韦婉羚　罗兴录　王天亮　周信良　吴昊

摘要：【目的】明确不同木薯品种对朱砂叶螨的抗性，为推广综合性状好、产量高、抗螨性强的木薯品种提供理论依据。【方法】以6个木薯品种（新选048、华南205、华南8号、桂热4号、D346和F50）为试验材料，于朱砂叶螨第1次危害高峰期调查不同木薯品种受朱砂叶螨危害程度，并对其抗螨性进行鉴定；测定不同木薯品种的叶片营养成分及叶片形态特征，分析不同指标与朱砂叶螨危害程度的关系，探讨木薯对朱砂叶螨的抗性机制；在木薯收获期对6个木薯品种的产量及相关性状进行比较分析，推选综合性状好、产量高、抗螨性强的品种。【结果】新选048、D346和F50为MR级别，螨害指数为56.11%～61.41%；华南8号、华南205和桂热4号为s级别，螨害指数为74.26%～84.07%。木薯的螨害指数与叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量和水含率、叶片厚度间呈显著正相关（P0.05，下同）。木薯品种的螨害指数与块根产量及相关性状间均呈负相关，但相关性均不显著。【结论】新选048对朱砂叶螨的抗性最强、产量相关性状较好、产量最高，可在朱砂叶螨高发区推广种植。可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、游离氨基酸含量、水含率和叶片厚度等可作为木薯朱砂叶螨抗性的重要鉴定指标。

关键词：木薯；朱砂叶螨；抗性；产量

中图分类号：S533.01 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）12-2182-08

0引言

【研究意义】木薯（Manihot esculenta Crantz）又名树薯，隶属于大戟科木薯属，是我国热带亚热带地区重要的经济作物，是木薯特色食品（木薯面包、粉丝、饼干、啤酒等）及燃料乙醇的主要原料，其发展应用在人们生活和生产中扮演着重要角色（Liu et al.，2014；张振文和古碧，2014）。朱砂叶螨（Tetranychuscinnabarinus）又名二斑葉螨，俗称红蜘蛛，属蛛形纲、蜱螨亚纲、叶螨科（Ueckermann et al.，2013），是目前我国木薯上普遍发生的一种螨害，其主要寄居于木薯叶片背部并吸取汁液，危害初期使叶面呈褪绿黄化状态，发生严重时叶片干枯脱落，植株长势衰弱甚至死亡，严重影响木薯产量。据统计，朱砂叶螨危害可导致木薯减产10%～30%，严重时可减产50%～70%（陈青等，2010），已成为制约广西木薯产业发展的主要因素。在广西，长期高温（低于35℃高温）、低湿、降水少的气候条件易发生朱砂叶螨危害，且高峰期一般出现于7～8月（黄贵修等，2008）。由于朱砂叶螨常发生于木薯块根形成期，此间木薯植株较高大，同时该虫年发生约15代，世代重叠严重，因而药物防治极困难，且易产生抗药性。因此，探明木薯抗朱砂叶螨机制，选育抗朱砂叶螨的木薯品种是减轻螨害、促进木薯产业可持续发展的重要途径。【前人研究进展】目前，国内已有部分针对木薯品种抗性鉴定及少量关于木薯对朱砂叶螨抗性机理的研究。韦威旭等（2009）关于不同木薯品种对二点红蜘蛛的抗性观察结果表明，不同木薯品种对二点红蜘蛛的抗性存在差异，其中华南7号和华南8号的抗性最好，华南5号、华南10号和南植199次之，华南6号最差；品种抗性与叶片颜色及质地有关，叶片深绿色、蜡质层较厚的品种抗性较好，叶片浅绿色、没有蜡质层的品种抗性较差。黄洁等（2011）对中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所国家木薯种质资源圃的531份木薯种质进行朱砂叶螨抗性评价，结果表明，供试木薯种质中高抗朱砂叶螨的种质较少，其中，华南8号和C1115等32份种质可作为高抗的育种材料，食用型品种的抗性较差，其中以华南9号的抗性较强。陈显双等（2013）于2012年6～9月调查木薯红蜘蛛对12个木薯品种的为害情况，结果表明，木薯各品种产量受红蜘蛛为害后均比对照有不同程度的减产，其中GR3和新选048减产最严重，GR891和GR911减产较轻。李迁等（2015）探讨了抗、感性稳定的8份木薯种质对朱砂叶螨生长发育与繁殖的影响，结果表明，抗性木薯种质对朱砂叶螨的发育与繁殖具有显著影响。陆柳英等（2016）关于47份木薯资源对朱砂叶螨的抗性鉴定及抗性机理的初步研究结果发现，木薯品种螨害指数与裂叶长、裂叶宽、叶厚等植株形态学特征及氢氰酸含量、单宁含量、粗蛋白含量、可溶性糖含量间无相关性；螨害指数与SPAD值间呈显著负相关性。【本研究切入点】目前关于木薯对朱砂叶螨抗性机理的研究报道极少。【拟解决的关键问题】对广西大学农学院试验基地种植的6个木薯品种进行田问朱砂叶螨螨害情况调查，鉴定并评价其抗螨性级别，并对其叶片形态特征、营养成分等进行测定，分析品种抗性与叶片形态特征和营养成分间的相关性，研究木薯抗朱砂叶螨的影响因素，为进一步揭示木薯抗朱砂叶螨机理及抗朱砂叶螨木薯品种选育提供理论依据；同时，于木薯收获期调查6个品种的木薯产量及相关性状，以期为推广综合性状好、产量高且对朱砂叶螨抗性强的木薯品种提供参考依据。

1材料与方法

1.1试验材料

供试木薯品种6个，分别为：新选048（XX048）、华南205（SC205）、华南8号（SC8）、桂热4号（GR4）、D346和F50。

1.2试验方法

1.2.1试验设计 木薯于2016年3月20日在广西大学农学院试验基地种植，试验地为壤土，肥力中等。木薯种植株行距为0.9 m×1.0 m，小区面积16.2m2，采用完全随机区组设计，每个品种为1个处理，3次重复。下种前每公顷施用有机肥15000kg和复合肥（N-P₂O₅-K₂O）225 kg作基肥。植后60 d进行一次追肥，每公顷施尿素150kg、复合肥225kg和氯化钾112.5kg，其他栽培管理与常规管理一致。自然感虫，不喷施农药。

1.2.2田间调查方法

1.2.2.1螨害指数调查 2016年7月中下旬（第1次螨害高峰期）对田间不同木薯品种的螨害程度进行调查，分析不同木薯品种对朱砂叶螨的抗性，并以此为基础调查测定木薯叶片形态学及营养成分，分析木薯叶片形态特征和营养成分与木薯对朱砂叶螨的抗性问是否存在相关性。

采用五点取样法进行调查：从木薯植株上、中、下3个部位的东、南、西、北4个方位各随机选1片叶片为代表，每株共调查12片叶，调查受害程度，计算螨害指数。

木薯种质抗螨性评价方法及评级标准参照中华人民共和国行业标准《NY/T 2445-2013木薯种质资源抗虫性鉴定技术规程》（中华人民共和国农业部，2014）。分级标准：0级，叶片未受螨害，植株生长正常；1级，叶片表面出现黄白色小斑点，受害轻微，黄白色小斑面积占叶片面积的25%以下；2级，叶面出现黄褐（红）斑，黄褐（红）斑面积占叶片总面积的26%～50%；3级，叶面黄褐（红）斑较多且成片，黄褐（红）斑面积占叶片面积的51%～75%，叶片局部卷缩；4级，葉片受害严重，黄褐（红）斑面积占叶片面积的76%以上，严重时叶片焦枯、脱落。

田问抗螨性鉴定评级标准：根据分级标准按如下公式计算螨害指数，并根据鉴定材料的螨害指数将木薯种质的抗螨性分为免疫（IM）、高抗（HR）、抗（R）、中抗（MR）、感（S）和高感（HS），共6级（表1）。

螨害指数（%）=[∑（叶片受害级别×该受害级别叶片数）/调查总叶片数×最高级代表值]×100

1.2.2.2螨虫危害情况调查 调查木薯叶片受害级别的同时，采用五点取样法调查记录其落叶数、存活叶片中的受螨害叶片数和未受害叶片数，并分别计算叶片总数、叶片受害率和叶片脱落率。

叶片总数（片/株）=存活叶片中未受螨害叶片数+存活叶片中受螨害叶片数+落叶数

叶片受害率（%）=[（存活叶片中受螨害叶片数+落叶数）/总叶片数）]×100

叶片脱落率（%）=（落叶数/总叶片数）×100

1.2.2.3虫量调查 对叶片上的朱砂叶螨成虫数量进行调查，计算相应的虫口密度。调查方法同1.2.2.1。

虫口密度（头/叶）=调查总活虫数/调查总叶数

1.2.3木薯叶片营养成分指标测定及方法 对供试木薯叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、游离氨基酸含量、水含率及SPAD值进行测定，其中，可溶性糖含量采用葸酮比色法测定（张宪政，1992），可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定（李合生，1999），脯氨酸含量采用磺基水杨酸法测定（张宪政，1992），游离氨基酸总量采用茚三酮显色法测定（张治安和张美善，2004），叶片水含率采用烘干法测定，SPAD值采用便携式叶绿素仪SPAD-502PLUS测量（每小区选择7～9片功能叶进行测量，每片叶均测各个裂叶后取平均值，测量部位为每个裂叶的最宽部位）。

1.2.4叶片形态特征鉴定 取木薯植株功能叶（植株上部第3、4叶完全展开叶）最大裂叶，调查和测量不同木薯品种叶片裂叶长（叶基部至叶尖的距离）、裂叶宽（裂叶最宽处叶缘间距离），每小区随机取15片叶片进行测量，取平均值；用打孔器取20片叶用于叶厚度测量，每小区测15组数据，取平均值；叶片蜡质含量测定参照张志飞等（2007）的方法。

1.2.5产量及相关性状调查 2017年1月13日收获木薯，测定木薯单株块根数、块根长、块根粗等木薯产量性状（每小区随机选择5株进行测定，每株均测定所有块根的根长和粗后取平均值）及块根产量。

1.3统计分析

用Excel 2007进行数据整理及制表，运用SPSS18.0进行方差分析及相关性分析，采用Duncans进行多重比较。

2结果与分析

2.1朱砂叶螨田间调查结果

2.1.1不同木薯品种抗螨性鉴定结果 对6个木薯品种田间朱砂叶螨虫口密度及抗螨性进行调查，结果（表2）表明，除华南205外，其余5个品种的螨害指数均随着虫口密度的增大而增大，各木薯品种螨害指数排序为：桂热4号>华南205>华南8号>F50>D346>新选048，其中新选048、D346和F50为MR级别，螨害指数为56.11%～61.41%；华南8号、华南205和桂热4号为S级别，螨害指数较高，为74.26%～84.07%。

2.1.2不同木薯品种朱砂叶螨危害情况分析 对6个木薯品种朱砂叶螨危害情况进行调查，结果（表3）表明，随着螨害指数的增加，木薯叶片受害率呈上升趋势；螨害指数不同的木薯品种叶片受害率均在90.00%以上，且相差不明显，其中叶片受害率最小的品种新选048与受害率最大的品种桂热4号间仅相差4.63%（绝对值）；6个品种中新选048未受害叶片数最多，平均4.00片/株，其他品种平均未受害叶片数均不足2.00片/株；除华南205外，随着螨害指数的增加，供试木薯叶片脱落率呈上升趋势，且不同木薯品种间叶片脱落率差异明显，其中脱落率最高的品种桂热4号是叶片脱落率最低品种新选048的4.17倍。

2.2叶片营养成分分析结果

对6个不同螨害指数木薯品种的叶片营养成分进行测定，结果见表4和表5。由表4可知，随着螨害指数的增加，6个木薯品种叶片各营养成分无明显的变化规律，但MR型3个品种的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和游离氨基酸含量及叶片水含率均低于s型的3个品种，其中新选048的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和游离氨基酸含量最低，S型品种桂热4号的相应指标最高，两品种间达极显著差异水平（P<0.01，下同）；供试6个木薯品种叶片水含率排序为：桂热4号>华南205>华南8号>新选048>D346>F50，最大值出现在S型品种桂热4号，最小值出现在MR型品种F50，二者问达极显著差异水平；sPAD值从大到小表现为：D346>华南205>华南8号>新选048>桂热4号>FS0，最大值和最小值均出现在MR型品种，两品种问达极显著差异水平。

由表5相关性分析结果可知，6个木薯品种的螨害指数与叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量和水含率间呈显著正相关（P<0.05，下同），与游离氨基酸总量呈极显著正相关，而与SPAD值问不存在显著相关性（P>0.05，下同）。

2.3不同螨害指数木薯品种叶片形态特征测定分析结果

6个不同螨害指数木薯品种的最大裂叶形状如图1所示。由图1可知，不同品种问各裂叶的形状、裂叶长、裂叶宽存在明显差异。

对6个不同螨害指数木薯品种的叶片厚度、最大裂叶长、最大裂叶宽及叶片蜡质含量进行测定，结果见表6和表7。由表6可知，叶片蜡质含量排序为：F50>D346>新选048>华南8号>华南205>桂热4号，MR型木薯品种叶片蜡质含量均高于S型品种，F50和桂热4号分别出现最大值和最小值，二者间相差4.03 mg/g，差异极显著；叶片厚度排序为：华南8号=桂热4号>华南205>新选048>D346>F50，MR型木薯品种叶片厚度均低于S型品种，最大值和最小值间相差0.05 mm，二者达显著差异水平。裂叶长和裂叶宽与抗性级别间均无明显规律性，其中，S型品种中华南205的裂叶长最大，但裂叶宽最小，其裂叶宽与华南8号和桂热4号间达极显著差异水平；MR型品种中新选048的裂叶长最大，与F50达极显著差异水平，与D346的差异不显著；MR型品种中D346裂叶宽最小，与新选048和F50均达极显著差异水平。

由螨害指数与叶片各形态特征的相关性分析结果（表7）可知，6个木薯品种的螨害指数与叶片厚度间达显著正相关，与叶片蜡质含量、最大裂叶长和最大裂叶宽间相关性不显著。

2.4不同螨害指数木薯品种的产量及相关性状调查分析结果

木薯块根数、块根长及块根粗是构成产量的重要指标。由表8可知，供试木薯块根粗表现为：华南8号>F50>D346>新选048>华南205=桂热4号，最大值比最小值高37.83%，华南8号、F50、D346、新选048与华南205、桂热4号间达极显著差异水平；木薯块根长表现为：D346>F50>新选048>华南8号>华南205>桂热4号，最大值和最小值分别出现于D346和桂热4号，D346比桂热4号高3 1.59%，D346和F50与桂热4号问达极显著差异水平；木薯单株块根数表现为：华南205>新选048>F50>D346>华南8号>桂热4号，最大值和最小值分别出现于华南205和桂热4号，华南205比桂热4号高127.11%，二者间达极显著差异水平；各品种木薯产量表现为：新选048>F50>华南205>华南8号>D346>桂热4号，MR型木薯品种新选048和F50产量高于S型品种，但MR型木薯品种D346产量低于s型品种华南205和华南8号，新选048平均比其他5个品种增产42.50%～154.33%，F50、华南205、华南8号和D346间无显著差异；新选048与其他5个品种间均达极显著差异水平，D346与桂热4号间达显著差异水平，而F50、华南205、华南8号与桂热4号间达极显著差异水平。

由表9可知，6个木薯品种的螨害指数与块根产量及相关性状间均呈负相关，但相关性均不显著。

3讨论

本研究結果显示，6个木薯品种中新选048、F50和D346表现为中抗（MR），华南8号、华南205和桂热4号表现为感（S），与陆柳英等（2016）在广西农业科学院武鸣里建育种基地对47份木薯资源对朱砂叶螨的抗性鉴定结果略有不同，其鉴定结果将华南205和华南8号归为中抗，可能与抗性评价方法和标准不一致、木薯品种的落叶特性造成分级误差、周围品种抗性程度差异及气候环境条件不同等有关。因此，木薯品种对朱砂叶螨抗性的田间实际鉴定结果存在不稳定性，应通过合理试验设计及多样本、多区域、多次试验共同验证等方法来减少误差。

植食性昆虫的生长、发育需通过取食植物以摄取必要的营养物质，植物体内的某些营养物质如氨基酸和可溶性糖等的缺失或不足均将影响植食性昆虫的寄主选择、产卵和取食等。不同品种问营养物质含量不同，因此营养物质也常被作为研究品种抗虫性的一个重要方向（陈雪莲，2013）。本研究结果表明，木薯的螨害指数与木薯叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量和水含率呈显著正相关，与游离氨基酸总量呈极显著正相关。陈青（2002）关于几种生化物质与辣椒抗蚜性的相关性研究结果表明，辣椒品种叶组织中游离氨基酸总量、可溶性糖和游离脯氨酸含量等与辣椒抗蚜性显著相关。陈玉茶等（2011）测定了抗感程度较稳定的2个黄瓜品种的可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸总量，结果表明较低的营养物质含量不利于蚜虫的生长繁殖，起到抗虫效果。本研究结果与前人研究结果一致，表明木薯叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和游离氨基酸含量及水含率越低，越不利于朱砂叶螨生长和发育，故品种螨害指数越小，抗性越强，叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、游离氨基酸含量和水含率可作为木薯抗朱砂叶螨性鉴定的依据。

有研究表明叶绿素含量高的品种螨害较轻，叶绿素含量低的品种螨害较严重（雍小菊和丁伟，2011）。陆柳英等（2016）研究表明木薯螨害指数与SPAD值间呈显著负相关。而本研究结果显示，木薯的螨害指数与SPAD值间不存在显著相关性；SPAD值的最大值出现在品种D346，最小值出现在品种F50，两品种均属于中抗品种，中抗品种与感螨品种之间SPAD值没有一定规律性。本研究中有些中抗品种的SPAD值低于感螨品种，其原因可能是该品种受朱砂叶螨机械刺吸直接导致叶片中叶绿素含量明显下降，且无法补偿螨害所损失的叶绿素，从而导致叶片光合水平下降，影响整个植株的新陈代谢及光合产物积累（雍小菊和丁伟，2011）；亦或其叶绿素含量由木薯品种本身特性决定，叶片对朱砂叶螨的抗性不能单以SPAD值一个指标来判断，其抗性强弱可能是多种因素共同作用的结果；或者当某一个指标对朱砂叶螨的取食产生的作用达到一个临界点时，才会对抗性起到决定作用（陆柳英等，2016）。

植物叶片形态是朱砂叶螨等植食性害虫取食的第一道屏障。梁光红等（2012）发现刺桐高感品系的叶片形状、厚度与高抗和中抗品系存在显著差异，可作为抗性鉴定的依据之一。本研究结果表明，木薯品种的螨害指数与叶片厚度间呈显著正相关，说明叶片越厚，品种螨害指数越高，抗性越弱。该结果与前人研究结果存在一定差异。李木明（2008）在对棉花朱砂叶螨抗性机制研究时发现，抗性种质的叶片平均厚度略高于感性种质；而雒珺瑜等（2011）研究发现不同时期棉花叶片厚度与抗绿盲蝽无显著相关性；梁光红等（2012）研究发现刺桐叶片下表皮厚的品种抗螨性强。本研究仅对不同螨害指数的6个品种叶片厚度进行测定，而前人还对叶片下表厚度进行相应研究，朱砂叶螨主要寄居于叶片下表皮刺吸取食，或许真正影响朱砂叶螨取食的是下表皮而非整张叶片的厚度，故下一步要对木薯叶片下表皮厚度等叶片组织结构进行深入探究。

植物体表的蜡质层由长链的脂肪酸、醇、酵、酷和烷烃等组成，可有效抵抗有害生物的侵害，是影响昆虫选择寄主的重要因素（陈雪莲，2013）。本研究结果表明，螨害指数与叶片蜡质含量、最大裂叶长和最大裂叶宽间相关性不显著。雒珺瑜等（2011）、陈雪莲（2013）研究均表明叶片蜡质含量与其对虫害的抗性呈显著正相关。陆柳英等（2016）研究发现螨害指数与木薯裂叶长、裂叶宽无相关性。本研究结果与陆柳英等（2016）对木薯裂叶长、裂叶宽的研究结果一致，但与雒珺瑜等（2011）、陈雪莲（2013）对木薯叶片蜡质含量的研究结果不一致，后续研究应扩大样本数，重复多次对不同螨害指数木薯品种叶片蜡质含量进行测定，并尽量减少人为误差，以此来精确木薯叶片蜡质含量与螨害指数的关系。

朱砂叶螨是危害木薯的主要害虫之一，朱砂叶螨危害可造成木薯叶片褪绿黄化、脱落，严重时整株死亡，使木薯大幅减产。木薯的块根产量是木薯栽培的最终目标，而木薯的生长状况和叶片光合作用能直接影响产量，因此具备高产、穩产、适应性广及其他优良农艺性状和产量性状的木薯良种是广西木薯产业持续稳定发展的基础（罗璇等，2015；朱艳梅等，2016），因此研究比较不同螨害指数木薯品种的主要产量性状，对选育推广抗朱砂叶螨性强的木薯良种及保证木薯生产的收益具有重要的实践意义。本研究的6个木薯品种中，新选048螨害指数最低、产量相关性状较好、产量最高，植株叶片受害率及落叶率较其他品种也最低；而桂热4号螨害指数最高，产量相关性状一般、产量最低，植株叶片受害率最高，落叶率也极高，达70.89%。落叶率高，植株光合作用下降，植株生长受阻，也是朱砂叶螨危害造成木薯低产的重要原因之一。综合各因素，得出新选048是最优品种，适宜在朱砂叶螨高发区推广种植。

本研究试验材料仅为6个不同螨害指数的木薯品种，试验调查了其田间受害情况，测定其叶片营养成分及部分叶片形态特征，并比较其产量差异，参试样本数量虽然较少，但也能基本反映朱砂叶螨与各指标问的关系。影响木薯植株抗螨性的因素多且复杂，为深入研究木薯朱砂叶螨的抗性机制，建议增加样本数量及试验地点，优化试验设计，并增加对叶片下表皮厚度、气孔密度等组织结构及次生代谢物质等相关指标的测定，进行更深入、完善的研究。

4结论

供试6个木薯品种中新选048对朱砂叶螨的抗性最强、产量相关性状较好、产量最高，可在朱砂叶螨高发区推广种植；桂热4号对朱砂叶螨的抗性最弱、产量相关性状一般、产量最低，不宜在朱砂叶螨高发区种植。木薯抗螨性与叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、游离氨基酸含量、水含率和叶片厚度密切相关，以上指标可作为木薯朱砂叶螨抗性的重要鉴定指标。