RNAi和取食不同品种水稻后白背飞虱多铜氧化酶4基因的表达差异及生物学效应

【目的】分析RNAi及取食不同品种水稻后白背飞虱Sogatella furcifera多铜氧化酶4(multicopper oxidase 4, MCO4)基因的表达差异和生物学效应,以期为该基因的功能研究提供理论依据。【方法】通过生物信息学技术方法分析白背飞虱MCO4基因的核苷酸和氨基酸序列;利用RNAi技术沉默白背飞虱3龄若虫的MCO4基因,检测显微注射法和饲喂法的沉默效率,研究该基因被干扰后对白背飞虱3龄若虫存活率的影响;白背飞虱成虫取食不同抗性水稻品种24 h后,采用RT-qPCR检测其体内MCO4基因表达量的变化,并统计其体重。【结果】白背飞虱MCO4基因的核苷酸序列全长为2 166 bp,编码721个氨基酸。显微注射法进行MCO4基因的RNAi可成功沉默白背飞虱的MCO4基因,且沉默效率远高于饲喂法。MCO4基因被RNAi沉默后白背飞虱3龄若虫存活率显著低于正常若虫的。与取食水稻感虫品种TN1相比,取食水稻抗虫品种IR26的成虫MCO4基因表达量显著增加,且成虫体重显著降低。【结论】显微注射法可以更好地干扰白背飞虱MC04基因的表达。沉默MCO4基因对白背飞虱3龄若虫的存活率有显著影响,我们推测MCO4基因在白背飞虱取食水稻中具有重要的作用。     

水稻品种对白背飞虱种群增长的影响

白背飞虱在不同类型水稻品种上的分布、趋性、发育和繁殖力是不同的。它喜欢在杂交稻（汕优6号）上生活和繁殖,取食后成虫寿命最长,取食量、产卵趋性、产卵量、田间虫量均最大,种群增长快;在粳稻上却相反;常规灿稻和糯稻介于二者之间。在同一类型品种中,抗虫品种比感虫品种在上述特性方面差异明显。说明抗虫育种和种植抗虫品种是对该害虫综合治理的一项关键技术。     

水稻-白背飞虱-拟水狼蛛食物链中生物量流动的定量研究

采用荧光物质示踪技术对早稻稻田生态系统中的水稻-白背飞虱拟水狼蛛食物链在抽穗期与乳熟期中营养物质流动进行了定量测定。结果表明: 在所施荧光示踪物质3种质量浓度20、50、100 mg/L中,水稻、白背飞虱、拟水狼蛛的荧光物含量［μg/鲜重(g)］随所施荧光物浓度的增加而增加,浓度组间差异达到显著水平,呈现出较为稳定的规律性。早稻抽穗期每头白背飞虱每24 h取食水稻0.0636 g,平均每头拟水狼蛛每24 h捕食白背飞虱0.0336 g,约6～7头;在早稻乳熟期每头白背飞虱每24 h取食水稻0.0155 g,平均每头拟水狼蛛每24 h捕食白背飞虱0.0416 g,约16头。结合田间调查数据分析,抽穗期白背飞虱危害低于乳熟期,差异显著;两个水稻生育期3～4龄拟水狼蛛的控虫力差异显著,乳熟期高于抽穗期。     

南方水稻黑条矮缩病对褐飞虱和白背飞虱体内三种保护酶活性的影响

为探寻植物感染病毒病后对刺吸性害虫体内生化酶活性的影响,本文研究了感染南方水稻矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)的水稻对褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera成虫及若虫体内三种保护酶活性的影响。结果表明,取食染病水稻的白背飞虱和褐飞虱成虫及若虫体内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性均随取食时间的延长而增加。在带毒水稻上取食12 h后,白背飞虱成虫、褐飞虱成虫、若虫体内SOD活性与对照比差异不显著外,其他均显著高于对照;取食24 h后,白背飞虱若虫体内SOD、POD活性和褐飞虱若虫SOD活性虽高于对照但未达显著水平;取食5 d后,白背飞虱若虫、褐飞虱成虫、若虫POD活性未达显著外,其他均显著高于对照。以上研究结果可为进一步研究植物-病毒-寄主三种之间的关系提供参考。     

白背飞虱在稻田内空 间结构的分析

白背飞虱Sogatella furcifera(Horvth)是我国重要的水稻害虫,有着复杂的空间结构。运用地统计学中的半方差函数对不同季度种植的水稻及其不同生长期中白背飞虱若虫的空间结构进行了分析。结果表明：白背飞虱迁入稻田后,其空间分布为聚集型,且聚集的范围随水稻的生长而增加;白背飞虱田间种群空间结构的局部不连续程度较小,空间相关范围为17.3?m到60?m,或大于样地直径。白背飞虱在早稻田中的种群密度和空间相关范围小于晚稻田。空间分布模拟图能较好地反映白背飞虱若虫在田间的具体分布情况。     

运用电子记录技术检测白背飞虱田间种群致害性

运用电子记录技术和蜜露量测定法,对浙江富阳和安徽长丰的白背飞虱田间种群进行了致害性检测.结果表明,在2、4和6h3种记录时间处理下,在感虫对照水稻品种TaichungNative1(TN1)和高抗白背飞虱水稻品种RathuHeenati(RHT)上,韧皮部取食时间的TN1/RHT比值相对稳定,将2h确定为电子记录检测白背飞虱田间种群致害性的较短记录时间.富阳的白背飞虱田间种群在N22(Wbph1)、ARC10239(ARC,Wbph2)、ADR52(Wbph3)、N'DiangMarie(ND,Wbph5)上分泌的蜜露量之间没有显著差异,且均显著低于在TN1上的;在ARC和ADR52上的韧皮部取食时间也没有显著差异,同时显著地短于在TN1上的.长丰的白背飞虱种群在N22和ARC上的蜜露量没有显著差异,在ADR52和ND上的蜜露量也不存在显著差异,但在前2个品种上的蜜露量显著高于后2个品种,在ADR52上的韧皮部取食时间(22.3min·2h^-1)也显著地短于在ARC上的(49.8min·2h^-1).浙江富阳的白背飞虱田间种群没有发生致害性的变化,而安徽长丰的白背飞虱田间种群则对N22和ARC产生了一定的适应性,有致害性变化的趋势.电子记录技术为快速、准确检测白背飞虱种群致害性及监测其变化提供了一种新的手段.     

几个粳稻品种抗白背飞虱的研究

本研究用苗期群体鉴定法对若干水稻品种进行了抗白背飞虱(Sogatella furcifera)比较测定,并探讨籼、粳稻品种抗性差异和粳稻抗性性质.结果指出:在供试“80079”,“中国91”、“盐粳2号”等粳稻品种上,白背飞虱生物学表现明显不同.粳稻抗性可分两类:(1)“80079”对白背飞虱取食、生存、发育没有抗生作用,对种群为害还表现有耐虫性;(2)“中国91”、“盐粳2号”对白背飞虱取食、生存、发育没有抗生作用,但却有一定的拒产卵机制,对种群为害还兼有耐虫性,从而能有效地抑制白背飞虱种群的建立.     

水稻生育期对褐飞虱和白背飞虱卵巢发育及起飞行为的影响

研究了取食分蘖初期、拔节期和孕穗抽穗期稻株上的褐飞虱和白背飞虱成虫的卵巢发育和起飞情况。其中,水稻生育期对褐飞虱的影响相对较小,不同生育期稻株上试虫的卵巢发育级别羽化后的4d内均无显著差异,羽化后第5天的褐飞虱在孕穗抽穗期卵巢发育最快,分蘖初期最慢,拔节期居中。褐飞虱的起飞率在各个生育期均无显著差异。白背飞虱卵巢发育、起飞率均受水稻生育期的显著影响,在水稻分蘖初期,卵巢发育最快,孕穗抽穗期则卵巢发育最慢,拔节期居中,水稻分蘖初期,起飞率最低,孕穗抽穗期起飞率最高,拔节期居中。结果表明,水稻生育期对两种飞虱卵巢发育和起飞行为的影响明显不同。认为水稻生育期对两种飞虱卵巢发育与起飞行为的不同影响,应是水稻田间白背飞虱发生较早、褐飞虱发生较晚的一个重要原因。     

褐飞虱和白背飞虱的取食为害对水稻营养生长的影响

对塑料钵栽培的水稻进行罩宠试验,研究了褐飞虱和白背飞虱在不同若虫密度下取食为害对水稻营养生长的影响．结果表明,两种飞虱的成虫干重、水稻叶面积和其地上部干重因若虫密度的增加而下降．叶片干重占地上部干重的比例和稻株分配给叶片干物质量随为害程度的加重而增大;褐飞虱和白背飞虱总干重（X）与稻株地上部损失量（Y）之间存在着极显著的线性关系．两种飞虱干重每增加1mg,水稻地上部干重则分别损失26.01mg和21．90mg．讨论了稻飞虱取食为害对水稻致害的可能机制．     

白背飞虱的再迁飞能力

通过室内模拟试验研究了白背飞虱经过一次远迁降落、取食不同水稻品种后的再迁飞能力。根据吊飞试验的持续飞行时间可将白背飞虱种群划分为居留型(<30 min)、迁飞型(≥30 min)、远迁型(>420 min)和再迁飞型(第二次吊飞持续飞行时间 ≥30 min)。在所测的558头白背飞虱中,再迁飞型的比率为5.7%;而在112头迁飞型个体中,再迁飞的比率为28.6%。取食不同品种的水稻对白背飞虱的飞行能力和再迁飞能力有显著影响。取食感虫水稻的白背飞虱飞行能力和再迁飞能力较强,再迁飞的比率也较高 (>5%)。吊飞前后取食常规稻与耐虫品种组合的飞虱的再迁飞时间则较短,再迁飞比率也较低;但吊飞前后均以耐虫品种饲喂的个体,反而也表现出较高的再迁飞比率和中等水平的再迁飞时间。而且,第一次飞行360 min以上的个体具有较强的再迁飞潜力。交配只对6日龄雌虫和2日龄雄虫的飞行能力有显著影响。     

水稻品种诱导白背飞虱药剂敏感性及其相关酶活性变化的研究

白背飞虱雌成虫取食N22后,对马拉硫磷敏感性随取食天数增加呈增高趋势;而对叶蝉散的敏感性变化则正相反,在取食N22 1天后酯酶／羧酸酯酶即表现高水平的诱导活性,尔后随取食时间延长而降低,取食抗褐飞虱品种ASD7后,其体内酶活及对药剂抗性呈升高趋势。不同水稻品种中总酚含量以N22显著为高,相关分析表明,水稻叶鞘中的酚类物质可能是品种影响飞虱药剂敏感性的主要因素之一,因此,在生产实践中,适宜的杀虫剂与飞虱抗性品种应协同使用,以充分发挥各自的有效作用。     

不同水稻品种上白背飞虱取食行为的EPG分析

【目的】为探明不同水稻品种（丰源优272、R9810-T、华恢1号、明恢63、麻糯谷和Rathu Heenati）对白背飞虱Sogatella furcifera的抗性差异机理,利用刺吸电位技术(electronic penetration graph, EPG)记录了该虫在这6个品种三叶期稻苗上的取食行为。【方法】结合特定的EPG波形,考察了9个非韧皮部指标和22个韧皮部指标。【结果】在总记录时间8 h内,白背飞虱在品种Rathu Heenati上非刺探波np的总时间最长,其次是麻糯谷上非刺探波np的总时间,这两者间差异显著且都显著地长于其他4个品种的np总时间(P<0.05);该虫在Rathu Heenati上路径波Nc的总时间为8 523.41 s,是感虫品种明恢63 Nc总时间的2.24倍;该虫在Rathu Heenati上吸食韧皮部汁液N4-b的总时间显著地比其他品种短(P<0.05)。华恢1号和R9810-T上所有的EPG指标和感虫品种明恢63的EPG指标都没有显著的差异(P≥0.05)。白背飞虱在丰源优272上单次分泌水溶性唾液N4-a的平均时间更长,并伴随长时间的韧皮部取食。【结论】由此推测,品种Rathu Heenati可能存在不利于白背飞虱取食的忌避成分,并且在韧皮部外组织和韧皮部组织都存在抗性因子;在麻糯谷上仅存在忌避成分;然而,品种华恢1号和R9810-T可能对白背飞虱不具有明显的抗性;丰源优272可能是比明恢63更为感虫的品种。结合介体昆虫取食行为与传播持久性病毒的关系,这些结果也为利用抗白背飞虱品种控制南方水稻黑条矮缩病提供了参考。     

水稻施硅对白背飞虱刺吸和寄主选择行为的影响

【目的】硅可增强植物对多种植食性昆虫的抗性。本研究旨在了解硅处理对水稻叶鞘硅化程度及其对白背飞虱Sogatella furcifera刺吸和寄主选择行为的影响,以明确施硅增强水稻对白背飞虱的抗性的部分机制。【方法】采用扫描电镜观察施硅水稻的叶鞘硅化程度;利用刺吸电位技术记录白背飞虱若虫刺吸行为;采用笼罩法测定白背飞虱雌成虫栖息和产卵选择性。【结果】与不施硅的对照相比,硅处理(0.16和0.32 g SiO2/kg土壤)增加了水稻叶鞘硅细胞的数量,延长了白背飞虱若虫刺吸行为中非刺探波和路径波的总时间,缩短了取食韧皮部汁液的时间。在选择性测定中,与对照组相比,白背飞虱雌成虫对0.16和0.32 g SiO2/kg土壤处理的水稻的栖息率分别降低48.0%和67.4%,在其上的产卵量分别降低34.8%和46.1%。【结论】施硅增加水稻对白背飞虱的排驱性,阻碍白背飞虱的刺吸行为,因此有助于增强水稻对白背飞虱的抗性。     

感染和未感染南方水稻黑条矮缩病毒的白背飞虱成虫唾液腺转录组比较分析

【目的】白背飞虱Sogatella furcifera是南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)传播的主要介体,其唾液腺在取食和传毒的过程中都发挥着重要作用,本研究旨在通过对带毒与不带毒白背飞虱成虫的唾液腺进行转录组测序,进而比较分析找出差异表达基因,推测出唾液腺中与传毒相关的基因。【方法】利用Ion ProtonⅡ,PGM平台进行带毒与不带毒白背飞虱成虫唾液腺转录组测序,用SOAPdenovo软件从头组装,通过blast X比对进行基因注释。采用Blast2go和Blastall软件对所测基因的GO功能富集和KEGG代谢途径进行分析;釆用RPKM分析差异表达基因。【结果】带毒和不带毒白背飞虱的唾液腺转录组样本的原始数据经过软件处理后分别获得52 062和51 407条unigenes序列(GenBank登录号分别为SRS851833和SRS843978),平均长度分别为639和647 bp。通过NR数据库比对,共18 431个unigenes具有同源序列,与赤拟谷盗Tribolium castaneum的同源序列最多(16.23%)。所有unigenes富集到52个GO类群,240个KEGG信号通路。白背飞虱在感染南方水稻黑条矮缩病毒后,唾液腺有89个unigenes序列的表达发生变化。【结论】本研究通过比较分析带毒与不带毒白背飞虱唾液腺转录组样本后,发现有部分基因序列的表达存在差异,这些基因序列可能和病毒与载体的互作有关。转录组数据的获得为研究与取食和传毒相关的基因提供了有用的信息,从而在分子水平上为后续研究白背飞虱与SRBSDV互作机制奠定基础。     

草地贪夜蛾对水稻和玉米的取食和产卵选择性与适合度

【目的】明确草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对寄主植物水稻和玉米的取食和产卵选择性与适合度,进而分析草地贪夜蛾对水稻的为害风险。【方法】采用自由选择法,测定草地贪夜蛾对水稻和玉米的取食、产卵选择性。调查取食水稻和玉米苗的草地贪夜蛾的生长发育、存活率、繁殖力的差异,用种群增长趋势指数(I)评价水稻对草地贪夜蛾的适合度。【结果】草地贪夜蛾对水稻和玉米的取食和产卵选择性存在显著差异。接虫后2-48 h,幼虫对玉米的取食选择率随时间延长而逐渐增加,而幼虫对水稻的取食选择率随时间延长而逐渐降低;接虫后48 h,2龄幼虫和4龄幼虫对玉米的取食选择率分别为93.06%和59.72%,分别是对水稻的取食选择率的66.95倍和21.48倍。自由产卵6 d,在玉米上的产卵量是在水稻上的8.64倍。与取食玉米苗的相比,取食水稻苗的草地贪夜蛾幼虫发育历期延长,卵孵化率、幼虫存活率、化蛹率和成虫羽化率均显著降低,雌性比率下降,雌成虫寿命显著缩短,单雌产卵量显著减少。取食玉米苗的草地贪夜蛾的种群增长趋势指数(I)为165.93,其在水稻上的相对适合度为0.21。【结论】相较于水稻,草地贪夜蛾在玉米上表现出更高的适合度,其偏好在玉米上取食和产卵。水稻不是目前侵入我国的草地贪夜蛾的嗜食寄主,但其可以通过取食水稻幼苗正常生长发育并完成生活史,在其种群密度较大、嗜食寄主植物缺乏时存在转移为害水稻的潜在风险。     

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。     

食料条件对稻茎毛眼水蝇种群增长的影响

1994-1995年对稻茎毛眼水蝇在水稻四个生育期(苗期、分蘖期、孕穗期、齐穗期)上的生命参数进行了研究。结果表明：水稻生育期对卵和蛹历期、存活率以及成虫寿命无明显影响,但幼虫取食不同生育期水稻后,其存活率和成虫繁殖力有显的差异,幼虫存活率和成虫繁殖力大小依次为取食孕糖期幼穗>分蘖期叶片>苗期叶片>齐穗期叶片。     

白背飞虱为害对水稻产量的影响及防治指标的研究进展

白背飞虱近年来已逐步上升为我国水稻上的最重要害虫之一。该文综述了白背飞虱以不同虫口密度、在水稻不同生育期、危害不同类型水稻品种和与其他病虫害复合危害对水稻产量的影响 ,以及允许产量损失率和各地制定的防治指标 ,并建议了进一步的研究内容。     

白背飞虱对不同抗虫性稻株糖类物质的利用

本文通过对白背飞虱Sogatella furcifeta Horvath在不同苗龄抗虫品种Rathu Hee nati(简称RHT)和感虫品种Taichung Native 1(简称TNl)稻株上的取食反应,对摄入食物中糖类的利用和体内葡糖苷酶的活性变化,以及对稻株含糖量的分析,初步探讨了白背飞虱对稻株糖类物质的利用。白背飞虱在抗虫、感虫品种上的取食均随稻株苗龄的增长而降低,沮不管品种的抗虫性如何,稻株内的总糖量却随稻株苗龄的增加而上升。高效液相色谱分析飞虱分泌的蜜露结果表明,在RHT上分泌的蜜露里,蔗糖和果糖的含量明显地低于在TNI上分泌的。由此推测白背飞虱从RHT稻株韧皮部中吸食的汁液较从TNI中的少,但利用率高。取食RHT后的白背飞虱,体内的葡糖苷酶活性明显地较取食TNl后的低,并与飞虱体重的变化呈正相关。在白背飞虱体内可能存在着两种独立的、可控制食物的摄入及摄入食物的消化和吸收的机制。     

白背飞虱种群动态研究

白背飞虱种群动态包括迁入虫量、稻型、品种、气候等方面。白背飞虱种群数量与迁入虫量呈显著相关;成虫取食杂交稻的繁殖力显著大于取食常规稻的繁殖力,各代成虫的繁殖力亦有显著差别,表现出第一代>迁入代>第二代,在低密度虫口下,成虫繁殖力无显著的差异;白背飞虱在抗虫品种上难以形成危害种群;根据气候对白背飞虱种群发生数量的影响,划分为三类气候发生型,即低温阴雨轻发型,偏暖多雨中发型,温暖少雨重发型,对主害代种群发展起抑制作用的是6月降水强度。