抗褐飞虱基因的发掘、鉴定与利用

水稻是我国最重要的粮食作物,而褐飞虱是水稻生产中的主要害虫,培育与利用抗褐飞虱的水稻品种是综合防治褐飞虱的基础。现从水稻抗褐飞虱种质资源、水稻抗褐飞虱基因的定位与克隆、水稻抗褐飞虱的分子机理,以及抗褐飞虱水稻的培育等方面,综述水稻抗褐飞虱基因研究的最新成果。     

《褐飞虱研究与防治》

《褐飞虱研究与防治》一书 ,由陈遐年等教授主编 ,已于 2 0 0 3年 7月由中国农业出版社正式出版发行。本书全面、系统地论述了褐飞虱研究与治理领域的最新进展、研究方法和实际应用。全书分 :国内外褐飞虱研究进展、褐飞虱灾害的地理分布及其时空变化规律、褐飞虱的形态特征和稻田内近似种类的识别、褐飞虱的种群生物学特性、褐飞虱大发生的种群特征、褐飞虱大发生与稻田生物群落关系、诱发褐飞虱再猖獗的生理生态因素、褐飞虱的远距离迁飞行为及其生理生态机制、褐飞虱发生系统的混沌特性及预测预报和褐飞虱防治技术的研究与应用等 1 2章。…     

褐飞虱属的两个新种记述

褐飞虱属Nilaparvata Distant,1960在全世界共记录有16种,在我国及邻近地区常见的是褐飞虱Nilaparvata lugen(Stal),拟褐飞虱Nilaparvata bakeri(Muir)和伪褐飞虱(Nilaparvata muiri China等,其中褐飞虱是水稻上的重要害虫。最近在整理从云南省思茅采集的飞虱标本中,发现有褐飞虱属的2个新种,分别命名为线斑褐飞虱Nilaparvata lineolae Huang et Tian 和粟褐飞虱 Nilaparvata castaneaHuang et Ding。褐飞虱属的主要特征是后足第1附节上有一到数个小刺,易于和飞虱科中的其它各属相区别,但褐飞虱属中的种类在形态上都很相似,为了避免与害稻的褐飞虱相混淆,兹将褐飞虱属的两个新种给予描述。新种模式标本保存在南京农学院植保系昆虫标本室。     

水稻与褐飞虱的相互作用研究进展

褐飞虱(Nilapavata lugens,brown planthopper,BPH)是水稻生产中最重要的害虫.水稻与褐飞虱互作机制的研究为培育新的水稻品种做出了贡献.本文综述了栽培稻和野生稻中分离定位的抗褐飞虱基因,以及褐飞虱唾液蛋白、水稻和褐飞虱代谢物和褐飞虱共生菌在水稻-褐飞虱互作关系中的作用.目前从栽培稻和野生稻中鉴定了 40个抗褐飞虱基因,褐飞虱取食的信号转导开启水稻抗性基因的表达和防御机制的改变,包括筛管封闭、次生代谢产物的产生,以及蛋白酶抑制剂的诱导等.褐飞虱的唾液蛋白以及体内存在多种共生微生物对褐飞虱的生长发育和适应抗性都起到一定作用,但目前提出的水稻-褐飞虱分子相互作用的模型仍有许多方面有待研究.     

FLEXPART模式模拟褐飞虱回迁的适用性

褐飞虱是威胁我国水稻生产安全的主要害虫之一,已经严重地威胁到我国南方地区水稻的安全生产。褐飞虱作为一种风媒迁飞性昆虫,与大气气溶胶粒子的运动相似。采用褐飞虱迁飞相关参数,利用WRF-FLEXPART模式模拟分析两次褐飞虱秋季回迁过程。通过模拟2013年9月20—24日褐飞虱迁入兴安县的迁飞过程,发现褐飞虱虫量的模拟结果与实验观测到的褐飞虱高空灯诱数据相近、变化趋势一致,相关性达到0.49(P0.01)。褐飞虱迁飞峰的模拟值平均早于观测值1.5h,这可能与褐飞虱起飞迁飞的主动性及其生理特性等有关。模拟2008年10月5—7日一次冷锋无降水天气过程中的褐飞虱迁飞过程,发现此次冷锋南下和降温过程对褐飞虱的回迁影响显著,主要表现在:(1)在迁飞轨迹上,受热带气旋影响,广西、贵州、湖南和广东西部地区以东北风为主,有利于褐飞虱向西南方向的迁飞;(2)在虫量密度分布上,广东中部地区同时具备了较好的动力和温湿条件,促使大量褐飞虱向着该地区(较温暖)迁入,而湖北地区虽以西北—东北风为主,但地面气温较低(低于广东地区),不利于褐飞虱的大量迁入。综上所述,WRF-FLEXPART模式适用于褐飞虱的迁飞模拟且有较好的模拟能力,该研究对我国褐飞虱灾变的准确预警、病虫测报水平的提高具有重要的参考价值。     

虫害诱导抗性水稻挥发物增强邻近感性水稻品种对褐飞虱的直接和间接抗性

【目的】褐飞虱Nilaparvata lugens是为害水稻的重要害虫。本研究旨在明确褐飞虱为害诱导的抗性水稻品种(IR64, ASD7和IR56)挥发物对感性品种TN1抗虫性的影响,为褐飞虱的绿色生态防控提供理论和技术指导。【方法】以水稻-褐飞虱-稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae为研究对象,利用未被为害和经褐飞虱雌成虫为害(褐飞虱为害诱导)的水稻(IR64, ASD7, IR56和TN1)挥发物处理TN1植株,测定TN1植株上褐飞虱单雌产卵量和单雌蜜露分泌量、若虫存活率和卵孵化率;分别利用H型嗅觉仪和Y型嗅觉仪测定褐飞虱雌成虫和稻虱缨小蜂对上述不同处理TN1植株的选择性。【结果】褐飞虱为害诱导的抗性水稻挥发物处理TN1植株后均可降低褐飞虱单雌产卵量,而未被为害的抗性水稻挥发物处理后不影响褐飞虱单雌产卵量。健康TN1植株经褐飞虱为害诱导的IR64挥发物处理后可降低单雌蜜露分泌量,但对卵孵化率和若虫存活率无影响;同时还降低对褐飞虱的引诱作用,而增强对稻虱缨小蜂的引诱作用。且健康TN1植株经褐飞虱为害IR64和TN1诱导的挥发物处理后,其挥发物组分中仅2-庚酮的相对含量发...     

游草是褐飞虱越冬的转主寄主

<正> 关于水稻褐飞虱Nlaparvata lugens Stal越冬寄主的研究,目前国内一致认为,水稻和普通野生稻OrgzaSativa f.Spontanea是褐飞虱安全越冬的主要寄主,并将它们作为褐飞虱安全越冬的生态指标。但对游草Learsta hexandra Sw.能否成为褐飞虱越冬寄主,自1958年湖南雷惠质等同志报道褐飞虱可以卵在当地游草上越冬到现在,仍然众说纷云,争论不休。对于游草是不是褐飞虱越冬寄主,本人认为:在翌年有水稻作为交替食料的地区,褐飞虱当年可以卵在当地游草上越冬,游草作为越冬的转主寄主,但不能成为褐飞虱连续完成一个世代的越冬寄主。     

亚洲不同地理种群褐飞虱内共生菌Wolbachia的分子检测

褐飞虱Nilaparvata lugens Stl是水稻的重要害虫,而Wolbachia是其重要的次生共生细菌之一。为了解褐飞虱种群感染Wolbachia的情况,本研究对采自世界褐飞虱主要分布区的22个地理种群感染Wolbachia的情况进行了检测和分析。qPCR结果表明,除杭州2009年种群没有检测出Wolbachia外,其它21个种群中都有不同程度的Wolbachia感染。对Wolbachia的wsp基因序列的比较和进化分析表明,褐飞虱各地理种群Wolbachia都属于B群,并可进一步分为Ori和Con两个亚群。其中18个褐飞虱种群中的Wolbachia属于Ori亚群,广东清远和浙江桐乡褐飞虱种群中的Wolbachia则属于Con亚群,而菲律宾Iloilo褐飞虱种群分别检测到同时有2个亚群Wolbachia感染。本结果可为进一步研究褐飞虱与共生菌的共生关系、褐飞虱致害性变异和迁飞路线分析及利用Wolbachia防治褐飞虱提供依据。     

抗性水稻品种对褐飞虱和白背飞虱种群参数的影响

在半自然状态下 ,用生命表方法初步比较了褐飞虱Nilaparvatalugens和白背飞虱Sogatellafurcif era在 4个抗褐飞虱水稻品种ASD7,IR3 6,JX89和Mudgo上的种群参数。初步的结果表明 ,白背飞虱在 4个抗褐飞虱水稻品种上具有较高的繁殖率 ,较短的发育时间和较大的种群增长。对褐飞虱各种群参数影响最大的是JX89,对白背飞虱影响最大的是Mudgo。与感性品种TN1比较 ,这些抗褐飞虱的水稻品种对 2种稻飞虱均具有不同程度的抗性。这些结果说明 ,抗褐飞虱水稻品种对白背飞虱同样具有一定的抗性 ,但白背飞虱对这种抗性具有较强的适应性 ,如果在一个地区长期推广抗褐飞虱的水稻品种 ,势必会导致白背飞虱的大发生     

稻飞虱酵母类胞内共生菌的组织学研究进展

褐飞虱Nilaparvata lugens体内酵母类共生菌在褐飞虱生长发育和繁殖中起着重要作用,并影响着褐飞虱对寄主植物的致害性变异。该文系统总结了国内外已有的研究成果,讨论了褐飞虱共生菌的分类地位、形态特征、在寄主发育中的功能、侵染途径等,提出了开展褐飞虱生物型形成过程中体内共生菌变异的研究建议,以便利用共生菌来监测田间不同生物型褐飞虱的发生情况,最终实现控菌防虫和对不同生物型的准确预测。     

稻株营养物质与褐飞虱翅型分化的关系

褐飞虱(Nilaparvaia lugens Stl)是我国水稻的主要害虫之一,特别是短翅成虫繁殖力强、危害大。稻株中的营养物质和褐飞虱性别分化、翅型分化及趋性的关系与防治对策直接有关。本文研究水稻各生育期被褐飞虱取食的部位营养物质的种类和含量与褐飞虱翅型分化的关系,找出主导因素,为开展褐飞虱的综合防治提供资料。     

水稻OsLecRK1基因介导的抗褐飞虱功能分析

褐飞虱Nilaparvata lugens St(a)l是对水稻最具破坏性的害虫之一,OsLecRK1是水稻Bph3基因簇中对褐飞虱抗性贡献最大的基因.本文对RHTd(含Bph3)等材料进行了褐飞虱抗性评价,克隆并构建了OsLecRK1过量表达突变体水稻,利用该突变体分析了OsLecRK1基因对褐飞虱若虫存活率、若虫发育历期等生物学参数的影响.结果 表明,含Bph3基因水稻RHTd对褐飞虱的抗性明显地强于含Bph1基因水稻Mudgo和bph2基因水稻ASD7,RHTd水稻的褐飞虱受害指数仅为Mudgo和ASD7水稻的53.5％和24.1％.过量表达OsLecRK1基因能显著地增加水稻对褐飞虱的驱避性和抗生性,褐飞虱雌成虫偏好于在野生型水稻上产卵;突变体水稻上的褐飞虱若虫存活率显著地降低,仅为野生型水稻上若虫存活率的75.2％ ～81.8％,且若虫发育历期显著地延长,羽化率和初羽化雌成虫体重均显著地降低;此外,褐飞虱在突变体水稻上取食分泌的蜜露量只有野生型上的40.3％ ～ 60.9％,褐飞虱单雌产卵量只为野生型51％ ～61.2％,卵孵化率只有野生型的52.2％～56.7％,均显著地减少.结果 表明,含Bph3基因水稻RHTd对褐飞虱的抗性明显地高于分别含Bph1、bph2的水稻Mudgo和ASD7;水稻Bph3基因座的OsLecRK1单个基因过量表达即可显著增加水稻对褐飞虱的抗性,OsLecRK1协同影响褐飞虱的多个生物学参数降低褐飞虱的适合度.     

华南双季稻区早稻收割和晚稻移栽对褐飞虱种群动态的影响

为了阐明华南双季稻区早稻收割和晚稻移栽对褐飞虱种群动态的影响,2011年在韶关市采用田间调查与卵巢解剖的方法研究了双季早稻、双季晚稻、田埂杂草上褐飞虱的种群动态及虫源性质。结果表明:早稻收割后,早稻上大量的褐飞虱1～2龄若虫被淘汰,3龄以上若虫及成虫不断转移扩散致使附近晚稻秧田和杂草上褐飞虱虫量突增;晚稻移栽之后,杂草及晚稻秧田的褐飞虱又向新插秧的晚稻进行转移,但成为有效虫源的虫量较少,因此,早稻收割和晚稻移栽对褐飞虱种群动态造成了极为不利的影响,晚稻秧田和田埂杂草可作为褐飞虱转移过程中的流动栖息场所,在褐飞虱虫量转移中起着一定的作用。     

褐飞虱生物型特异性蛋白质研究

褐飞虱生物型特异性蛋白质研究方继朝,杜正文,夏礼如,孙建中（江苏省农业科学院植物保护研究所南京２１００１４）褐飞虱是我国及东南业水稻重人害虫。利用抗虱基因、培育推广抗虫品种是综合治理褐飞虱的优先策略,在水稻牛产上发挥了重要作用［１］。但褐飞虱的牛物型...     

“秕谷草-伪褐飞虱-中华淡翅盲蝽”载体植物系统的可行性

为明确用于防治稻飞虱的“秕谷草-伪褐飞虱-中华淡翅盲蝽”载体植物系统的可行性,本文开展了靶标作物水稻、载体植物秕谷草和靶标害虫褐飞虱、替代猎物伪褐飞虱组合对中华淡翅盲蝽成虫形态、种群增长参数、产卵选择性和取食选择性的影响研究.结果表明: 中华淡翅盲蝽水稻种群(取食褐飞虱卵)的雌雄成虫个体均显著大于秕谷草种群(取食伪褐飞虱卵).取食褐飞虱卵的中华淡翅盲蝽种群增长参数单雌产卵量、净增长率、内禀增长率、周限增长率明显高于取食伪褐飞虱卵的种群,但取食伪褐飞虱卵也有较高的种群增长能力,足以扩繁种群.对于靶标作物水稻和载体植物秕谷草,无论是水稻种群还是秕谷草种群均偏好在水稻上产卵.同时,2个种群的雌虫、雄虫和若虫对褐飞虱卵和伪褐飞虱卵捕食量没有显著性差异.在上述研究基础上,讨论了在田间建立“秕谷草-伪褐飞虱-中华淡翅盲蝽”载体植物系统的可行性.     

应用单克隆抗体评价拟环纹豹蛛对褐飞虱的控制作用

应用褐飞虱的单克隆抗体 4 B8研究了 1999年浙江大学华家池校区农场汕优 6 3单季晚稻田中拟环纹豹蛛对褐飞虱的捕食作用。采用盘拍法的调查结果表明 ,褐飞虱、拟环纹豹蛛种群数量高峰期均在水稻生长后期 (9月中旬 ) ,最大种群密度分别为12 6头 /丛和 1.83头 /丛。对每次捕获的每头拟环纹豹蛛样品的抗体夹心 EL ISA检测结果表明 ,拟环纹豹蛛对褐飞虱单克隆抗体的阳性反应率与田间褐飞虱的生物量及拟环纹豹蛛对褐飞虱的占有量显著相关。定量评估结果表明 ,在此密度条件下 ,拟环纹豹蛛对褐飞虱的最大捕食率仅为 2 .2 8%。拟环纹豹蛛对褐飞虱的平均捕食量、总捕食量和捕食率与田间褐飞虱的生物量显著相关。总捕食量、捕食率与拟环纹豹蛛种群密度极显著相关     

Phylogenetic position of yeast-like symbiotes from three rice planthoppers (Homoptera: Delphacidae ) based on 18S rDNA and ITS-5.8S rDNA sequences

为研究水稻3种主要害虫灰飞虱Laodelphax striatellus、褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera体内类酵母共生菌( yeast-like symbiotes,YLS)的种属地位及与寄主的进化关系,测定了其体内YIS的18SrDNA及ITS-5.8S rDNA的全长序列.基于3种稻飞虱体内YLS的18S rDNA序列比对表明,褐飞虱YLS和白背飞虱YLS的一致性比其与灰飞虱YLs的高(褐飞虱YLS和白背飞虱YLS为98.91％,灰飞虱YLS和褐飞虱YLS为95.74％,灰飞虱YLS和白背飞虱YLS为96.02％),而基于ITS-5.8S rDNA序列比对,灰飞虱YLS和白背飞虱YLS的一致性比其与褐飞虱YLS的要高(白背飞虱YLS和灰飞虱YLS为99.57％,灰飞虱YLS和褐飞虱YIS为91.91％,白背飞虱YLS和褐飞虱YLS为90.46％).基于真菌18S rDNA和ITS-5.8S rDNA的系统发育树均表明,3种稻飞虱体内YLS与其他已知真菌进化关系较远.本研究证实了昆虫真菌类共生菌与寄主形成了长期的进化关系,从而形成了不同于已知真菌的分类地位.     

桂东北稻区第七代褐飞虱迁飞规律及虫源分析

褐飞虱是我国水稻上的一种重要迁飞性害虫,在桂东北稻区不能越冬。近年来,作为次害代的第7代褐飞虱在桂东北稻区频繁暴发,桂东北稻区作为褐飞虱南北往返迁飞的重要通道,研究阐明该稻区第7代褐飞虱的迁飞规律及虫源分布,对第7代褐飞虱的早期预警和有效防控意义重大。利用灯光诱捕的方法研究了2007—2010年桂东北稻区褐飞虱的迁飞动态,并运用大气质点轨迹分析平台HYSPLIT(Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory)和气象图形处理软件GrADS(Grid Analysis and Display System)对褐飞虱迁入、迁出峰次进行轨迹分析和气象背景分析。结果表明:(1)桂东北稻区第7代褐飞虱每年都会出现2—3次迁飞高峰,虫量高峰期主要集中在9月底至10月上旬。(2)迁入虫源主要来自江西中西部和湖南中东部稻区,从本地起飞的部分褐飞虱飞行24 h或36 h后能到达广西南部沿海、越南北部和海南等越冬区。(3)925 hPa的温度高则褐飞虱虫量高;盛行东北气流较多的年份,褐飞虱发生严重;微弱的下沉气流和无雨天气有利于褐飞虱的迁飞。     

三种稻飞虱体内类酵母共生菌18S rDNA和 ITS 5.8S rDNA序列克隆及进化分析

为研究水稻3种主要害虫灰飞虱Laodelphax striatellus、 褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera体内类酵母共生菌（yeast-like symbiotes, YLS）的种属地位及与寄主的进化关系, 测定了其体内YLS的18S rDNA及ITS-5.8S rDNA的全长序列。基于3种稻飞虱体内YLS的18S rDNA序列比对表明, 褐飞虱YLS和白背飞虱YLS的一致性比其与灰飞虱YLS的高（褐飞虱YLS和白背飞虱YLS为98.91%, 灰飞虱YLS和褐飞虱YLS为95.74%, 灰飞虱YLS和白背飞虱YLS为96.02%）, 而基于ITS-5.8S rDNA序列比对, 灰飞虱YLS和白背飞虱YLS的一致性比其与褐飞虱YLS的要高（白背飞虱YLS和灰飞虱YLS为99.57%, 灰飞虱YLS和褐飞虱YLS为91.91%, 白背飞虱YLS和褐飞虱YLS为90.46%）。基于真菌18S rDNA和ITS-5.8S rDNA的系统发育树均表明, 3种稻飞虱体内YLS与其他已知真菌进化关系较远。本研究证实了昆虫真菌类共生菌与寄主形成了长期的进化关系, 从而形成了不同于已知真菌的分类地位。     

褐飞虱中肠内膜结合短肽P2S的筛选

筛选与褐飞虱Nilaparvata lugens中肠内膜相结合的短肽, 探索能阻断褐飞虱传播水稻病毒的新方法。【方法】通过改良的膜饲喂法和噬菌体短肽文库展示技术, 模拟褐飞虱正常取食的行为, 筛选能够与其中肠内膜结合的短肽。将筛选到的短肽与加强绿色荧光蛋白进行融合表达, 经纯化后, 将融合蛋白饲喂给褐飞虱若虫, 通过荧光显微镜观察饲喂后若虫的中肠。【结果】使用改良的膜饲喂法, 16 h后褐飞虱若虫的取食率达到91%, 24 h后达到95%。经形态学验证, 确定了一种短肽与褐飞虱中肠内膜具有结合活性, 并将其命名为P2S。【结论】改良了针对褐飞虱的膜饲喂法, 筛选并验证了能够与褐飞虱中肠内膜结合的活性短肽P2S。研究结果为阻断相关的水稻病毒与褐飞虱中肠内膜间的相互作用研究提供了科学依据, 也为褐飞虱新型膜穿孔毒素蛋白的研究提供了理论基础。