作物杂志, 2026, 42(1): 20-25 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.01.004

遗传育种·种质资源·生物技术

普通菜豆资源抗菜豆象鉴定与评价

王勤方,1, 唐永生,1, 蒋彦华1, 张菊香1, 于海天2, 朱玉芬1, 朱振东3

1曲靖市农业科学院,655000,云南曲靖

2云南省农业科学院粮食作物研究所,650205,云南昆明

3中国农业科学院作物科学研究所,100081,北京

Identification and Evaluation of Resistance to Acanthoscelides obtectus in Common Bean Germplasm Resources

Wang Qinfang,1, Tang Yongsheng,1, Jiang Yanhua1, Zhang Juxiang1, Yu Haitian2, Zhu Yufen1, Zhu Zhendong3

1Qujing Academy of Agricultural Science, Qujing 655000, Yunnan, China

2Institute of Food Crops, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650205, Yunnan, China

3Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China

通讯作者: 唐永生,主要从事食用豆育种与栽培研究,E-mail:tysqj@163.com

收稿日期: 2024-08-19   修回日期: 2024-10-19   网络出版日期: 2024-11-14

基金资助: 国家食用豆产业技术体系(CARS-08)

Received: 2024-08-19   Revised: 2024-10-19   Online: 2024-11-14

作者简介 About authors

王勤方,主要从事食用豆育种与栽培研究,E-mail:497002380@qq.com

摘要

采用人工接虫法对473个普通菜豆资源进行菜豆象抗性鉴定。结果表明,49.1%的资源表现出不同程度的抗性,其中高抗资源15份,抗性资源60份,中抗资源157份。在高抗资源中,F1432、F0645、F0675、F0004351和F0004406未见菜豆象侵染,表现为免疫。研究发现,菜豆象具有一定的趋光性,不同粒色、籽粒大小和种皮光泽的资源间未发现有明显的抗性差异。抗菜豆象资源的筛选鉴定,有利于为后续抗性育种提供优异的抗性资源。

关键词: 普通菜豆; 菜豆象; 抗性鉴定; 受害率

Abstract

The resistance of 473 common bean resources to Acanthoscelides obtectus was identified by artificial inoculation method. The results showed that 49.1% of the resources showed varying degrees of resistance, mcluding 15 highly resistant resources, 60 resistant resources and 157 moderately resistant resources. In the highly resistant resources, F1432, F0645, F0675, F0004351 and F0004406 did not show any infected symptoms, manifesting as immunity. Research found that A.obtectus has a certain phototaxis. No significant differences in resistance were found among resources with different grain color, grain size, and seed coat luster. The screening and identification of A.obtectus resistant resources is beneficial for providing excellent resistance resources for subsequent resistance breeding.

Keywords: Common bean; Acanthoscelides obtectus; Resistance identification; Infestation rate

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本文引用格式

王勤方, 唐永生, 蒋彦华, 张菊香, 于海天, 朱玉芬, 朱振东. 普通菜豆资源抗菜豆象鉴定与评价. 作物杂志, 2026, 42(1): 20-25 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2026.01.004

Wang Qinfang, Tang Yongsheng, Jiang Yanhua, Zhang Juxiang, Yu Haitian, Zhu Yufen, Zhu Zhendong. Identification and Evaluation of Resistance to Acanthoscelides obtectus in Common Bean Germplasm Resources. Crops, 2026, 42(1): 20-25 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2026.01.004

普通菜豆(Phaseolus vulgaris L.)是一种重要的食用豆类,具有抗旱、生育期短且能固氮养地等特性,在旱区农业种植结构调整中具有不可替代的重要作用。菜豆营养丰富,蛋白质含量高,并含有铁、钙和丰富的维生素,既是蔬菜作物又是粮食作物,有很好的营养保健功能,在我国云南高寒山区被广泛种植。菜豆在贮藏过程中,易受菜豆象害虫危害,豆粒被菜豆象幼虫蛀食后,表面和内部破损,会导致豆粒难以出芽,也不宜再留做种用;即使危害轻的豆粒,由于要进行药剂熏蒸和沸水煮熟等防治处理,也难以再食用或销售,造成较大的经济损失[1]。在墨西哥和巴拿马,菜豆象和巴西豆象在豆类储藏期间造成的损失约为35%,在巴西为13.3%[2]。由于菜豆象的杂食性和破坏性,该虫一直被列为我国进境植物检疫有害生物及国内农业植物检疫性有害生物。菜豆象[Acanthoscelides obtectus (Say)],为鞘翅目豆象科三齿豆象属,该虫起源于中美洲或南美洲北部,现已成为世界性分布的害虫[3]。近年来,我国贵州、吉林、陕西和宁夏等省区均发现菜豆象疫情,其中,在贵州省7市(州)39县大范围普遍发生且为害严重[4-5],2009年以后云南省的曲靖市和玉溪市有菜豆象发生[1]。菜豆象是寡食性害虫,发生初期由于虫卵和低龄幼虫十分微小,难以被直接观察到,而若未及时识别和防治,待为害症状明显时往往已比较严重。尤其是在储藏室或仓库中,由于食物充足且空间密闭,菜豆象大量繁殖,为害程度加重。菜豆象除主要为害菜豆属植物种子外,其寄主植物还有菜豆、金甲豆、豇豆、绿豆、赤小豆、鹰嘴豆、蚕豆、兵豆和豌豆等[6-7]。近年来,国内外开展了菜豆象的调查与鉴定、生物和非生物胁迫以及在基因组学和蛋白质组学方面的研究[8-11],并取得一定的成果,本研究以期筛选更多抗性资源,为抗菜豆象育种提供抗源。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究所用普通菜豆资源473份(表1),为中国农业科学院作物科学研究所收集提供的栽培种或农家种。

表1   普通菜豆资源

Table 1  Resources of common bean

编号
Number
品种(系)
Variety (line)
编号
Number
品种(系)
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编号
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品种(系)
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品种(系)
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编号
Number
品种(系)
Variety (line)
编号
Number
品种(系)
Variety (line)
1A180050A1865-199A1940148A2001197A2081246F0698
2A1806-151A1866100A1941149A2002-2198A2084247F0700
3A1809-152A1867101A1942150A2003199A2088-2248F1118
4A181053A1868-1102A1943151A2004200A2100249F1124
5A1811-154A1869103A1944152A2005201A2101250F0099
6A181555A1870104A1945153A2006202A2103251F0096
7A181656A1871105A1946154A2007203A2105252F0079
8A181857A1872106A1947155A2008204A2106253F0077
9A181958A1873-1107A1948156A2009205A2107254F0072
10A182059A1874108A1949157A2010206A2108255F1159
11A182360A1875109A1950158A2011207A2111256F1192
12A182461A1876110A1951159A2012208A2112257F1211
13A1825-162A1878111A1952160A2014209A2113258F1214
14A182663A1879112A1954161A2015210A2117259F1222
15A182764A1880113A1955162A2023-2211A2122-2260F1224
16A182865A1881114A1956163A2024212A2125261F1227
17A182966A1882115A1957164A2025213F0004837262F1246
18A183267A1883116A1958-1165A2026214F0004404263F1257
19A183368A1884117A1961166A2031215F0004356264F1477
20A183469A1885118A1962-2167A2032216F0004845×RF265F1466
21A183570A1886119A1964-1168A2033217F0004341×RF266F1474
22A183671A1891120A1965169A2034218F0004339×RF267F1473
23A183772A1893121A1966-1170A2035219F0004381×RF268F1442
24A183873A1894122A1967-1171A2036220F0004357×RF269F1163
25A183974A1895-1123A1968172A2037221F0004413270F1164
26A184075A1905124A1969173A2038222F0004910×RF271F1165
27A184176A1906125A1970174A2039223品芸2号272F1166
28A184277A1907126A1971175A2041224龙芸豆3号273F1195
29A184378A1909-1127A1972-1176A2042225龙芸豆5号274F1140
30A184479A1910-1128A1973177A2044226龙22-0579×RF275F1142
31A184680A1911129A1974178A2046227NR276F1154
32A184781A1912130A1976179A2047228NV×RF277F1158
33A184882A1917131A1977-1180A2048229F0004349×RF278F1198
34A184983A1918132A1978181A2049230F0004396×RF279F0665
35A185084A1919133A1979182A2053231F0004322280F0673
36A185185A1920134A1980183A2054232F0004923281F0674
37A185286A1921135A1981-1184A2055233F0004425×RF282F0677
38A185387A1922136A1985185A2058234F0004890×RF283F0678
39A185488A1926137A1986186A2062235F0004926×RF284F0151
40A185589A1927138A1987187A2065236F0004851285F0140
41A185690A1931139A1988188A2066237F0004395286F0138
42A185791A1932140A1989189A2071238F0004918287F0125
43A185892A1933141A1994190A2072239F0615288F0118
44A185993A1934142A1995191A2074-3240F0617289F0041
45A1860-194A1935143A1996192A2075-2241F0618290F0043
46A186195A1936144A1997193A2077242F0624291F0045
47A186296A1937-1145A1998194A2078243F0652292F0060
48A186397A1938146A1999195A2079-1244F0679293F0069
49A1864-198A1939147A2000196A2080245F0682294F0023
295F0025325F0153355F1609385F0004344-菜12415F0004411-菜42445F0004474-菜72
296F0034326F0154356F1623386F0004345-菜13416F0004412-菜43446F0004476-菜73
297F0039327F0155357F2368387F0004346-菜14417F0004413-菜44447F0004480-菜74
298F0040328F0193358F2370388F0004347-菜15418F0004414-菜45448F0004482-菜75
299F0004329F0014359F0669389F0004349-菜16419F0004415-菜46449F0004486-菜76
300F0005330F0016360F0675390F0004350-菜17420F0004416-菜47450F0004487-菜77
301F0009331F0017361F0697391F0004351-菜18421F0004417-菜48451F0004488-菜78
302F0010332F0020362F0680392F0004352-菜19422F0004418-菜49452F0004489-菜79
303F0011333F0022363F0626393F0004353-菜20423F0004419-菜50453F0004493-菜80
304F0616334F1532364F0650394F0004354-菜21424F0004420-菜51454F0004494-菜81
305F0627335F1536365F0105395F0004355-菜22425F0004421-菜52455F0004495-菜82
306F0629336F1538366F0106396F0004356-菜23426F0004422-菜53456F0004496-菜83
307F0637337F1539367F0112397F0004357-菜24427F0004423-菜54457F0004497-菜84
308F0641338F1552368F0113398F0004358-菜25428F0004424-菜55458F0004499-菜85
309F1200339F2371369F0646399F0004360-菜26429F0004426-菜56459F0005083-菜86
310F1228340F2373370F0651400F0004361-菜27430F0004428-菜57460F0005150-菜87
311F1236341F2374371F0655401F0004364-菜28431F0004430-菜58461F0005161-菜88
312F1237342F2375372F0663402F0004365-菜29432F0004431-菜59462F0005171-菜89
313F1297343F2376373F0664403F0004366-菜30433F0004433-菜60463F0005176-菜90
314F1136344F1298374F0002693-菜1404F0004367-菜31434F0004434-菜61464F0005184-菜91
315F1138345F1345375F0004331-菜2405F0004368-菜32435F0004440-菜62465F0005199-菜92
316F1148346F1361376F0004332-菜3406F0004369-菜33436F0004442-菜63466F0005201-菜93
317F1156347F1432377F0004333-菜4407F0004370-菜34437F0004448-菜64467F0005203-菜94
318F1162348F1435378F0004335-菜5408F0004401-菜35438F0004451-菜65468F0005205-菜95
319F1094349F0642379F0004336-菜6409F0004403-菜36439F0004457-菜66469F0005211-菜96
320F1095350F0643380F0004337-菜7410F0004404-菜37440F0004458-菜67470F0005216-菜97
321F1100351F0645381F0004338-菜8411F0004405-菜38441F0004465-菜68471F0005218-菜98
322F1117352F0648382F0004340-菜9412F0004406-菜39442F0004470-菜69472F0005219-菜99
323F1120353F0649383F0004343-菜10413F0004408-菜40443F0004472-菜70473F0005220-菜100
324F0152354F1600384F0004343-菜11414F0004409-菜41444F0004473-菜71

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1.2 供试虫源

菜豆象采集于云南省沾益县,以本地红芸豆受侵染且部分羽化的菜豆象作为虫源用于接种。

1.3 鉴定方法

采用番启山等[3]的方法,将待鉴定菜豆资源用牛皮纸装好,置于-15 ℃冷库冷冻180 min进行灭虫处理。将每份资源分别放入直径5.5 cm的培养皿中,每皿50粒,培养皿放置在培养架上,随机排列,3 d后将菜豆象虫源分4份摆放在培养室,保证供试虫源均匀扩散。试验设置2次重复,鉴定期间为确保菜豆象正常生长,参照李南植等[12]确定的菜豆象适宜繁殖温湿度范围,将培养室温度控制在18~25 ℃、湿度维持在70%左右,并适时通风。

1.4 抗性评价

接虫138 d后开始进行菜豆资源的受害程度调查。计算受害率和严重度,其中受害率为受害种子数占鉴定总数的百分率,严重度为100粒种子的感染虫眼数。由于菜豆目前没有抗菜豆象分级评价标准,本研究参照刘旭明等[13]绿豆种质资源抗绿豆象鉴定中所采用的抗豆象分级评价标准,根据资源的受害率将菜豆对菜豆象的抗性划分为高抗(high resistant,HR)、抗(resistant,R)、中抗(medium resistant,MR)、感(susceptible,S)和高感(high susceptible,HS)(表2)。

表2   菜豆资源抗菜豆象分级评价标准

Table 2  Grading and evaluation standard of A.obtectus resistance of common bean resources

分级
Grade
受害率
Infestation rate (%)
抗性评价
Resistant evaluation
10.0~10.0高抗(HR)
310.1~35.0抗(R)
535.1~65.0中抗(MR)
765.1~90.0感(S)
9> 90.0高感(HS)

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2 结果与分析

2.1 普通菜豆象侵染菜豆进程分析

观察菜豆象侵染的过程发现,培养室内放入已羽化部分成虫后7 d,放置的菜豆种质资源上可见少量乳白色长椭圆形的有光泽虫卵;14 d后,培养皿底部和菜豆间均有虫卵,且较之前增加;21 d后,可见虫卵减少,且大部分已孵化蛀入豆粒,卵壳泛黄干瘪;28 d后,部分菜豆种质种皮表面可见明显的蛀食孔,表明菜豆象幼虫已老熟化蛹;随着时间的推移,蛀食孔逐渐增多,35 d后,蛀食孔较之前明显增多;42 d后,菜豆象已大量化蛹,为害严重的菜豆上蛀食孔超过10余个(图1)。试验前期、中期和后期菜豆象侵染进程符合预期,与申智慧等[1]发现的菜豆象发生规律一致。

图1

图1   菜豆象侵染过程

Fig.1   Infection process of A.obtectus


2.2 普通菜豆资源抗菜豆象评价分析

普通菜豆资源不同受害率表现如图2所示,在鉴定的473份菜豆资源中,其抗性水平存在较大差距(图3),抗菜豆象资源共计232份,占鉴定总数的49.1%,感菜豆象资源共计241份,占51.0%。在抗性资源中,高抗资源有15份,占鉴定总数的3.2%;F1432、F0645、F0675、F0004351和F0004406资源未见菜豆象侵染,表现为免疫(表3);抗性资源有60份,占鉴定总数的12.7%。中抗资源有157份,占鉴定总数的33.2%。抗性水平表现为感的资源有162份,占鉴定总数的34.2%,高感资源有79份,占鉴定总数的16.7%,其中21份资源全部被菜豆象侵染,受害率为100%。高感资源中严重度范围为296~1418,平均为686,可见这部分资源受害极为严重,已经完全失去了种子活力、营养价值和经济价值。

图2

图2   不同抗性级别菜豆资源受菜豆象侵染情况

Fig.2   Infection status of common bean resources with different resistance levels to A.obtectus


图3

图3   不同抗性级别菜豆资源占比

Fig.3   Percentage of common bean germplasms with different resistant grades


表3   高抗菜豆象菜豆资源

Table 3  High-resistant common bean germplasms to A.obtectus

品种(系)
Variety (line)
受害率
Infestation rate (%)
严重度
Severity
F143200
F064500
F067500
F000435100
F000440600
F000435311
A205444
F0004352411
F010655
F000435769
F0004465622
A1948746
F0004404813
F000440599
A182399

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2.3 不同粒色菜豆资源抗菜豆象鉴定

参试材料根据种皮颜色分为红色、花斑、白色、黑色、浅黄色和褐色,统计473份资源不同粒色种质的抗性比例(表4图4)可以看出,126份红色资源中抗性种质占鉴定总数的56.4%;134份花斑种质资源中抗性种质占39.5%;81份白色资源中抗性资源占48.2%;43份黑色资源中有53.5%表现为抗性;51份浅黄色资源中49%为抗性资源;38份褐色资源中有55.3%为抗性资源。通过比较分析不同粒色种质受害率的差异情况,可以看出不同粒色种质间抗虫性百分比介于39.5%~56.4%,除花斑(深色)资源中抗性种质占39.5%外,深色(红、黑、褐)和浅色(白、浅黄)资源抗性比例介于48.2%~56.4%,差异并不明显。

表4   不同粒色抗性菜豆资源数及其粒色总数的百分比

Table 4  Percentage of resistant common bean resources with different grain colors and their total grain colors

粒色
Grain
color
高抗HR抗R中抗MR感S高感HS
数量
Number
占比
Percentage
(%)
数量
Number
占比
Percentage
(%)
数量
Number
占比
Percentage
(%)
数量
Number
占比
Percentage
(%)
数量
Number
占比
Percentage
(%)
红色Red64.82318.34233.33427.02116.6
花斑Piebald32.286.04231.35843.32317.2
白色White22.51214.82530.92733.31518.5
黑色Black12.3920.91330.31637.249.3
浅黄Light yellow23.935.92039.21631.41019.6
褐色Brownness12.6513.21539.51128.9615.8

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图4

图4   不同粒色菜豆资源中抗性资源占比

Fig.4   Percentage of resistance resources in different colored common bean resources


3 讨论

本研究参考菜豆象的生活习性以及李南植等[12]所报道的关于环境温度、湿度对菜豆象成虫寿命及产卵影响的研究结果开展,培养室温度控制在18~25 ℃、湿度维持在70%左右,使得试验的菜豆象饲养过程进展顺利,结果具有更高的可信度。研究结果表明,不同种质资源抗、感菜豆象的能力存在差异。2次重复试验结果有一定差异,相较于光线较暗区域,菜豆象对光线相对较亮区域种质资源的为害更为严重。由此可见,菜豆象具备一定的趋光特性。试验结果表明,473份菜豆资源中,15份为高抗水平,60份为抗级水平,157份处于中抗水平,抗性资源占资源总数的49.1%。在今后的研究中可以结合分子标记和基因克隆,对抗虫基因进行更深入的研究和利用。

通过分析比较不同粒色普通菜豆资源之间的抗虫差异可知,不同粒色资源的抗性存在差异,并未呈现出粒色较深的种质资源具有更强抗虫性的特征,尤其是花斑粒色绝大多数都属于深色种质资源,而其抗性种质只占39.5%。仲伟文等[14]研究发现,浅色(浅黄、淡粉、黄绿)、绿色以及深色(褐色、褐麻等)的豌豆资源中,绿豆象卵孵化并形成蛀孔的豆粒数量存在显著差异,且粒色较深的豌豆对绿豆象普遍具有较强抗性,李晓明[15]利用菜豆象抗性资源(黑芸豆)和高感菜豆象资源(龙芸豆3号)配制杂交组合,构建分离群体的菜豆象抗性鉴定结果表明,黑芸豆的菜豆象抗性是由隐性多基因控制的数量遗传性状,发现黑色籽粒的平均种子受害率最低,平均蛀孔总数最少。这与本研究结果有一定差异,可能是由于不同种类豆象之间存在一定差异,或作物属、种之间存在一定差异所致。

本研究所用接种菜豆象选用的是当地发现的豆象资源,未考虑不同生态地域菜豆象间的食性差异,王强等[16]研究发现,豆象科豆象属中的一些种类已被发现存在种内变异,不同食物对其生长发育的影响更为明显,不同地理来源的绿豆象之间存在明显的环境和食物差异,但相互交配后产生的后代则较亲代更加适应环境,今后可以在菜豆资源中进一步研究。菜豆象是影响普通菜豆生产的主要因素。为避免和预防菜豆象的传播与扩散,需要做好菜豆象检疫工作。同时,应加强菜豆象绿色防控技术研发和抗虫品种选育,以确保食用豆产业可持续发展。

4 结论

不同种质资源抗、感菜豆象的能力存在明显差异,筛选出15份高抗菜豆象种质,60份抗菜豆象种质,157份中抗菜豆象种质,抗菜豆象种质占资源总数的49.1%。相较于光线较暗区域,菜豆象对光线相对较亮区域的种质资源为害更为严重,说明菜豆象具备一定的趋光特性。不同粒色种质资源的抗虫性存在一定差异,并未呈现出粒色较深的种质资源具有更强抗虫性的特征。

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