张志涛

P.A. Edde C.I. Amatobi

尼日利亚植物检疫服务，港口及航运局5672，摩尔人工林，尼日利亚伊巴丹农业研究协会，Ahmadu Bello大学，港口及航运局1044，扎里亚，尼日利亚接受01年12月20日

摘要

通过实验比较22个豇豆品种中四纹豆象的产卵选择性，这些品种包括有种皮的和无种皮的。另外，这些豇豆品种包括5种耐受性品种，4种中抗品种和13种感病品种。有10种的品种种皮光滑，而其余12种种皮有褶皱。四纹豆象在光滑和有褶皱的品种上的平均产卵数无显著差异。豆象的存活率也没什么变化。五种脱皮种子包括两个耐受性品种“Kanannado”和 ‘‘IT89KD-288’’，一个中抗品种“IT93K-513-2’’，两个感病品种‘‘IT87K-941-1’’ 和 ‘‘IT89KD-374-57’’。产卵量与豇豆品种间没有相关性。在有限的和自由选择的条件下，豆象喜欢在完整种子上产卵，而不喜欢在脱皮种子上产卵。不管种皮被拆除或保持不变，成虫羽化，平均发展阶段和预成虫死亡率都差不多。结论是，种皮在抗虫育种上可能不是一个有用的方面。 2002年Elsevier科学有限公司保留所有权 关键词：四纹豆象；豇豆；保护；种皮 简介

在许多热带、亚热带发展中国家，豇豆是植物卵白的一种重要来源。在尼日利亚，每年生产的大约170万吨豇豆中大部分通常被资源匮乏的农民脱粒贮存在大口袋里放在用泥造的粮仓里。在仓库里，豇豆种子上的四纹豆象是最主要的危害豇豆的害虫。它不仅损害农田里的豇豆，也损害仓库里的豇豆。雌豆象将卵黏在种子表面。3—5天后，卵孵化出幼虫，幼虫从种皮进入子叶下面生长。幼虫在种子里生长、化蛹，发育成熟后钻出种子。出来时，成虫已经性成熟，他们立刻交配。交配不久后雌虫就产卵。

豇豆有许多品种，他们显示出宽泛的特征，如种子颜色、质地、大小、坚硬、化学成分等。这些特征与各种豇豆品种抵抗豆象的抗性相连。Dick 和 Credland提出这些特征的作用与发现于TVu 2027品种的生物化学物质相联合共同作用。TVu 2027是一种获得性改良品种。

然而，报告称，物理特征中，特别是种皮，在产卵和四纹豆象存活方面的效应是不一致的。举例来说，Nwanze 和 Horber观察到豆象选择表面光滑的种子产卵使种子看起来有褶皱。但是，Iloba and Lale and Efeovbokhan 证明四纹豆象优先选择有皱褶而不是光滑的种子产卵。Nwanze和 Horber (1976)观察到有褶皱的种子阻碍一龄幼虫的孵化和最终进入种皮。然而， Iloba( 1985)做了相反的报道。Lale和Kolo(1998)提出，在一些抗虫豇豆品种中，不论种皮质地如何，生化因素的存在可能会导致豆象产卵量和存活率的降低。

本实验是为了研究种皮对豇豆种子抗虫性的作用而做的。

2．材料与方法

2.1.豇豆种植和四纹豆象培养

二十二个从国际热带农业研究（国际热带农业研究所分站加纳，尼日利亚）所获得的豇豆品种被用于本实验。实验前检查了豇豆并没有害虫滋生。在当时实验温度和E11.75%（ Pixton and Warburton, 1968）的平均湿度条件下，每种豇豆选五百克种子保存在纸袋里，并把他们放在防虫笼中三十天。种皮的质地和颜色通过目视和手感来观察。种子的纹理分为两个类群，有皱褶的和光滑的。其他的种子特性见表1。

四纹豆象母本是从位于尼日利亚Minjibir, 卡诺的Ahmadu Bello大学农场农业研究协会农田被感染豆象的豇豆中获得的。几个尚未辨别雌雄的成虫被放在每500毫升含从尼日利亚卡诺本地获得的索克托白（一种苏丹草原品种）约200克的消毒的基尔娜罐子中。基尔纳罐子的拟合穿孔螺旋盖有细密的金属丝网，以提供通风和防止豆象逃逸。这些昆虫被允许七天交配，产卵，之后他们被

移走。第一代成虫培养出来后用于研究。在实验过程中，温度在27度和31度之间波动，相对湿度（r.h.）介于61％至74％。 表1

四纹豆象产卵的豇豆品种

数据是五种手段复制的标准误差（SE）的平均。

S =敏感的，R =耐受性的，MR=中抗（Edde和Amatobi，2000）。

小的=<12g/100个种子，中的=12-18g/100粒种子，大的=〉18g/100粒种子 2.2．由四纹豆象产卵的豇豆品种

每个品种随机选取三十粒种子放在直径8厘米的培养皿中。每个豇豆品种有五个重复组放在随机分配的实验椅上。一对新出的成虫（一雌一雄）小于一小时大就被放在每个培养皿中让他们交配产卵。四天后豆象成虫被移走，用解剖显微镜对豆象卵进行计数。 2.3．四纹豆象在有和无种皮的豇豆上产卵

在这个实验中，五个豇豆品种对豆象发育有不同程度的阻力作用。这些品种包括抗病品种Kanannado，适度抗病品种IT93K-513 -2和三个感病品种即Danila，IT87D- 941- 1和感病品种IT89KD- 374- 57。一种种子的种皮没有了，而其他种种子的种皮完好无损。没有了种皮的种子被浸泡在自来水中90秒，然后轻轻地用拇指和食指按压使种皮从子叶脱落。脱皮种子用吸水纸擦干，然后薄而均匀的分散在用薄纱布盖着的托盘里。这些种子被放在室温和相对湿度平均在12%的环境下30天。实验在无选择和自由选择的条件下进行。

在无选择的测试下，随机从每个品种中选取的30个脱皮的种子和30个完整的种子，放置在直径8公分的培养皿中培养。在自由选择测试，每个品种30种，包括15有种皮和种子不完整的，另外15有种皮的种子，随机分布在皮氏培养皿中，共分成四组。五个小于两小时大成年豆象（三雌和两雄），是从培养基到每个培养皿。该豆象被允许交配并培养4天，然后取出卵。卵相对对种子的数量用解剖显微镜观察并计数。

2.4．四纹豆象在有无种皮豇豆上的生长发育

五个豇豆品种上豆象存活率比较，分别是Kanannado，

IT87D- 941- 1，IT89KD- 288，IT89KD- 374- 57和IT93K- 513- 2，包括有种皮和无种皮。各品种种子完好的称出5克，有种子的也称取5克放入培养皿。每个品种有四个重复组。小于两个小时的三雌性及两雄性豆象，被引入到每个培养皿。这些昆虫被允许4天交配并产卵，之后进行计数。在第一次出现豆象后开始，每天计数。5天之后，停止计数，每个品种上的幼虫最后羽化。产卵量和成虫量之间的差异作为预成虫的死亡率。确定成虫羽化百分比和预成虫死亡率的比例。成虫平均天数，计算如下：

成虫羽化时间=（X1*Y1 + X2*Y2 + „ + Xn*Yn）/ X

其中x是在某一天豆象出现的数目,，y是从试验开始时的天数，1，2和n分别是观察的第一，第二和最后一天，。分别用平均存活率和成虫羽化率确定在种子上的豆象生长指数（G.I），用公式G.I=log S / T，其中S为成虫羽化率，T是指发展时间（Howe，1971）。 2.5．数据分析

百分比数据在方差分析之前进行反正弦转换和在品种间观察到的显着性差异测定最低 差异。在品种中，研究t -检验来比较方法和有种皮没有种皮。

3．结果

虽然各个品种产卵量有很大差别(F = 3:7; DF = 21，88，P <0.001)，个别品种产卵量大致相同。但是，在有种皮和无种皮豇豆上平均产卵量没有显著性差异（64.4和67.8）。在无选择的实验中，对于Danila和IT93K- 513- 2这两个品种来说，完整种子上的产卵量均显著高于脱皮的种子。Kanannado，IT87D- 941- 1品种的完整，脱皮的种子和IT89KD- 374- 57上的产卵量无显著差异。方差双向分析表明对豆象来说有种皮和无种皮没有显著差异，种皮对豆象没有阻力。在自由选择的实验，除了Kanannado那一组，其他品种的上的豆象更喜欢在完整的种子上产卵，而不喜欢脱皮的种子。

表3表明，成虫羽化呈现的结果，平均存活率，预成虫死亡率品种间差异显着，即对脱皮种子与完整种子。然而，两组之间，获得的三个参数不显着。统计分析表明在有无种皮的情况下无品种之间的敏感性存在基于这三个参数（成虫羽化率，平均存活率和百分比预成年死亡率）。

在抗病品种Kanannado，IT89KD - 288和IT93K - 513 - 2（带或不带种皮）高死亡率的特点是预成虫阶段和发展迟缓。Howe对每个品种计算的GI显示豆象数量的增加没有显着差异不论豆象种子带或不带种皮。 表2

四纹豆象在五个豇豆品种种子（有种皮和无种皮）上产卵

数据是四次重复的平均数加上或者减去标准误差的平均数 *表示平均数之间的差小于0.05是有效地。 **表示平均数之间的差小于0.01是有效地. ***表示平均数之间的差小于0.001是有效地. ns=无效。

4.讨论

这里提出的这项研究表明，当雌性的四纹豆象有选择产卵场所时，他们更喜欢的是完整的种皮的种子为产卵场所而不喜欢脱皮的种子，这可能是由于在种子种皮中的一种产卵引诱剂的参与。种皮没有营养供应的目的，甚至因为它始终保持种皮（Nwanze和Horber，1976），然而，它已被证明（Monge，1983;Credland和Wright，1988），从种皮获得豇豆品种的提取物，无论种皮的质地，必须以刺激交配和产卵。昆虫中的害虫寄主植物关系首先在种皮可能会出现阻力，阻止了昆虫（贝克，1965）产卵。豇豆，这已建立涉及机械和生化壁垒种皮（Nwanze和Horber，1976年提供;拉勒和Efeovbokhan，1991;。拉勒和科洛，1998）比如，LaleandKolo（1998）建议，在高浓度的某些化学品的存在或兴奋剂的水平上种皮产卵减少，无论被毛的质地，是减少产卵可能因素沉积在抗病品种中。然而，Singh and Singh（1990）的结果一致，目前的实验表明，在数量无显着性差异时卵产在抗病品种bruchids Kanannado，IT93K- 624- 1和IT89KD- 391和感病品种多。另外两个IT90K- 277- 2和IT89KD- 288抗病品种实际上吸引了更多的卵比任何品种包括其他敏感品种。Danila，这些结果，对产卵偏好，有完整种皮种子建议，这种抵制可能不是由于种皮抵制产卵。Roy and Bhat（1975），Gatehouse and Boulter（1983年）和Singh and Singh（1990年）建立了豆科植物种子与寄生虫显着差异之间的相关性化合物，并伴有易感性豆象攻击。每个豇豆品种由豆象产卵而异。但是，从表1明显看出，种子大小不是这个观察可能的解释。同样，种皮类型（起皱或光滑）没有对产卵水平的影响。这证实了由Singh and Singh（1990年）以前的意见。早期的研究也显示随着种皮颜色（Iloba，1985）或硬度的改变对豇豆品种产卵数无相关性（Edde和Amatobi，2000）。许多因素，包括外部和内部的，影响总产卵量，但产卵的数量和质量及其养分资源的可用性在幼虫个体的发育，尤其是在预成虫阶段，是影响繁殖力最重要的一个因素（Chapman，1982：Chiang，1985; Boggs， 1986）。 虽然，在这项研究中所使用的四纹豆象是统一的在相同的豇豆品种饲养，但很可能是变异的种子之间的一般营养质量造成的个别测试豆象繁殖力的细微差别。迪克（1984）和迪克和Credland（1986）报告中生存和发展的四纹豆象变化rearedon TVu2027，另一尼日利亚豇豆品种，而由于变异其中的胰卵蛋白酶抑制剂的水平，这是当时认为发挥了重要作用的在种子的阻力。

这项研究表明，成虫死亡率较高的抗性较敏感豇豆品种，确定了由拉勒和Efeovbokhan（1991）和拉勒和科洛（1998）的报告。然而，该研究结果显示，违反了Nwanze和Horber（1976年）和意见拉勒和科洛（1998），机械或由种皮的化学屏障提供未必是原因。预成虫死亡率类别包括未受精卵，未孵化的卵或者含有死胚胎，幼虫死亡等。由于前两类任何种子可能会发生同样概率（Nwanze和Horber，1976年），是相当比例的死亡率前阶段，可能造成最后一类，对幼虫的死亡率。这可能会发生幼虫取食后，种皮（如果存在），或者可能是由于在喂养时抗菌子叶的作用。然而，在抗病品种Kanannado和IT89KD - 288，区别之间的比例预先成虫对种子品种脱皮的，完整的死亡率不显着。这表明种皮或没有具体的杀卵特性。幼虫的死亡率明显与在子叶中的抗营养因子相关。此外，抗病品种Kanannado和IT89KD - 288（或无种皮）的特点是减少和延迟豆象成虫羽化发育。理论一致认为，在四纹豆象的命运发展更容易受到生化因子（s）影响（迪克，1984，迪克和Credland，1986; Edde和Amatobi，2000）。

百分比成虫羽化和羽化的平均时间是评估种子抗性的两个重要的参数（雷登和McGuire，1983）。然而，这些用这些标准来评估可能不可靠。羽化的比例使用，例如，完整Kanannado种子均小于脱皮的种子耐性，而平均开发时间显示并没有抵抗差异（见表3）。结果获得通过Howe（1971）的指数显示，这两项标准结合豆象存货情况，虽然不同品种间的显着差异，但相似种皮保持不变。

这项研究表明，有种皮豇豆品种之间的表达变化不同.这是与迪克，1984年，DickandCredland，1986年以前的研究相同的（ Singh和Singh，1990）。脱皮的种子产卵减少。然而，Howe的增长指数相似于完整脱皮的种子。它可以得出结论，在抗豆象在豇豆品种的选育上种皮不是考虑的因素。 表三

四纹豆象在有无种皮豇豆上的存活

括号内数字表示反正弦转化的数值。 SE和LSD适用于转换值。

数据是四个重复数据的平均数加上或者减去标准误差的平均数。 所计算的t值没有显示出显著差异（P>0.05）。

致谢

感谢博士S.K. Asante和国际热带农业研究所（国际热带农业研究所卡诺分站）提供的豇豆种子。感谢Olupomi Ajayi博士的评论及审稿。

参考文献

Akingbohungbe , A.E., 1976. A note on the relative susceptibility of unshelled cowpeas to cowpea weevil

(Callosobruchus maculatus Fabricius) (Coleoptera: Bruchidae). Tropical Grain Legume Bulletin 5, 11–13.

Beck , S.D., 1965. Resistance of plants to insects. Annual Review of Entomology 10, 207–233.

Boggs, C.L., 1986. Reproductive strategies of female butterflies: variation in and constraints on fecundity. Ecological

Entomology 11, 7–15.

Caswell, G.H., 1984. The value of the podin protecting cowpea seed from attack by bruchid beetles. SamaruJournalof

Agricultural Research 2, 49–55.

Chapman, R.F., 1982. The Insects: Structure and Function, 3rd Edition. Hodder and Stoughton, London, 919pp.

Chiang, H.C., 1985. Insects and their environment . In: Pfadt , R.E. (Ed.), Fundamentals of Applied Entomology, 4th

Edition. Macmillan, New York, 742pp.

Credland, P.F., Wright, A.W., 1988. The effect of artificial substrates and host extracts on oviposition by

Callosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera: Bruchidae). Journal of Stored Products Research 24, 157–168.

Dick, K.M., 1984. Bionomic variation among three populations of the Southern cowpea weevil, Callosobruchus

maculatus, and their responses to resistant varieties of the primary host. Ph.D. Thesis, University of London .

Dick, K.M., Credland, P.F., 1986. Changes in the response of Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Bruchidae) to a

resistant variety of cowpea. Journal of Stored Products Research 22, 227–233. Edde, A.P., Amatobi, C.I., 2000. Relative resistance of some cowpea varieties to Callosobruchus maculatus (F.)

(Coleoptera: Bruchidae). Journal of Sustainable Agriculture 17, 67–77.

Fatunla, T., Badaru, K., 1983. Resistance of cowpea pods to Callosobruchus maculatus (Fabr.). Journal of Agricultural

Science 100, 205–210.

Gatehouse , A.M.R., Boulter, D., 1983. Assessment of the antimetabolic effect of trypsin inhibitors from cowpea (Vigna unguiculata) and other legumes on development of the bruchid beetle Callosobruchus maculatus. Journal of the

Science of Food and Agriculture 24, 250–345.

Howe, R.W., 1971. A parameter for expressing the suit ability of an environment for insect development . Journal of

Stored Products Research 7 , 63–65.

Iloba, B.N., 1985. The cowpea seed testa and its influence on oviposition and development in Callosobruchus maculatus

Fabricus (Coleoptera: Bruchidae). Nigeria Journal of Plant Protection 9, 11–22. Jackai, L.E.N., Daoust, R.A., 1986. Insect pests of cowpea . Annual Review of Entomology 31, 95–119.

Lale, N.E.S., Efeovbokhan, S.O., 1991. Resistance status of new cowpea cultivars to a storage pest, Callosobruchus

maculatus. Postharvest Biology and Technology 1, 181–186.

P.A. Edde, C.I. Amatobi / Journal of Stored Products Research 39 (2003) 1–1010

Lale, N.E.S., Kolo, A.A., 1998. Susceptibility of eight genetically improved local cultivars of cowpea to Callosobruchus

maculatus (F.) ( Coleoptera : Bruchidae ) in Nigeria. International Journal of Pest Management 44, 25–27.

Monge, J.P., 1983.Comportement de pontede labruche duharicot (Acanthoscelides obtectus Say) sur substratartificial

impregne d’ extrait de la plante hote ( Phaseolus vulgaris L.). Biological Behaviour 8, 205–214.

Nwanze, K.F., Horber, E., 1976. Seed coats of cowpea affect oviposition and larval development of Callosobruchus

maculatus. Environmental Entomology 5, 213–218.

Pixton, S.W., Warburton, S., 1968. The time required for conditioning grain to equilibrium with specific humidities.

Journal of Stored Products Research 4, 261–265.

Redden , R.J., McGuire, J., 1983. The genetic evaluation of bruchid resistance in seed of cowpea. Australian Journal of

Agricultural Research 34, 707–715.

Roy, D.N., Bhat, R.V., 1975. Variation in neurotoxin, trypsin inhibitors and susceptibility to insect attack in varieties

of Lathyrus sativus. Environment, Physiology and Biochemistry 5, 172–177.

Singh, B.B., Singh, S.R., 1990. Breeding for bruchid resistance in cowpea. In: Fujii, K., Gatehouse, A.M.R., Johnson,

C.D., Mitchell, R., Yoshida, T. (Eds.), Bruchids and Legumes: Economics, Ecology and Coevolution . Kluwer

Academics, Netherlands, pp. 219–228.

Singh, B.B., Chamblis , O.L., Sharma, B., 1997. Recent advances in cowpea breeding. In: Singh, B.B., Mohan Raj,

D.R., Dashiel, K.E., Jackai, L.E.N. (Eds.), Advances in Cowpea Research . Co-publication of International Institute

Of Tropical Agriculture (IITA) and Japanese International Research Center for Agricultural Sciences, IITA , Ibadan , pp. 30–49.