白菜对小菜蛾抗性的评价方法及抗虫机理研究

在我国，小菜蛾（Plutella xylostella）对蔬菜作物的为害呈明显上升趋势，尤其是对十字花科蔬菜。小菜蛾对化学和生物农药的抗药性的产生，使得传统的防治方法遭遇挑战。所以，在抗虫种质资源评价和研究基础上的抗虫品种的选育显得尤为重要。本论文以8份对小菜蛾具有不同抗性水平的白菜自交系为试验材料，对白菜的抗虫性鉴定方法、抗虫的形态和生理生化机理以及对小菜蛾抗性的遗传规律进行了研究，结果如下： 1、通过对8份白菜材料抗虫性的网室鉴定和离体鉴定，发现从排趋性和抗生性的角度鉴定的结果基本一致，材料间抗虫性均表现极显著差异，两种方法的相关系数为0.96，达到极显著水平。在网室鉴定和离体鉴定中，599-3-7均表现高抗，519-3-4表现中抗，而114-4-4和116-4-4都表现高感，仅有少数材料的抗性在两种方法中的表现稍有差异。离体鉴定较网室鉴定速度快，不受环境条件限制，可以详细的观察材料对小菜蛾幼虫的生长发育的影响。 2、通过对4份材料（2份高抗，2份高感）不同生育期抗虫性的离体鉴定，得知不同生育期的白菜植株对小菜蛾抗性的变化不大。各材料的抗性在不同生育期均较为稳定。 3、通过对8份白菜材料的叶片表面特征进行电镜扫描观察，发现白菜叶下表皮的气孔密度与抗虫性强弱呈显著的负相关。高抗的材料叶表面气孔密度较感虫材料少，差异达极显著水平；抗虫的白菜材料其上表皮和下表皮气孔周围均散布有较多的蜡质，而感虫材料上表皮和气孔周围基本无蜡质存在。对8份白菜材料的总硫代葡萄糖苷进行了测定，结果表明，抗性不同的白菜材料所含的硫代葡萄糖苷含量有显著差异，高抗材料含量较少，感虫材料含量普遍较高。通过对8份材料多胺含量的分析，发现白菜的抗虫性强弱与腐胺含量呈正相关，抗虫材料腐胺含量高，感虫材料腐胺含量偏低，而多胺的其他两个成分亚精胺和精胺的含量与抗虫性之间并没有表现规律性变化。 4、以8份白菜自交系为试材，利用完全双列杂交Ⅱ配制杂交组合，采用GriffingⅡ，Hayman法和六世代联合分析方法对白菜抗虫性的配合力、基因效应及遗传模型进行了分析。结果表明，当双亲均抗虫时，其后代仍为抗虫，而且后代的抗性有可能超出亲本；当双亲均为感虫时，其后代仍表现感虫；当双亲抗性不同时，其后代抗性介于双亲之间，但偏向感虫亲本，感虫对抗虫表现为显性或部分显性。白菜组合间对小菜蛾抗性的差异达到极显著水平。 白菜对小菜蛾抗性的一般配合力和特殊配合力都达到了差异极显著水平。通过对白菜不同材料抗虫性的一般配合力和特殊配合力的效应值估算及其比较，发现两个具有较高负值的一般配合力的亲本相配获得F1的性状值可能低，即抗虫性可能高。因此，在白菜抗小菜蛾的育种中，我们可以首先通过一般配合力的选择获得一系列优良亲本，然后通过特殊配合力的选择获得最佳抗性的F1组合。 白菜对小菜蛾的抗性遗传符合“加性—显性”遗传模型。遗传效应中存在加性效应和显性效应，但以加性效应为主。抗虫性的狭义遗传力为65.71％，广义遗传率为77.87％，说明在白菜对小菜蛾的遗传中以加性效应为主。由于狭义遗传力比较高，针对该性状育种时，可以在早期世代进行选择。 六世代联合分析方法进一步验证了上述结果，而且发现白菜对小菜蛾抗性遗传效应的最适遗传模型为一对加性-显性主基因+加性一显性多基因模型（D-1模型），在BC1P1、BC1P2、F2群体中主基因遗传率分别是58.26％、3.27％和41.11％，微效多基因的遗传率为0％、34.11％、5.9％，主基因的加性作用大于显性作用。因此，在进行白菜抗小菜蛾育种时，应充分利用BC1P1和F2群体，以主基因选择为主，但考虑到抗性的持久性，也不应忽视多基因的加性效应。