CN102523870A

CN102523870A - 一种番茄种质烟粉虱抗性的鉴定方法

Info

Publication number: CN102523870A
Application number: CN2012100012917A
Authority: CN
Inventors: 高建昌; 郭广君; 杜永臣; 王孝宣; 国艳梅
Original assignee: Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Institute of Vegetables and Flowers Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明提供一种番茄对烟粉虱抗性的鉴定方法，其为分别以相同苗龄的已知抗烟粉虱种质、已知感烟粉虱种质和待鉴定种质生长点向下第2和/或第3片完全展开叶为离体接卵的材料，在接虫笼内接种烟粉虱成虫，4小时～3天后，根据叶片背面的烟粉虱虫卵量确定对烟粉虱的抗性。本发明的方法可以有效区分不同番茄材料之间对烟粉虱抗性的强弱。相对于利用番茄植株活体叶片进行抗虫性鉴定，该方法更为准确、省时、省工，更适合于大量筛选抗烟粉虱的番茄种质材料。

Description

一种番茄种质烟粉虱抗性的鉴定方法

技术领域

本发明属于植物保护领域，涉及植物抗虫性鉴定方法，具体涉及一种番茄种质对烟粉虱抗性的鉴定方法。

背景技术

烟粉虱(Bemisia tabaci)起源于热带和亚热带地区，目前已经遍布全世界(Barro et al.，1998)，是全球大田和园艺作物生产上最为严重的虫害之一(Gerling and Mayer，1996)。烟粉虱为杂食性昆虫，取食的植物高达900多种(Brown et al.，1995)。

番茄是世界上重要的蔬菜作物。前人报道番茄的普通栽培品种对烟粉虱的抗性很低(Freitas et al.，2002)。烟粉虱可以直接取食番茄韧皮部的汁液导致植株生长发育不良；在番茄的果实和叶片上分泌蜜露，导致番茄的非正常成熟和霉污病(Schuster et al.，1995)；最为严重的是烟粉虱虱可以传播多种植物病毒，其中的番茄黄化曲叶病毒给番茄生产造成巨大的损失(Polston and Anderson，1997)。每年要花费巨大的人力和物力用于烟粉虱的生物学防治和化学防治，但是烟粉虱危害依然造成番茄生产的巨大损失((De Ponti et al.，1975；Bas et al.，1992；Sánchez-

et al.，2006)，所以市场上对于抗烟粉虱的番茄品种需求紧迫。番茄对烟粉虱的抗性由多基因控制，易受到多种条件的影响，如烟粉虱群体变化和环境条件的改变等都会导致抗性的改变(De Ponti et al.，1975；Bas et al.，1992)。此外番茄抗烟粉虱的育种和研究过程中，大量番茄群体的抗性鉴定在所难免。所以规范、简单、高效的抗烟粉虱鉴定方法对于番茄抗虫育种和研究至关重要。

目前在番茄抗烟粉虱研究和育种中，对烟粉虱抗性鉴定的方法多种多样。有些研究人员在温室或者大田利用烟粉虱自然侵染或者人工接虫侵染，一般在一个月以后调查番茄特定叶位上烟粉虱的产卵率、成虫成活率、若虫羽化率等指标，衡量不同番茄材料的抗性(Muigai et al.，2002；Muigai et al.，2003)。很多研究人员利用该种方法有效的区分出不同番茄材料对烟粉虱抗性的强弱。但是这种方法占地面积大，环境条件不易控制，持续时间长，工作量大，最为不利的是烟粉虱对番茄整株侵染，对植株造成损伤，易感染番茄黄化曲叶病毒，不利于得到后代的种子。有些研究人员将微虫笼固定在番茄特定叶位的小叶上，在微虫笼中放入特定数量的烟粉虱(Berlingerand de Ponti，1981；Romanow et al.，1991)，一个月或者更长时间后，统计叶片上的虫卵量、若虫羽化率和成虫成活率等(Bas et al.，1992，；Bonierbale et al.，1994；Maliepaard et al.，1995)。也有的研究人员在烟粉虱侵染24小时后，统计烟粉虱的成虫死亡率和产卵量做为番茄抗性的鉴定指标(Momotaz et al.，2010)。目前为止大部分育种家和研究人员采用该种方法进行抗虫性鉴定。但是这种方法也存在一些缺点，用于侵染的烟粉虱必须是相同龄期和一定的雌雄比例，烟粉虱的前期收集繁琐复杂；微虫笼空间狭小，影响烟粉虱的自由活动；有的番茄小叶面积较小，无法承受微虫笼的重量，烟粉虱容易逃脱；占地面积比较大，工作量大，不适合用于群体的抗虫性鉴定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种番茄种质对烟粉虱抗性的鉴定方法。

本发明提供的番茄对烟粉虱抗性的鉴定方法，其为分别以相同苗龄的已知抗烟粉虱种质、已知感烟粉虱种质和待鉴定种质生长点向下第2和/或第3片完全展开叶为离体接卵的材料，在接虫笼内接种烟粉虱成虫，4小时～3天后，根据叶片背面的烟粉虱虫卵量确定对烟粉虱的抗性。

其中，所述苗龄优选为幼苗期，更优选为6周苗龄。

其中，烟粉虱成虫的接种量优选为20～200头烟粉虱成虫/叶，更优选为100头烟粉虱成虫/叶。

本发明优选的一个实施方案中，所述的鉴定方法为分别将相同六周苗龄的已知抗烟粉虱种质、已知感烟粉虱种质和待鉴定种质生长点向下第2和/或第3片完全展开叶插入到装满清水的三角瓶内，用海绵条固定叶片，在接虫笼内接种烟粉虱成虫，接种量为100头烟粉虱成虫/叶，8个小时后，根据叶片背面的烟粉虱虫卵量确定对烟粉虱的抗性。

本发明中，通过上述方法确定叶片背面的烟粉虱虫卵量后，如果待测种质与已知抗烟粉虱种质的叶片背面的烟粉虱虫卵量无显著性差异，且与已知感烟粉虱种质叶片背面的烟粉虱虫卵量存在显著性差异，该待测种质为抗烟粉虱；如果待测种质与已知抗烟粉虱种质的叶片背面的烟粉虱虫卵量存在显著性差异，且与已知感烟粉虱种质叶片背面的烟粉虱虫卵量无显著性差异，该待测种质为感烟粉虱；如果待测种质与已知抗烟粉虱种质的叶片背面的烟粉虱虫卵量无显著性差异，且与已知感烟粉虱种质叶片背面的烟粉虱虫卵量无显著性差异，该待测种质为中抗烟粉虱。

本发明还提供一种筛选抗烟粉虱的番茄种质的方法，其为以六周苗龄的番茄植株生长点向下第2和/或第3片完全展开叶为离体接卵的材料，在接虫笼内接种烟粉虱成虫，8个小时后，统计叶片背面的烟粉虱虫卵量。

本发明中，现有的已知抗烟粉虱种质可为野生多毛番茄和潘那利番茄，如野生多毛番茄LA1777和PI134417。现有的番茄栽培品种均为感烟粉虱，如早粉2号、9706或Moneymaker等。

本发明还提供上述的鉴定方法在筛选抗烟粉虱番茄种质中的应用。

本发明的离体鉴定方法相对于现有的抗性鉴定方法更加准确、占地少、省时、省力，容易控制环境条件，更适合用于大量群体的抗虫性鉴定。对于临时性群体(如BC₁，F₂等)可以进行抗虫性鉴定的重复，而不会影响植株的生长，更有利于得到后代种子。离体鉴定时所有的叶片处于同一高度，可以避免叶片位置对烟粉虱产卵量的影响。离体鉴定可以在苗期进行，鉴定完成后，植株可以定植到大田或者温室，不影响番茄植株的后期生长发育，对于得到抗虫性材料更加有利。

附图说明

图1所示为番茄离体和活体烟粉虱抗性的鉴定。其中，A为关闭的接虫笼；B为打开的接虫笼；C为用于离体鉴定的叶片；D为用于活体生物学鉴定的植株；E为离体生物学鉴定；F为活体生物学鉴定。

图2所示为本发明的离体生物学鉴定和现有的活体生物学鉴定中烟粉虱虫卵量的变异系数比较。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例1不同接虫时间和不同叶位上烟粉虱的产卵规律

试验材料：普通栽培番茄9706，其为本领域公认的感烟粉虱的番茄品种，许多文献报道现有番茄的普通栽培品种对烟粉虱的抗性均很低(Freitas et al.，2002；郭广君等，2010)。

栽培方法：将番茄9706在营养钵(底部直径10cm，高15cm，上部直径15cm)中育苗，温室内温度控制白天28℃，晚上20℃。光照12小时，没有外源补光。日常浇水，不需要施肥。人工接虫之前在无虫的接虫笼中培养，避免外源烟粉虱的侵染。接种所用的烟粉虱为B型烟粉虱。

接虫笼：用60目的网纱和200目的网纱缝成一个半封闭的接虫笼，底盘为200目网纱，周围是60目网纱，由六根硬质塑料杆(50cm长×0.5cm直径)和四个钢管接头构成支撑骨架(10cm长×0.6cm直径)，硬质塑料杆可以拆卸，四个钢管为硬质塑料杆之间的接头。底盘为200目网纱(60cm长×60cm宽)。接虫笼的一侧有一半圆形拉链，可以打开和关闭接虫笼，用于放入和取出番茄材料，同侧有一圆形的接虫口，用于在接虫笼中放入烟粉虱(具体见图1A，B)。当然，本发明还可用其它任何本领域公知的接虫笼。

六周苗龄的番茄9706的植株用于烟粉虱产卵规律的研究。从番茄生站点向下依次选用第2、3、4片完全展开叶。叶片剪下，放入装满清水的三角瓶(100ml)，海绵条固定叶片(图1C)。每个接虫笼中放入12个插好叶片的三角瓶，距离适中(四次重复)(图1E)。同时选用四棵植株(四次重复)保留2、3、4片完全展开叶(图1D)，作为活体植株用于番茄对烟粉虱抗性鉴定(图1F)。随机采集2400头烟粉虱成虫，早上8:00放入接虫笼，平均100头/叶。叶片和植株分别在2小时、4小时、6小时和8小时后取出，除净叶片和植株上的烟粉虱成虫。然后用解剖镜(×50，Stemi 2000C，ZEISS)计数每片小叶背面的烟粉虱的产卵量。

番茄9706的离体叶片，接虫一定时间后，第2片完全展开叶上烟粉虱虫卵量最多，说明烟粉虱对第二片叶的偏好型最强。除接虫时间8小时外，第3片完全展开叶上的烟粉虱虫卵量多于第4片叶。第2片和第3片完全展开叶随着接虫时间的延长，虫卵量呈现上升的趋势，接虫8小时后，第2和第4片完全展开叶上的虫卵量最高。接虫时间为2个小时和8个小时时，番茄的第2、3、4片完全展开叶上的虫卵量具有显著性差异(F＝5.95，P＜0.05；F＝6.13，P＜0.05)(表1)。

表1 离体生物学鉴定中烟粉虱在普通栽培番茄9706不同接虫时间和不同叶位上的产卵量

表中同列数据后具有不同大写字母表示差异显著(p＝0.05)

番茄9706植株上，不同的接虫时间内，第3片完全展开叶上的烟粉虱虫卵量最多。除接虫4个小时的情况下，其他接虫时间内第4片完全展开叶上的虫卵量均高于第2片完全展开叶。烟粉虱对第3片完全展开叶偏好性最强。接虫8小时后，所有叶位的烟粉虱虫卵量达到最高值。接虫8小时后，不同叶位上的烟粉虱的虫卵量没有显著性差异(F＝2.68，P＞0.05)(表2)。

表2 活体生物学鉴定中烟粉虱在普通栽培番茄9706不同接虫时间和不同叶位上的产卵量

表中同列数据后具有不同大写字母表示差异显著(p＝0.05)

由表1和表2可知，离体生物学鉴定和活体生物学鉴定中，番茄叶片上的产卵量基本是随着接虫时间的延长而增多，而且幼嫩的叶片上产卵量高于老叶。说明离体生物学鉴定和活体生物学鉴定对于同一份材料具有相同的鉴定效果。离体生物学鉴定的优点在于避免了由于叶片位置对的烟粉虱产卵量的影响，而且在接虫时间相同的情况下，产卵量相对小于活体生物学鉴定的产卵量，可以减少计数虫卵的工作量。

实施例2不同番茄材料上烟粉虱的产卵量

试验材料：野生多毛番茄LA1777和PI134417，购自TGRC(Tomato Genetics Resource Center)。这两份野生多毛番茄是本领域公认的抗烟粉虱的番茄材料，如根据报道野生多毛番茄和潘那利番茄对烟粉虱具有很高的抗性(Heinz and Zalom，1995)。野生多毛番茄对包括烟粉虱在内的四种昆虫具有很高的抗性(Juvik et al.，1982；Carteret al.，1989；Channarayappa et al.，1992；Eigenbrode and Trumble，1993；Schuster，1998)。温室中进行的无选择性鉴定中，多番番茄对烟粉虱具有高的抗性(Muigai et al.，2003)。多毛番茄的LA1777和PI134417的腺体中含有挥发性有机化合物(Fridman et al.，2005)对于烟粉虱成虫具有趋避和毒害作用(Muigai et al.，2002)。普通栽培番茄品种9706、早粉2号和Moneymaker，均市售获得。这三个品种是本领域公认的感烟粉虱的番茄材料，许多文献报道现有番茄的普通栽培品种对烟粉虱的抗性均很低(Freitas et al.，2002；郭广君等，2010)。栽培条件同实施例1，在人工接虫之前避免外源烟粉虱的侵染。

六周苗龄的番茄材料用于抗虫性鉴定。从番茄生长点向下依次选用第2、3两片完全展开叶，插入装满水的三角瓶中，海绵条固定。每份番茄材料包括四棵活体植株和八片离体叶片(分别为四次重复)，不同材料放入不同的接虫笼，随机采集烟粉虱，早上8:00放入接虫笼，平均100头/叶。8个小时后，将叶片和植株从接虫笼中移出，除净虫卵。在解剖镜(×50，Stemi 2000C，ZEISS)下计数番茄每片小叶背面的虫卵量。

数据分析

数据进行方差分析，进行显著性差异比较(P＝0.05)。STDEVP计算标准差，变异系数为标准差除以平均值，比较活体鉴定和离体鉴定的变异系数，衡量方法的准确性。

不同番茄材料的离体叶片上，烟粉虱的产卵量具有显著性差异。烟粉虱在野生多毛番茄材料上的产卵量明显低于普通栽培番茄(F＝11.66，P＜0.05；F＝10.11，P＜0.05)。Moneymaker的离体叶片上虫卵量最多，野生多毛番茄对烟粉虱的抗性明显高于普通栽培番茄(表3)。

表3 离体生物学鉴定中不同番茄材料叶片背面的烟粉虱产卵量

表中同列数据后具有不同大写字母表示差异显著(p＝0.05)

活体鉴定的试验中，LA1777的第2片和第3片完全展开叶上的虫卵量分别为3±2和11±7。第二片完全展开叶上，Moneymaker的虫卵量最多(40±37)。第三片完全展开叶上，早粉2号的虫卵量最多(64±60)。野生番茄材料上的虫卵量低于普通栽培番茄材料，但是不同番茄材料之间没有显著性差异((F＝2.35，P＞0.05；F＝2.57，P＞0.05)(表4)。

表4 活体体生物学鉴定中不同番茄材料叶片背面的烟粉虱产卵量

表中同列数据后具有不同大写字母表示差异显著(p＝0.05)

比较离体鉴定方法和活体鉴定方法的标准差，我们发现离体鉴定的标准差明显低于活体鉴定的标准差。比较二者的变异系数发现，离体鉴定的变异系数低于活体鉴定(图4)，说明离体鉴定方法比活体鉴定方法更为准确。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种番茄种质对烟粉虱抗性的鉴定方法，其为分别以相同苗龄的已知抗烟粉虱种质、已知感烟粉虱种质和待鉴定种质的生长点向下第2和/或第3片完全展开叶为离体接卵的材料，在接虫笼内接种烟粉虱成虫，4小时～3天后，根据叶片背面的烟粉虱虫卵量确定对烟粉虱的抗性。

2.根据权利要求1所述的鉴定方法，其特征在于，所述苗龄为幼苗期。

3.根据权利要求2所述的鉴定方法，其特征在于，所述苗龄为6周苗龄。

4.根据权利要求1所述的鉴定方法，其特征在于，烟粉虱成虫的接种量为20～200头烟粉虱成虫/叶。

5.根据权利要求4所述的鉴定方法，其特征在于，烟粉虱成虫的接种量为100头烟粉虱成虫/叶。

6.根据权利要求1所述的鉴定方法，其特征在于，其为分别将相同六周苗龄的已知抗烟粉虱种质、已知感烟粉虱种质和待鉴定种质生长点向下第2和/或第3片完全展开叶插入到装满清水的三角瓶内，用海绵条固定叶片，在接虫笼内接种烟粉虱成虫，接种量为100头烟粉虱成虫/叶，8个小时后，根据叶片背面的烟粉虱虫卵量确定对烟粉虱的抗性。

7.根据权利要求1～6任一项所述的鉴定方法，其特征在于，如果待测种质与已知抗烟粉虱种质的叶片背面的烟粉虱虫卵量无显著性差异，且与已知感烟粉虱种质叶片背面的烟粉虱虫卵量存在显著性差异，该待测种质为抗烟粉虱。

8.根据权利要求1～6任一项所述的鉴定方法，其特征在于，如果待测种质与已知抗烟粉虱种质的叶片背面的烟粉虱虫卵量存在显著性差异，且与已知感烟粉虱种质叶片背面的烟粉虱虫卵量无显著性差异，该待测种质为感烟粉虱。

9.根据权利要求1～6任一项所述的鉴定方法，其特征在于，如果待测种质与已知抗烟粉虱种质的叶片背面的烟粉虱虫卵量无显著性差异，且与已知感烟粉虱种质叶片背面的烟粉虱虫卵量无显著性差异，该待测种质为中抗烟粉虱。

10.权利要求1～9任一项所述的鉴定方法在筛选抗烟粉虱的番茄种质中的应用。