花，花期自交授粉，每株授粉3~4朵雌花，10d后保留種子多的2個種瓜，其他的去除。

表1 不同黃瓜植株感蚜調查表

3.2 抗蚜單株其他性狀選擇

華北型黃瓜在全國各地廣泛種植，消費者對其商品性要求嚴格，有的地區(qū)喜歡長棒狀黃瓜，瓜長大于35cm，有的地區(qū)偏愛棒狀黃瓜，瓜長30cm左右，但均要求短瓜把，瓜把長度占瓜長比例小于1/7，要求果實表面無蠟粉，深綠色，著色均勻無黃條紋、無黃斑點、無黃棱溝，刺密瘤適中，否則銷路不佳。要求長勢好從而產量高，抗病從而打藥少。從表2可以看出，入選單株大部分長勢良好，果實商品性符合育種目標要求，對白粉病抗性強，表明我們以前的分離選擇工作做得不錯，只有2-1、3-1、3-2、5-2不抗白粉病，建議淘汰。因為，對白粉病抗性為一對隱性基因控制，父母均抗白粉病其雜交一代才能抗白粉病。

表2 入選單株植物學性狀統(tǒng)計

4 討論與小結

4.1 黃瓜抗蚜性鑒定

植物在生長過程中會遇到各種病蟲危害，為了生存，植株本身會對外來的病菌、害蟲作出積極反應，否則難以生存，黃瓜亦是如此。盡管黃瓜在我國已種植兩千余年，受到人們精心呵護，但其對外界不利條件的反應沒有消失。黃瓜生產過程中受到多種害蟲影響，其中蚜蟲危害最重，我們可利用黃瓜對蚜蟲的反應不同，培育抗蚜新品種來減少害蟲危害。黃瓜抗蚜性屬于數(shù)量性狀，抗性分離范圍廣泛。從表1可以看出，所有分離材料單株抗蚜能力均高于感蚜對照，即使表現(xiàn)不抗的單株感蚜數(shù)量也明顯低于感蚜對照單株的蚜蟲數(shù)量。但大部分分離材料的抗性比抗蚜對照低，即使表現(xiàn)抗蚜單株的蚜蟲數(shù)量也比抗蚜對照單株高，只有部分分離單株抗蚜能力接近抗蚜對照。要想獲得抗蚜能力強的大量植株，必須擴大品種資源數(shù)量、擴大群體規(guī)模，以從中選育概率很低的抗蚜能力強的植株。

4.2 抗蚜自交系選育

黃瓜種植面積大，優(yōu)良新品種的選育必將產生巨大的經濟效益、社會效益。黃瓜目前在生產上全部采用雜交種。雜交種要達到雜種優(yōu)勢，其雙親必須是優(yōu)良自交系。黃瓜是對外觀商品性要求最嚴格的蔬菜作物，瓜條如果外觀不佳，很難推廣，如果產量不高生產者也很難接受。要想滿足生產需要，抗蚜自交系在抗蚜能力強的基礎上，還必須長勢好、商品性好、抗病能力強、配合力高，這就增加了育種難度。入選抗蚜單株大部分表現(xiàn)綜合性狀好，但有少部分抗病能力弱，需淘汰。另外，分離早代的部分性狀仍會分離，所以，要想獲得理想的自交系將來還需要進一步分離鑒定，未來需要做的工作還很多。