杂交技术及生长环境对Rhyzopertha dominica（鞘翅目：拟步甲科）后代及其对储存玉米造成的损害的影响

《Crop Protection》：Impact of Hybrid and Growing Locality on Rhyzopertha dominica (Coleoptera: Bostrichidae) Progeny and Damage in Stored Maize

玉米杂交种与种植地点对 lesser grain borer 抗性影响研究。评估了4个候选与3个商用杂交种在土耳其3地的幼虫繁殖、成虫死亡率、谷物损伤及营养成分。结果显示杂交种与种植地点均显著影响抗性，油含量低与害虫繁殖负相关，淀粉和粗纤维含量高则正相关。主成分分析与聚类表明环境因素对抗性具有显著调节作用。

　　

云努斯·埃姆雷·阿尔图恩奇（Yunus Emre Altun?）|法提赫·奥内尔（Fatih ?ner）|克里斯托斯·G·阿塔纳西乌（Christos G. Athanassiou）|图格巴·尼萨·巴哈特（Tu?ba Nisa Bahat）|阿里·古恩詹（Ali Güncan）

土耳其奥尔杜大学（Ordu University）农业学院植物保护系，邮编52200

摘要

小谷蠹（Rhyzopertha dominica (F.)）（鞘翅目：拟步甲科）是储存谷物的主要害虫，会造成严重的经济损失。本研究评估了四种候选玉米杂交种（H1–H4）和三种商业玉米杂交种（C1–C3）在土耳其三个不同地区（塞里克、BATEM和艾登）对小谷蠹侵害的敏感性。研究内容包括害虫后代数量、成虫死亡率、谷物损伤情况以及谷物的近似成分分析。结果表明，玉米杂交种和种植地点显著影响了小谷蠹的后代数量、死亡率和损伤程度。虽然H1和H2杂交种通常表现出较低的后代数量和粪便产生量以及较高的成虫死亡率，但其抗性特征在不同种植地点之间存在差异。近似成分分析显示，油含量与后代数量和损伤呈负相关，而淀粉和粗纤维含量则呈正相关。H1和H2杂交种的粪便产生量最低，而商业杂交种C1-C3的粪便产生量较高。主成分分析和层次聚类分析清楚地区分了易感杂交种及其对应的种植地点。重要的是，结合杂交种和地点的聚类分析表明，同一杂交种在不同种植地点可能属于不同的敏感性组。这些结果表明，玉米对储存产品害虫的敏感性不能仅归因于杂交种/品种特性，种植地点也是一个重要的生态因素，必须在收获后的管理和品种抗性筛选计划中加以考虑。

引言

玉米（Zea mays L.）是一种具有全球重要性的作物，可用于食品、饲料和其他工业用途。然而，收获后玉米容易受到多种害虫的攻击，在储存过程中会遭受大量的数量和质量损失。其中最重要的内部害虫之一是小谷蠹（Rhyzopertha dominica (F.)（鞘翅目：拟步甲科），它在温暖条件下繁殖旺盛，并且适应干燥环境（Emekci等人，2004年；Edde等人，2012年）。由于其能够侵害整个谷粒，加上高繁殖率和快速种群增长，小谷蠹对全球粮食安全构成威胁（Arthur等人，2012年；Edde等人，2012年）。小谷蠹造成的收获后损失不仅限于谷物的直接消耗，还包括重量减少、粪便积累、籽粒损伤、污染以及营养价值变化（Peri?i?等人，2018年；Shah等人，2020年；Stathas等人，2023年），这些都会降低谷物的市场价值和消费者接受度。在易感品种和储存条件较差的情况下，损失尤为严重（Doherty等人，2025年；Yousuf等人，2025年）。

传统的储存商品害虫控制方法包括使用熏蒸剂和接触性杀虫剂。然而，由于害虫抗性的出现、法规限制以及对环境和食品安全的担忧，这些方法的有效性正在受到挑战。目前最常用的熏蒸剂磷化氢正面临多种害虫（包括小谷蠹）的抗性问题（Y?lmaz和Ko?ak，2022年；Machuca-Mesa等人，2023年）。因此，人们越来越关注可持续的、非化学方法的害虫控制技术，以应对小谷蠹等害虫（Baliota等人，2024年；Mortazavi等人，2025年）。

减少储存谷物中害虫损害的一种有效方法是利用寄主植物的抗性，这通过营养、化学和物理特性来抑制害虫侵害（Tefera等人，2016年）。玉米可以通过多种机制抵抗小谷蠹等害虫，例如抗食性和生化化合物（López-Castillo等人，2018年）。

多项研究表明，谷物的营养品质在决定其对小谷蠹的敏感性方面起着重要作用（Ghanim等人，2023年）。粗纤维、淀粉、油含量和蛋白质成分等近似成分会影响储存产品害虫（包括小谷蠹）的取食效率、后代数量和种群增长（Park等人，2008年；Demissie等人，2015年；Nhamucho等人，2017年）。因此，玉米基因型在这些营养特性上的差异与其抗性水平有关（Hossain等人，2007年）。

除了营养和化学特性外，物理特性也是抵抗内部害虫（如小谷蠹）的关键因素。籽粒硬度、果皮厚度、籽粒颜色和整体籽粒大小可以直接影响害虫穿透籽粒并完成其发育的能力（De Groote等人，2017年；Nhamucho等人，2017年）。已知较硬和更紧密的籽粒对小谷蠹等主要储存害虫具有抗性（Bergvinson，2001年；Demissie等人，2015年；Locatelli等人，2019年）。

相关储存害虫的研究进一步支持了物理特性的重要性。例如，Sitophilus zeamais Motschulsky（鞘翅目：象甲科）和较大的谷蠹Prostephanus truncatus（鞘翅目：拟步甲科）会对小粒和绿色籽粒造成更严重的损害，这表明物理特性会影响害虫的偏好（De Groote等人，2017年）。鉴于小谷蠹的内部取食行为，类似的物理限制对其也适用。

除了营养和表型特性外，谷物的生长环境也会显著改变其物理化学特性，从而影响其对害虫的敏感性（Cogburn等人，1980年）。环境因素如地理位置、气候和土壤条件可能会改变籽粒硬度、营养成分和次生代谢物谱。最近的研究表明，玉米杂交种的种植地点显著影响储存产品害虫的侵害参数，包括后代数量、死亡率和损伤指数（Altun?等人，2023年）。这些发现表明，对小谷蠹的抗性不仅取决于基因型，还受到种植环境的强烈影响，强调了在抗性研究中考虑地点的重要性。

本研究在受控条件下评估了四种育种玉米杂交种和三种商业玉米杂交种对小谷蠹的敏感性。这些杂交种来自三个不同的种植地点，研究内容涉及害虫后代发育、成虫死亡率、谷物损伤（重量损失、粪便、籽粒损伤）以及谷物的近似成分。目的是确定具有抗性的杂交种及其与减少害虫侵害相关的谷物成分特性，为储存玉米的综合害虫管理策略提供依据。

研究片段

小谷蠹的大规模饲养

本研究中使用的害虫来自奥尔杜大学昆虫学实验室连续饲养了近十年的小谷蠹种群。饲养容器（1000毫升）中装有整粒有机小麦，置于温度27±1°C、相对湿度70±5%以及光照周期16:8（明暗）的气候箱中。每月对容器进行筛分，并将活成虫转移到新容器中以维持种群。

总种群增长

包括成虫、幼虫和蛹在内的害虫后代数量受到玉米杂交种（χ²=83.29，自由度=6，P<0.001）、玉米种植地点（χ²=67.25，自由度=2，P<0.001）及其交互作用（χ²=61.56，自由度=12，P<0.001）的显著影响。无论种植地点如何，H1和H2杂交种的后代数量均最低，而其他杂交种的累积后代数量相似（图1）。塞里克地区的...

讨论

杂交种间的敏感性差异与先前的研究结果一致，表明谷物的物理化学特性能够显著影响害虫的发育和取食能力。López-Castillo等人（2018年）指出，玉米对小谷蠹等储存害虫的抗性主要基于抗菌作用和抗食性，其中抗菌作用通过胚乳层中的过氧化物酶和酚酸酰胺实现，这些物质会对害虫产生负面影响。

结论

总之，研究结果表明，玉米对小谷蠹的敏感性不能仅由杂交种本身决定，种植地点也是一个影响害虫后代数量和损伤程度的关键因素。虽然某些成分特性（如较低的淀粉和粗纤维含量以及较高的油含量）与较低的敏感性相关，但这些效应在不同种植地点之间存在差异。这些发现表明，抗性筛选和育种工作应超越单纯的杂交种选择。

作者贡献声明

阿里·古恩詹（Ali Güncan）：撰写、审稿与编辑、资料收集、概念构建。图格巴·尼萨·巴哈特（Tu?ba Nisa Bahat）：调查研究。法提赫·奥内尔（Fatih ?ner）：撰写、审稿与编辑、资料收集、调查研究。云努斯·埃姆雷·阿尔图恩奇（Yunus Emre Altun?）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、调查研究、数据分析、概念构建。克里斯托斯·G·阿塔纳西乌（Christos G. Athanassiou）：撰写、审稿与编辑、概念构建

未引用参考文献

Edde, 2012; Lenth, 2022; Machuca-Mesa et al., 2024; Ngom et al., 2020; Shah et al., 2021; Wei and Simko, 2024.

数据可用性

数据可应要求提供。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

我们感谢?ekip Erdal和土耳其安塔利亚的Bat? Akdeniz农业研究所提供用于研究的玉米杂交种。