抗褐飞虱水稻品种的培育及其抗性表现

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)是危害水稻的主要虫害之一,发掘和利用新的抗褐飞虱基因培育抗性品种是目前防治褐飞虱最经济有效的方法之一。抗褐飞虱基因来自药用野生稻的抗虫品种B5,对褐飞虱生物型1和2具有高度抗性,B5携带的抗性基因Bph14被定位在第3染色体上。本研究以B5-10为抗源,以优良杂交稻亲本扬稻6号为受体亲本,通过复交和回交,利用与Bph14紧密连锁的分子标记MRG2329在后代中进行分子标记辅助选择,通过苗期分子标记检测和成株期农艺性状选择,最后育成恢复系R476和杂交组合广两优476。采用苗期群体鉴定技术对R476和广两优476的褐飞虱抗性进行了鉴定,R476和广两优476的抗性水平分别为中抗和中感。广两优476在稻飞虱发生较重的稻田进行试种示范,与对照品种扬两优6号和两优培九相比,广两优476对稻飞虱表现出明显的抗性。研究结果表明在育种过程中利用分子标记辅助选择Bph14基因是培育抗褐飞虱水稻品种的有效途径之一。     

褐飞虱抗药性研究现状

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)对杀虫剂产生抗药性是其近年来暴发频繁的重要原因。文章综述国内外关于褐飞虱抗药性的研究成果,包括褐飞虱抗性测定方法、抗药性的发展、交互抗性、抗性遗传、抗性机理及抗性治理等。田间褐飞虱种群对新烟碱类药剂产生不同程度的抗药性,其中对吡虫啉产生高水平到极高水平抗性,对氯噻啉和噻虫嗪分别产生中等水平和低水平的抗药性,对呋虫胺和烯啶虫胺仍然处于敏感性阶段。此外,褐飞虱种群对噻嗪酮(昆虫生长调节剂)产生低水平到中等水平抗性。长期大面积使用化学药剂是褐飞虱产生抗药性的重要原因。因此,必须加强褐飞虱的抗性治理,以延缓其抗药性进一步发展。     

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.     

褐飞虱和白背飞虱对几类杀虫剂的敏感性

为了科学用药和抗性治理提供理论基础, 采用稻茎浸渍法测定了2008年7月采自浙江省杭州市和宁波市褐飞虱 Nilaparvata lugens (Stål)种群对7种杀虫剂的抗药性及褐飞虱和白背飞虱Sogatella furcifera (Horváth)种群对16种杀虫剂的敏感性。褐飞虱抗药性测定结果表明, 与相对敏感品系相比, 杭州种群和宁波种群对吡虫啉的抗性倍数分别为479.0倍和366.1倍; 对氯噻啉的抗性倍数分别为81.1倍和50.9倍; 对噻虫嗪的抗性倍数分别为10.3倍和9.4倍; 对噻嗪酮和氟虫腈分别产生了5.0~8.6倍和15.8~17.0倍的抗药性; 对烯啶虫胺和啶虫脒的抗性倍数在3倍以下。两种稻飞虱对杀虫剂的敏感性测定结果表明: 噻虫嗪、噻嗪酮、烯啶虫胺和毒死蜱对褐飞虱和白背飞虱种群都具有较高的室内毒力。当田间褐飞虱和白背飞虱混合发生时, 可选用噻虫嗪、噻嗪酮、烯啶虫胺和毒死蜱进行防治, 不宜使用吡虫啉、氯噻啉和氟虫腈防治。     

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.     

中国与越南褐飞虱和白背飞虱生物型研究

【目的】监测我国与越南褐飞虱Nilaparvata lugens St?l和白背飞虱Sogatella furcifera Horvath生物型,为抗虫育种工作提供指导。【方法】应用群体集团检测法和蜜露量检测法研究了中国广西、云南、河南、湖南、重庆、贵州和越南河内、河静、顺化、胡志明市和九龙江田间褐飞虱和白背飞虱的致害特性和生物型组成结构。【结果】我国主要稻区(除云南思茅外)和越南中北部的田间褐飞虱以Ⅱ型的比例多,对含Bph1、bph2基因的鉴别品种表现为致害;云南思茅的田间褐飞虱以Ⅱ+Ⅱ型的比例多,对含Bph1、bph2和bph4基因的鉴别品种表现为致害或强致害;越南胡志明市、九龙江的田间褐飞虱以Ⅱ+Ⅱ型的比例多,对含Bph1、bph2、Bph3、bph4基因的鉴别品种主要表现为致害或强致害。我国白背飞虱以Ⅰ型比例较多;越南顺化和河内以Ⅱ型比例多;所有监测点白背飞虱的致害特性总体表现为对含Wph1、Wbph2基因的鉴别品种的致害能力较强,对Wbph3的致害能力表现不一,对含Wph5基因的鉴别品种表现为中等致害。【结论】抗虫育种选择抗源时,不要选含Bph1、bph2基因的水稻品种作为褐飞虱抗源,不要选含基因Wbph1或Wbph2的水稻品种作为白背飞虱抗源。     

水稻抗褐飞虱基因研究和利用现状

稻褐飞虱（Nilaparvata lugens Stal）是一种单食性水稻害虫,根据其对水稻品种的危害,可分为生物型1、2、3、4等类型。它对亚洲各国水稻生产造成极大危害。实践证明,利用抗虫品种是防治稻褐飞虱最经济有效的方法。本文综述了稻褐飞虱的生物学特征和分布、生物类型,着重介绍抗稻褐飞虱基因的研究和利用现状,并对今后开展抗稻褐飞虱基因研究提出几点建议。     

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     

水稻抗褐飞虱基因研究和利用现状

稻褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal)是一种单食性水稻害虫,根据其对水稻品种的危害,可分为生物型1、2、3、4等类型.它对亚洲各国水稻生产造成极大危害.实践证明,利用抗虫品种是防治稻褐飞虱最经济有效的方法.本文综述了稻褐飞虱的生物学特征和分布、生物类型,着重介绍抗稻褐飞虱基因的研究和利用现状,并对今后开展抗稻褐飞虱基因研究提出几点建议.     

水稻品种和稻虱缨小蜂对褐飞虱协同作用的模拟分析

利用我们先前的试验结果和文献资料,组建了水稻品种－褐飞虱－稻虱缨小蜂３者相互关系的模拟模型．模拟分析表明水稻品种能直接和间接地通过物理或化学特性影响稻虱缨小蜂的寄生作用,其中以影响褐飞虱卵垂直分布型、稻虱缨小蜂的迁入时间、未成熟期历期和怀印量等的水稻品种特性起主要作用．同时,模拟分析还表明中等抗性的水稻品种,配以增强稻虱缨小蜂寄生作用的品种特性,就能有效地控制褐飞虱的危害．文中还就协调水稻品种抗性与天敌协同控制褐飞虱的途径进行了讨论．     

共生菌在褐飞虱致害性变化中的作用

研究了不同虫源和致害性褐飞虱Nilaparvata lugens种群体内共生菌数量动态及其对褐飞虱在抗虫品种上的取食选择、生长发育、繁殖以及氨基酸转移酶活性的影响。结果表明,褐飞虱田间种群的致害性与其体内共生菌数量有关。广西南宁种群雌成虫体内的共生菌数量显著地高于浙江杭州和龙游两个虫源的雌成虫体内共生菌数量,而已纯化的3个不同致害性生物型体内的共生菌数量无显著差异。取食抗性品种能显著减少生物型Ⅰ雌成虫体内的共生菌数量。缺乏共生菌时,生物型Ⅰ、Ⅱ若虫对水稻品种TN1和ASD7的选择性增大,而对Mudgo的取食选择性下降。尽管缺共生菌的3个生物型在已适应的和不适应的感虫和抗虫品种上的若虫存活率和雌成虫产卵量均下降,若虫历期明显延长,但在已适应品种上的变化程度明显小于在不适应的抗虫品种上的变化程度。共生菌还明显影响成虫体内丙氨酸氨基转移酶和天门冬氨酸氨基转移酶的活性。这些结果证明体内共生菌的数量和质量在褐飞虱对水稻致害性的变化中发挥了重要作用。     

褐稻虱生物型的监测和控制对策

广西等11个省、市、自治区的褐稻虱Nilaparvata lugens(Stal)生物型监测表明：我国目前除成都的褐稻虱属生物型1外,其他均以生物型2为优势种群。还发现云南思茅和广 西南宁的褐稻虱有部分个体可致害含抗性基因bph2的ASDT和IR36。并鉴定选出一些抗生物型2的品种可供目前推广使用。尚发现广西药用野稻绝大多数材料、普通野稻部分材料以及国际水稻抗褐稻虱圃中Ptb33及其衍生品种(系)具有广谱抗性。若用以培育具广谱抗性的新品种,则是控制褐稻虱新生物型产生和暴发为害的一个重要对策。     

水稻品种对褐飞虱的田间抗性及其生态学机制

评价了7个水稻品种(浙粳22、宜香845、中组14、秀水123、二优倍九、感虫对照品种TN1和抗虫对照品种IR36)在田间成株期对褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)的抗性表现,并初步分析了它们的抗性机制。结果表明,在田间网室人工诱发条件下,浙粳22、宜香845、秀水123和中组14等4个品种的抗性水平与抗虫品种IR36相同,均小于3级,表现为抗虫,而二优培九则与感虫品种TN1相同,表现为感虫。在自然发生条件下的水稻分蘖期至乳熟期,宜香845和中组14上褐飞虱数量仅为TN1上的7.84%～24.44%,秀水123和浙粳22则为TN1上的30.19%～60.27%。在4个抗性品种上褐飞虱的产卵量和卵孵化率明显减少,而若虫存活率仅为TN1上的20%～30%。与IR36相同,4个抗性品种上褐飞虱的若虫存活率和种群增长倍数均显著低于TN1上,说明他们对褐飞虱的抗性主要表现为抗生性。     

褐飞虱生物型研究进展:致害性变异的遗传机制

能够“克服”水稻抗性的褐飞虱生物型的出现 ,是目前水稻育种及害虫防治工作中面临的重大难题。为探明褐飞虱生物型的形成机制 ,许多学者致力于生物型致害性的遗传学研究 ,然而得出的结论却不尽一致。该文综述了有关褐飞虱生物型研究中争论较多的 3个方面 ,即生物型致害性的稳定性 ,致害性的遗传机制 ,以及生物型的形成机制 ,并介绍了最新的研究进展 ,展望了该领域的研究方向     

Balancing selection and wild gene pool contribute to resistance in global rice germplasm against planthopper

Interactions and co-evolution between plants and herbivorous insects are critically important in agriculture. Brown planthopper (BPH) is the most severe insect of rice, and the biotypes adapt to feed on different rice genotypes. Here, we present genomics analyses on 1,520 global rice germplasms for resistance to three BPH biotypes. Genome-wide association studies identified 3,502 single nucleotide polymorphisms (SNPs) and 59 loci associated with BPH resistance in rice. We cloned a previously unidentified gene Bph37 that confers resistance to BPH. The associated loci showed high nucleotide diversity. Genome-wide scans for trans-species polymorphisms revealed ancient balancing selection at the loci. The secondarily evolved insect biotypes II and III exhibited significantly higher virulence and overcame more rice varieties than the primary biotype I. In response, more SNPs and loci evolved in rice for resistance to biotypes II and III. Notably, three exceptional large regions with high SNP density and resistance-associated loci on chromosomes 4 and 6 appear distinct between the resistant and susceptible rice varieties. Surprisingly, these regions in resistant rice might have been retained from wild species Oryza nivara. Our findings expand the understanding of long-term interactions between rice and BPH and provide resistance genes and germplasm resources for breeding durable BPH-resistant rice varieties.     

水稻品种抗褐飞虱不同生物型的稳定性

采用Tai氏方法分析估测12个水稻品种抗褐飞虱不同生物型的稳定性,以期为选育抗虫稳定性好的水稻品种提供较为有效的分析和监测方法.结果表明：光照强度、苗龄、施氮量对不同水稻品种对褐飞虱不同生物型的抗性表现及抗性稳定性有明显影响.抗褐飞虱生物型Ⅱ的品种中,RHT、RP1976-18-6-4-2、Ptb33的抗性较稳定,IR56的抗性不稳定,IR36、ASD7的抗性极不稳定;感褐飞虱生物型Ⅱ的品种中,TN1的感虫性稳定,桂华占、佛山油占、IR26的感虫性较稳定,国粳4号、Mudgo的感虫性不稳定.抗褐飞虱孟加拉型的品种中,RP1976-18-6-4-2、RHT、Ptb33的抗性不稳定,IR56的抗性极不稳定;感褐飞虱孟加拉型的品种中,桂华占、佛山油占、IR26的感虫性稳定;TN1、IR36的感虫性不稳定;国粳4号、Mudgo、ASD7的感虫性极不稳定.     

十六个水稻品种(系)对褐飞虱的抗虫性评价

本文通过苗期抗性鉴定、田间抗虫性鉴定、稻田节肢动物功能团优势度比较及产量测定的方法来评价16个水稻品种(系)对褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)的抗性。结果表明,有12个品种(系)对褐飞虱表现为抗级,2个品系表现为中抗。这14个抗虫-中抗的品种(系)在成株期也表现一定的抗虫性,且与对照TN1之间差异显著。本试验条件下,广占63-3S/华恢15、广两优106、Y58S/华15、广两优476、广占63-4S/华恢15这5个品种(系)不仅抗虫性好,而且产量也较高,分别比TN1和主栽品种扬两优6号高63.49%～66.57%和3.47%～11.57%,具有广泛的开发应用前景。     

水稻品种中抗褐飞虱抗原次生物质的分析

借助高效液相色谱(HPLC)技术,研究了130份对褐飞虱生物型Ⅱ具有不同抗性水平的水稻样品(26个品种)中13个次生物质含量(峰面积)的差异;运用主成分分析和多元回归分析,建立了水稻品种抗性级别的预测模型：Y=3．4593-0．02491X1+0．08475X2-0．04227X8+0．1174X12结果表明,水稻的抗性水平与峰面积值之间极显著相关(r^2=0．84,P<0．01),峰1、峰2、峰8、峰12对应的次生化合物是影响水稻对褐飞虱生物型Ⅱ抗性水平的主要抗原次生化合物;水稻品种中起抗虫作用的抗原次生物质不止一种,而是几种的组合,而且它们对水稻抗虫性的贡献权重是不完全相同的．