香蕉葉柄和假莖單寧含量與抗假莖象甲的相關(guān)性

李科明 舒海燕 常勝合 詹儒林

摘要：為了明確香蕉單寧含量與其對假莖象甲抗性的關(guān)系，采用香蕉假莖平均蛀道數(shù)比值法評價(jià)了6個(gè)香蕉品種對假莖象甲的抗性，用香草醛法測定了各品種香蕉葉柄和假莖的單寧含量并分析了單寧含量與其對假莖象甲抗性的關(guān)系。結(jié)果表明，廣粉1號和海貢蕉對假莖象甲的抗性較強(qiáng)，南天皇和粵科1號抗蟲性次之，寶島蕉和巴西蕉抗蟲性較差。香蕉葉柄和假莖單寧含量測定結(jié)果表明，香蕉各品種單寧含量差異較大，為7.21～16.60 mg/g，且香蕉假莖單寧含量高于葉柄。相關(guān)分析表明，香蕉假莖單寧含量與其對假莖象甲抗性呈顯著負(fù)相關(guān)，而葉柄單寧含量與其對假莖象甲抗性無相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：香蕉品種;抗蟲性;單寧;假莖象甲

中圖分類號：S152? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1001-1463（2021）12-0043-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.12.010

Correlation Between Tannin Content in Petiole and Pseudostem of Banana and Its Resistance to Odoiporus longicollis（Oliver）

LI Keming， SHU Haiyan， CHANG Shenghe， ZHAN Rulin

（Haikou Experiment Station， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou Hainan 571101， China）

Abstract：To understand the relationship between the tannin content of banana and its resistance to pseudostem weevil， the resistance level of each banana cultivar to banana pseudostem weevil were evaluated by average ratio of borer hole number of larva of Odoiporus longicollis on six banana cultivars. The tannin content in banana petioles and pseudostems was determined by vanillin method， and the relationship between tannin content and insect resistance was analyzed. The results showed that Guangfen 1 and Haigongjiao had the strongest resistance to O. longicollis， followed by Nantianhuang and Yueke 1. Baodaojiao and Baxijiao showed the lowest resistance. The determination results of tannin content in banana petioles and pseudostems showed that the tannin content of banana cultivars varied from 7.21 mg/g to 16.60 mg/g， and the tannin content in pseudostem was higher than that in petiole. The correlation analysis showed that tannin content in pseudostem had a significantly negatively correlation with its resistance to O. longicollis， while the tannin content in petioles had no correlation with its resistance to O. longicollis.

Key words：Banana cultivars;Insect resistance;Tannin;Odoiporus longicollis

香蕉是重要的熱帶水果，在我國華南農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到重要作用[1 ]。香蕉假莖象甲[Odoiporus longicollis （Oliver）]屬鞘翅目、象蟲科，是香蕉上的重要害蟲，廣泛分布于我國廣西、廣東、海南、福建、臺灣、云南等地香蕉種植區(qū)。近年來香蕉假莖象甲危害日益嚴(yán)重，已經(jīng)影響到我國香蕉產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。據(jù)報(bào)道，我國蕉園常年香蕉象甲有蟲株率高達(dá)50%，為害率達(dá)60%～70%[2 - 4 ]。對于香蕉假莖象甲的防治，國內(nèi)外仍主要采用化學(xué)農(nóng)藥防治[5 - 8 ]。雖然化學(xué)防治見效快、防治效果好，但長期大量使用化學(xué)農(nóng)藥易造成香蕉果實(shí)農(nóng)藥殘留增高、蕉園環(huán)境污染加劇及害蟲抗藥性上升等問題。

采用抗病蟲植物品種是植物病蟲害綜合防治的重要措施之一，已在多種植物病蟲害防治實(shí)踐中發(fā)揮作用[9 - 12 ]。植物抗蟲機(jī)制有3種：非選擇性、抗生性和耐害性。非選擇性即植物通過釋放某些化學(xué)氣味物質(zhì)或者通過改變?nèi)~片顏色、形狀、株形，以及體表生刺或腺毛等形態(tài)特征使害蟲不選擇其取食、產(chǎn)卵?？股约粗参锿ㄟ^產(chǎn)生酚類、生物堿等次生物質(zhì)或者植物體內(nèi)缺乏昆蟲生長發(fā)育的必須物質(zhì)，使昆蟲在取食后生長緩慢、發(fā)育不良、壽命縮短、生殖能力減弱甚至死亡，從而控制害蟲的種群數(shù)量。耐害性是植物被害蟲取食后表現(xiàn)出的忍受能力或者起到補(bǔ)償危害作用的再生長或再繁殖能力[13 ]。非選擇抗性和抗生性被眾多學(xué)者廣為接受，而耐害性，有學(xué)者認(rèn)為它只是植物生長特性表現(xiàn)出來的最終結(jié)果而不是真正的抗性[14 ]。

目前，國內(nèi)外還沒有抗蟲香蕉品種，有關(guān)香蕉品種抗蟲機(jī)制的研究很少[15 ]，嚴(yán)重影響我國香蕉抗蟲品種的選育。單寧是植物體內(nèi)廣泛存在的一種重要的次生代謝物，與植物抗蟲性密切相關(guān)，學(xué)者們在許多植物上開展了單寧含量與其抗蟲性關(guān)系的研究[16 - 18 ]。我們以田間種植的6個(gè)香蕉品種為材料，利用假莖平均蛀道數(shù)比值法評價(jià)了香蕉品種對假莖象甲的抗性，采用香草醛法測定了香蕉品種葉柄和假莖的單寧含量，并分析了香蕉單寧含量與其對假莖象甲的抗性，旨在探索香蕉品種對假莖象甲的抗性機(jī)理，為抗蟲香蕉品種的選育提供依據(jù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?供試材料

供試香蕉品種有巴西蕉、寶島蕉、粵科1號、廣粉1號、南天皇和海貢蕉，組培苗均由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院海口實(shí)驗(yàn)站組培中心提供。

試劑香草醛、兒茶素均購自Sigma公司，甲醇、濃鹽酸均購自西隴化工股份有限公司。

試驗(yàn)所用分光光度計(jì)為U-T6紫外可見分光光度計(jì)（屹譜儀器制造上海有限公司）。

1.2? ?取樣方法和樣品處理

香蕉營養(yǎng)生長盛期取下各品種香蕉第1片葉的葉柄和假莖。樣品用蒸餾水沖洗干凈后切成小塊，自然晾干后60 ℃烘至恒重，經(jīng)粉碎過60目篩，干粉置于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩Ｃ科贩N3個(gè)重復(fù)。

1.3? ?測定方法

1.3.1? ?不同香蕉品種對假莖象甲抗性測定

在田間自然感蟲情況下，于2019年11月、2020年3月和8月分3次調(diào)查假莖象甲的危害情況，并記錄香蕉假莖上的蛀道數(shù)，每個(gè)香蕉品種調(diào)查20株。香蕉對假莖象甲的抗性評定采用平均蛀道數(shù)比值法，將3次調(diào)查獲得的香蕉假莖蛀道數(shù)比值平均。根據(jù)平均蛀道數(shù)比值的不同，將香蕉對假莖象甲的抗性分成5級，高抗為0～0.20;抗為0.21～0.40;中抗為0.41～0.80;感蟲為0.81～1.20;高感為1.20以上。

蛀道數(shù)比值=某香蕉品種的蛀道數(shù)/全部香蕉品種的平均蛀道數(shù)。

1.3.2? ?單寧含量測定? ?采用香草醛法測定[17 ]。以兒茶素作為標(biāo)準(zhǔn)品，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，用于測定樣品單寧含量。標(biāo)準(zhǔn)曲線按如下步驟制作：先將兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品用70%甲醇配制成濃度分別為0、10、20、30、40、50 ug/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，再將兒茶素標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mL加入以鋁箔遮光的試管中，加入4%香草醛甲醇溶液3.0 mL和濃鹽酸1.5 mL，放入20 ℃的水浴中反應(yīng)20 min，蒸餾水作空白對照，用分光光度計(jì)在510 nm處測定吸光度。以吸光度值為縱坐標(biāo)，兒茶素濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

測定樣品單寧含量時(shí)，先稱取各樣品干粉1 g，置于250 mL三角瓶中，加入70%甲醇水溶液50 mL，封口后放入搖床，100 rmp震蕩提取2 h，經(jīng)雙層濾紙過濾后收集濾液備用。將0.5 mL濾液移入以鋁箔遮光的試管中，加入4%香草醛甲醇溶液3.0 mL和濃鹽酸1.5 mL，放入20 ℃的水浴中反應(yīng)20 min，蒸餾水作空白對照，用分光光度計(jì)在510 nm處測定吸光度。

單寧含量=[V/（20×W）]×100%

式中，V為從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得的單寧濃度（ug/mL）;W為樣品質(zhì)量（g）。

1.4? ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 16.0軟件Tukey法對香蕉葉柄和假莖單寧含量進(jìn)行多重比較分析，采用線性回歸法分析香蕉葉柄和假莖單寧含量與其對假莖象甲抗性的關(guān)系。數(shù)據(jù)顯著差異水平設(shè)置為P < 0.05。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? 不同香蕉品種對假莖象甲的抗性測定

對巴西蕉、寶島蕉、粵科1號、廣粉1號、南天皇和海貢蕉對假莖象甲的抗性進(jìn)行評價(jià)的結(jié)果（表1）表明，廣粉1號為高抗品種，假莖上平均蛀道數(shù)比值為0.12;海貢蕉的抗性次之，假莖上平均蛀道數(shù)比值為0.38，屬于抗蟲品種;南天皇和粵科1號為中抗品種，假莖上平均蛀道數(shù)比值分別為0.54和0.76;寶島蕉為感蟲品種，假莖上平均蛀道數(shù)比值為1.04;巴西蕉為高感品種，假莖上平均蛀道數(shù)比值為1.28。

2.2? ?不同香蕉品種的葉柄和假莖單寧含量

采用香草醛法分別對不同品種香蕉葉柄和假莖單寧含量進(jìn)行測定的結(jié)果（表2）表明，在葉柄和假莖中，各品種香蕉單寧含量均存在顯著差異。葉柄單寧含量最高的品種為粵科1號，單寧含量為13.41 mg/g，與南天皇之間無顯著差異，顯著高于其他品種;南天皇葉柄中單寧含量僅次于粵科1號，為11.43 mg/g;海貢蕉和寶島蕉葉柄單寧含量居中，分別為9.31、9.22 mg/g;廣粉1號和巴西蕉葉柄單寧含量較低，分別為7.85、7.21 mg/g。假莖單寧含量最高的品種是廣粉1號，為16.60 mg/g，與海貢蕉差異不顯著，顯著高于其余品種;海貢蕉假莖單寧含量為14.49 mg/g，低于廣粉1號;粵科1號和南天皇假莖單寧含量居中，分別為13.38、13.44 mg/g;巴西蕉和寶島蕉假莖單寧含量較低，分別為9.06、9.15 mg/g。廣粉1號和海貢蕉葉柄與假莖單寧含量差異較大，廣粉1號假莖單寧含量是葉柄的2.10倍，海貢蕉假莖單寧含量是葉柄的1.56倍。寶島蕉和粵科1號葉柄與假莖單寧含量接近?？傮w來看，香蕉假莖單寧含量高于葉柄。

2.3? ?不同抗性香蕉品種單寧含量與其對假莖象甲抗性的相關(guān)性分析

回歸分析結(jié)果（圖1）表明，不同抗性香蕉品種上的假莖象甲平均蛀道數(shù)比值與香蕉假莖單寧含量存在顯著負(fù)相關(guān)，高抗品種假莖單寧含量高，假莖象甲平均蛀道數(shù)比值則低;感蟲品種假莖單寧含量低，假莖象甲平均蛀道數(shù)比值卻高。相關(guān)性分析還表明，香蕉葉柄單寧含量與假莖象甲平均蛀道數(shù)比值無相關(guān)性。

3? ?結(jié)論與討論

評價(jià)結(jié)果表明，6個(gè)香蕉品種對假莖象甲的抗性從大到小依次為廣粉1號、海貢蕉、南天皇、粵科1號、寶島蕉、巴西蕉，這與之前的研究結(jié)果基本一致。在之前的研究中，我們利用假莖誘捕法測定了廣粉1號、海貢蕉、巴西蕉、寶島蕉對假莖象甲的非選擇抗性，發(fā)現(xiàn)廣粉1號和海貢蕉對假莖象甲的非選擇抗性顯著高于巴西蕉和寶島 蕉[15 ]。關(guān)于香蕉品種對假莖象甲的抗性評價(jià)指標(biāo)，目前還沒有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。有學(xué)者采用假莖象甲成蟲、幼蟲蟲口密度作為評價(jià)指 標(biāo)[19 ]，有學(xué)者采用成幼蟲蟲口密度結(jié)合蛀道數(shù)作為評價(jià)指標(biāo)[20 ]，有學(xué)者采用假莖象甲幼蟲體重、頭殼寬度等幼蟲發(fā)育指標(biāo)作為評價(jià)指標(biāo)[21 ]。本研究采用平均蛀道數(shù)比值大小作為香蕉品種抗性評價(jià)指標(biāo)，是一種嘗試。對于香蕉品種抗蟲性評價(jià)指標(biāo)，我們認(rèn)為有必要加強(qiáng)研究，建立能被大多數(shù)學(xué)者接受的香蕉抗蟲性評價(jià)指標(biāo)。此外，研究測定得出的香蕉抗蟲性級別是相對抗性，加之目前還沒有公認(rèn)的絕對抗假莖象甲的香蕉品種，所以生產(chǎn)上選用抗蟲香蕉品種時(shí)還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

測定結(jié)果表明，6個(gè)香蕉品種單寧含量差異顯著，同一品種不同部位單寧含量也有差異。總體來看，香蕉假莖單寧含量高于葉柄。相關(guān)分析表明，假莖單寧含量與香蕉抗蟲性相關(guān)，而葉柄單寧含量與香蕉抗蟲性不相關(guān)。出現(xiàn)這種差異可能是因?yàn)楸狙芯渴且约偾o受害程度（假莖蛀道數(shù)）作為評價(jià)香蕉抗蟲級別的指標(biāo)，而不是以葉柄受害程度作為評價(jià)指標(biāo)。之所以選擇假莖蛀道數(shù)為抗性評價(jià)指標(biāo)，是因?yàn)橄鄬τ谌~柄，假莖象甲對假莖的危害更嚴(yán)重，故以假莖蛀道數(shù)作為香蕉品種抗性評價(jià)指標(biāo)，更能反映香蕉品種與假莖象甲之間的相互關(guān)系。

單寧是植物體內(nèi)廣泛存在的一種重要的次生代謝物，能夠影響昆蟲的取食以及使昆蟲生長發(fā)育不良，與植物抗蟲性密切相關(guān)。賈彥霞等[17 ]報(bào)道辣椒單寧含量與其對西花薊馬的抗性顯著負(fù)相關(guān)，楊宇暉等[22 ]研究認(rèn)為蕾期棉鈴單寧含量與其對綠盲蝽抗性顯著負(fù)相關(guān)。我們的研究與前人研究的結(jié)果類似，香蕉假莖單寧含量與其對假莖象甲的抗性呈顯著負(fù)相關(guān)。因此提高香蕉假莖單寧含量有可能成為香蕉抗蟲育種的重要途徑之一。與香蕉抗蟲性相關(guān)的因子眾多，我們只研究了香蕉單寧含量與其對假莖象甲抗性的關(guān)系，其它一些與植物形態(tài)抗性相關(guān)因子如株形、株高、葉角、表層厚度等以及與植物生化抗性相關(guān)因子如營養(yǎng)物質(zhì)含量包括蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量等以及植物次生物質(zhì)包括酚類化合物含量、生物堿含量以及萜烯類化合物含量有待進(jìn)一步研究。

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（本文責(zé)編：楊? ?杰）