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.     

水稻抗稻飞虱基因遗传与定位研究进展

褐飞虱(Nilaparvata lugens St(a)l)、白背飞虱(Sogatella furcifera Horvath)和灰飞虱(Laodelphax striatellus Fallén)是水稻生产上的重要害虫,给我国水稻生产造成了严重的经济损失.培育和利用抗虫品种是防治稻飞虱经济有效的措施.抗性遗传和抗性基因研究是进行抗虫育种的基础.目前,有关水稻抗褐飞虱基因的遗传与定位研究取得了较大进展,包括21个主基因、50余个QTLs和许多褐飞虱抗性相关基因被发掘、定位与克隆,而白背飞虱和灰飞虱抗性基因尚有待进一步发掘和鉴定.此外,今后应加强稻飞虱抗性基因在生产上的应用.     

三个褐飞虱寄主种群对氨基酸需求的分化(英文)

取分别在水稻品种TN1 (常用感虫对照 )、Mudgo(含Bph1 )或ASD7(含bph2 )上连续饲养 3 0代以上的3个褐飞虱Nilaparvatalugens寄主种群 ,分别饲养于 2 0种氨基酸总量与配比不同的全纯人工饲料上 ,以羽化率、短翅率、若虫历期以及初羽化成虫体重为指标对不同种群的氨基酸需求进行了比较。发现不同褐飞虱种群随氨基酸营养条件的改变有明显不同的表现 ,其中Mudgo种群最容易受到氨基酸营养条件的影响 ,而TN1种群所受影响最小。抗虫品种ASD7和Mudgo上的两褐飞虱种群所需的最佳氨基酸总浓度 (分别为 4 0 %～ 4 8%、4 0 % )高于TN1种群 (2 4%～ 3 2 % ) ,同时 ,前两种群对必需氨基酸浓度的变化较TN1种群敏感。这些结果表明 ,不同褐飞虱寄主种群对饲料氨基酸的需求存在明显的分化 ,推测氨基酸可能是抗虫水稻品种胁迫褐飞虱致害性变异的一种重要机制。     

水稻品种抗性对褐飞虱和白背飞虱种群动态的影响

用ＴＮ１、Ｎ２２、ＡｓＤ７和Ｐｔｂ３３等４个抗虫性差异明显的水稻品种测定了褐飞虱和白背飞虱在它们上面的栖息率、落卵量、卵存活率、若虫存活和发育状况,以及后代种群数量表现。结果表明,Ｐｔｂ３３通过减少２种飞虱的栖息率、落卵量,降低卵和若虫存活率,延长若虫的发育时间,抑制后代的种群数量增长,表现出明显的抗性。Ｎ２２对白背飞虱、ＡｓＤ７对褐飞虱的后代种群建立与发展均表现明显的抑制作用。２种飞虱在ＴＮ１上     

小粒野生稻导入系对稻飞虱的抗性鉴定与分析

稻飞虱是水稻生产最严重的害虫之一。野生稻拥有丰富的抗虫基因资源,导入系是鉴定和利用野生稻有利基因的有效途径。本研究通过对371份小粒野生稻导入系进行抗褐飞虱和白背飞虱接虫鉴定,分别筛选出了11份抗、72份中抗褐飞虱的材料和7份抗、45份中抗白背飞虱的材料,其中有5份材料兼抗褐飞虱和白背飞虱,这是从小粒野生稻中鉴定出抗白背飞虱材料的首次报道。通过对2份抗性导入系材料与感虫亲本杂交构建的F1和F2群体的抗虫鉴定和分析表明:K41对褐飞虱和白背飞虱的抗性受2对显性抗虫基因通过互补作用所控制;P114对褐飞虱和白背飞虱的抗性都是由1对主效的隐性基因控制。这些结果必将有利于小粒野生稻抗稻飞虱的基因定位和育种利用。     

水稻飞虱的抗药性监测研究

1989-1993年选用有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯三大粪12种常用杀虫剂,对水稻褐飞虱和白背飞虱进行了5年系统的抗药性监测研究,发现两种飞虱对药剂的敏感性年度间变化较大,分析可能与其迁飞习性有关。将我们所测的LD50与日本Nagata(1967)测定结果比较．褐飞虱对有机磷类的抗性倍数为3.22-16．12倍,对氨基甲酸酯类为5．59-9．12倍;白背飞虱对有机磷类的抗性为48．90-208.16倍．对氨基甲酸酯类为3．29-19．50倍．抗性发展速率明显高于褐飞虱。两种飞虱对菊酯类药剂的敏感性差异较大。抗马拉硫磷的褐飞虱种群对二氯苯醚菊酯表现较高交互抗性。     

水稻白背飞虱、褐飞虱取食动态研究

白背飞虱Sogatella furcifera(Horvāth)和褐飞虱Nilaparvate lugens(St1)在水稻上混合发生,以口针刺入维管束组织吸食汁液,并排出蜜露。对褐飞虱的吸食和排蜜露,Suenaga(1959)、Sogawa(1970)、Sogawa和Cheng(1979)、Heinrichs等(1981)、顾秀慧等(1987)、都健等(1991)均有研究报道,但白背飞虱的取食报道很少,两种飞虱种群的系统取食动态未见报道。本文于1987年采用茚三酮法,同时逐日测定白背飞虱和褐飞虱所排的蜜露量,以蜜露的多少来表示相对取食量,分析取食动态,为制订防治对策,调整防治适期,合理评价和利用抗性品种提供科学依据。     

褐飞虱、白背飞虱的种内和种间效应

在室内条件下研究了褐飞虱,白背飞虱在3种类型水稻稻苗上的种内密度效应和种间互作效应,结果表明：在6－24头／盆若虫和2－6对／盆成虫的接虫密度范围内,褐飞虱,白背飞虱的种内密度效应均较弱,其中尤以褐飞虱的种内密度效应更弱,种内密度效应与水稻品种有关,在秀水11和协优9308上,白背飞虱的种内密度效应相对较强;褐飞虱在浙852和协优9308上表现一定的密度效应;褐飞虱和白背飞虱共存时种间在互利关系,其中尤以对白背飞虱有利,主要表现为两种飞虱的若虫存活率,成虫短翅率,单雌每天产卵量和后代虫孵化率在混合饲养时比一种飞虱单独饲养时均有不同程度的提高。     

中国南宁和越南褐飞虱不同地理种群比较

比较了我国南宁、越南河内、河静、顺化、胡志明市、九龙江6个褐飞虱地理种群的差异.结果表明:南宁、河内、河静、顺化的褐飞虱种群能致害含Bph1和bph2抗虫基因的水稻品种,而越南胡志明市、九龙江褐飞虱种群的致害能力更强,对含Bph1、bph2、Bph3、bph4抗虫基因的水稻品种均表现为致害或强致害;南宁、河内、河静、顺化褐飞虱若虫在水稻品种TN1、Mudgo、ASD7上的存活率均在52％以上,在Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的存活率均低于44％;胡志明市、九龙江褐飞虱若虫除了在Rathu Heenati上的存活率低于50％外,在其他品种上的存活率都在50％以上.南宁、河内、顺化褐飞虱若虫在TN1、Mudgo、ASD7上的发育历期显著短于在Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的发育历期;河静褐飞虱若虫在TN1、Mudgo、ASD7上的发育历期与在Rathu Heenati、Ptb33上的发育历期差异不显著.胡志明市褐飞虱若虫在TN1、ASD7上的发育历期显著短于在Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的发育历期;九龙江褐飞虱若虫在TN1、Mudgo、ASD7、Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的发育历期差异不显著.选择性试验表明,接虫192 h后,南宁、河内褐飞虱若虫在Rathu Heenati、Babawee、Ptb33上的虫口密度显著低于在TN1、Mudgo和ASD7上的虫口密度;河静褐飞虱若虫在Babawee上的虫口密度显著低于在TN1、Mudgo上的虫口密度;顺化、胡志明市褐飞虱若虫在Babawee上的虫口密度显著低于在TN1、Mudgo、ASD7、Rathu Heenati上的虫口密度;九龙江褐飞虱若虫在Babawee、Ptb33上的虫口密度显著低于在TN1、ASD7上的虫口密度.本研究发现,我国南宁褐飞虱田间种群与越南河内、顺化、河静(属于越南中部及北部地区)的褐飞虱田间种群致害性相似,从而为“越南中北部是褐飞虱迁入我国的虫源地”提供了新的证据.     

华中地区五种水稻品种对褐飞虱生活史和种群动态的影响

【目的】通过研究华中地区5种主栽水稻品种对褐飞虱Nilaparvata lugens (St?l)生活史和种群动态的影响,评价褐飞虱个体和种群对5种水稻品种的取食适应性特征,为华中地区主栽水稻的应用推广和褐飞虱的防控提供数据参考。【方法】利用两性生命表理论,研究华中地区5种水稻("深两优3117"、"金优957"、"齐两优908"、"丰优989"、"汕优63")对褐飞虱生活史参数的影响,并用软件模拟5种水稻喂饲下褐飞虱种群动态发生情况。【结果】不同水稻品种对褐飞虱4-5龄若虫的影响最大,取食"齐两优908"后褐飞虱发育历期较其他水稻品种显著延迟(P0.05);"汕优63"和"金优957"饲喂下的褐飞虱产卵量显著低于其它3种水稻品种(P0.05);"齐两优908"喂饲处理下,褐飞虱成活率较其他4种水稻品种显著降低(P 0.05)。褐飞虱在5种水稻品的净增值率(R0)由高到低依次为"丰优989""深两优3117""汕优63""金优957""齐两优908"。【结论】华中地区5种主栽水稻品种,"齐两优908"对褐飞虱成活率具有显著的降低效果;褐飞虱取食"丰优989"和"深两优3117"后种群净增值率最高。     

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。     

褐飞虱致害性变异过程及其体内酶的变化

在室内连续用具不同抗虫基因的水稻品种TNl、IR26、Mudg。和ASD7、单管饲养褐飞虱(Nilaparvata lugens)种群,研究它对抗虫水稻品种的适应过程及其体内酶的变化规律。 结果表明：褐飞虱在抗虫品种上取食2代的若虫存活率、若虫历期和短翅成虫体重均明显比取食感虫品种TNl的低,第3代以后与取食TNl者基本相同。第2代是褐飞虱适应抗虫品种的关键期。天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)和丁-谷氨酰基转移 酶(GGT)的活性在关键的第2代最低,而超氧物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的含量增加。褐飞虱在适应抗虫品种以后体内天冬氨酸氨基转移酶活性明显提高。     

the differentiation of amino acid requirements in three host‐related populations of the brown planthopper,nilaparvata lugens (stål)*

Abstract In order to understand the differentiation of amino acid requirments in host‐related populations of the brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens (Stål), we established three BPH populations by separately maintaining them on three rice varieties, i.e. TN1 (common susceptible control), Mudgo (containing resistant gene Bph 1) and ASD7 (containing resistant gene bph2) for over 30 generations, and then reared them on 20 holidic diets, each with distinct overall amino acids and ratio of essential amino acid (EAA) to nonessential amino acid (NEAA). The emergence rate, brachypter rate, nymphal duration and weight of newly molted adults were evaluated and compared. The results showed significant difference among the three populations in the effect of amino acid variation on BPH performance, ascending in an order of Mudgo population ASD7 population > TN1 pupulation. The results also indicated that the required optimum concentrations of overall amino acids by BPH populations on Mudgo and ASD7 were 4.0% ‐4.8% and 4.0%, respectively, higher than that of TN1 population (2.4% ‐ 3.2%). In addition, it was found that Mudgo and ASD7 populations were more sensitive to the concentration of EAAs than TN1 population. We propose that there is substantial differentiation in responses to dietary amino acid conditions among different host‐associated BPH populations and that such differentiation may be closely related to the induced virulence shift on resistant rice varieties.     

白背飞虱取食抗虫品种过程中体内保护酶和自由基的变化

白背飞虱取食抗虫品种过程中自由基含量显增加,在取食18小时后达最高值,以后开始下降,在取食中抗品种N22和高抗品种Ptb33时,虫体内SOD和CAT活性明显增加,且起着主要作用,POD作用不明显;白背飞在抗虫品种上连续饲养一至二代后,体内保护酶活性逐渐接近于感虫品种,基本明确了白背飞虱取食抗虫品种过程中体内保护酶和自由基的变化规律。     

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.     

不同虫源和致害性的褐飞虱体内共生菌的种群动态

通过对不同地理种群和致害性的褐飞虱体内共生菌,在高温和抗性水稻品种作用下的种群动态研究表明,在正常湿度下褐飞虱体内共生菌的数量随若虫的生长发育而增加,5龄若虫期是共生菌增长的关键期;同一种群的褐飞虱秋季共生菌数量明显高于夏季。广西田间种群的短翅雌虫体内的共生菌数量显高于浙江省的杭州和龙游种群,经高温处理后,3个生物开共生菌数量均显减少,但其子代共生菌的数量在正常温度下马上恢复,与未经高温处理的褐飞虱共生菌数量基本相同,取食抗性品种的生物型1和田间种群的褐飞虱体内的共生菌数量均明显减少,取食抗性品种的第2代的共生菌又均比第1代少。这说明高温对共生菌的影响是暂的,而抗性品种的对共生菌的作用与褐飞虱种群对品种的适应性有关。     

迁人江淮稻区褐稻虱生物型跟踪监测及分析

该文对近年来褐稻虱迁入虫源的性质进行了探讨,结果表明迁入的虫源在鉴别品种Mudgo上的致害力,生存率、取食量和原始的种群生物型I没有明显的差别;两者在酯酶同工酶谱带数目和RF值也没有差异。迁入的虫源在田间抗性品种上明显表现虫量少。因此,迁入江淮稻区虫源仍是种群生物型I。人工在Mudgo上诱导产生的生物型1再回到感性品种上连续饲养8代,其对Mudgo的致害性降为1.O级,表明了褐稻虱生物型的不稳定性。     

THE VIRULENCE CHANGE AND DAMAGE CHARACTERISTICS OF VARIOUS GEOGRAPHIC POPULATIONS OF BROWN PLANTHOPPER*

Abstract The virulence change and damage characteristics of brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens Stal, populations collected from Guangxi, Yunnan and Zhejiang Provinces were studied by using various resistant rice varieties. The results indicated that the Zhejiang population could successfully infest varieties IR26 and Mudgo, showing the characters of BPH biotype 2 after 1989. The Guangxi population, however, could adapt the resistant varieties IR26, Mudgo and ASD7 after 1991. In 1997, the nymphal survival indices of Guangxi and Yunnan populations on Rathu Heenati (Bph3) were up to 70. 9 and 66. 7 respectively. This may imply that the BPH populations in Guangxi and Yunnan have shifted into a new biotype. In free-choice test, there was obvious difference in the feeding preference of nymphs and adults of Zhejiang population, the adult preferred to feeding on resistant variety IR26 and the nymphs chose the hosts randomly. Under 26 C and L12: D12, the nymphal duration of Zhejiang population was the longest in the three tested populations. For Guangxi population, the nymphal duration on ASD7 was significantly longer than on TN1, although it could infest resistant variety ASD7. The nymphal survival rate of Zhejiang population fed on IR26 was higher than those fed on TN1 and ASD7. On varieties IR26 and ASD7, an obviously higher nymphal survival rate was observed in Yunnan population as compared to those of Zhejiang and Guangxi populations. These results indicate that difference in virulence and damage characteristics could be found in different geographical populations of BPH.