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。     

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。     

基因聚合改良杂交稻组合的稻飞虱田间抗性表现

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)是杂交水稻的重要虫害,培育高抗褐飞虱的杂交水稻新组合被认为是目前防治飞虱最有效、经济的方法。本研究以分子标记辅助选择培育的抗褐飞虱杂交水稻为材料,通过苗期和成株期的全生育期田间抗性鉴定,对基因聚合改良杂交稻组合的褐飞虱抗性进行综合评价,结果表明,基因聚合改良杂交稻组合的苗期抗性介于抗和中抗水平,田间虫量在7次调查中均低于800头/百丛,远低于2000头/百丛的防治标准,而对照扬两优6号、两优培九和当地农家品种两优63在8月29日到9月10日飞虱发生高峰期的百丛虫量分别最高达到5400头、2030头和10700头,高于或远高于2000头/百丛的防治标准。改良组合川香29A/华恢1462的产量在通城比对照扬两优6号增产11.8%。上述结果表明抗褐飞虱改良杂交稻新组合能够有效抑制稻田褐飞虱种群数量,节约人工和农药成本,增加水稻产量。     

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...     

褐飞虱侵害对不同抗性水平水稻根部吸收氮、磷、钾的影响

为了解褐飞虱Nilaparvata lugens侵害后水稻抗性水平与根系吸收氮（N）、磷（P）、钾（K）的关系,对不同抗性水平的水稻受褐飞虱侵害后的平均受害水平、植株功能损失指数及水稻吸收水培液营养元素N,P,K情况进行了研究。结果表明：不同水稻品种（TN1、协优63、协优963和超级培矮64S/E32）接种褐飞虱后,TN1受害最严重,协优63和超级培矮64S/E32 次之;受害最轻的是协优963,30头/株侵害后植株功能损失指数仅为0.661。40,60和80头/株侵害水稻后根系对K吸收下降程度最显著,其次为P,最后为N;且随褐飞虱侵害时间的延长（6 d, 9 d）影响愈显著。60头/株侵害TN1、协优63、协优963和超级培矮64S/E32后9 d,根系对K吸收下降率分别为164.11%,74.61%,55.16%和46.60%。由此可见,随水稻品种抗性水平的下降,接种褐飞虱后,水稻根部对水培液营养元素吸收下降程度愈显著。本研究结果可对深入阐明不同抗性水平水稻抗（耐）虫机制与根系吸收能力关系提供参考。     

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.     

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     

利用回交重组自交群体检测水稻抗褐飞虱数量性状基因座

利用由98个系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系（Backcross Inbred lines,BILs）作图群体（BC1F9）,进行水稻抗褐飞虱数量性状基因座（Quantative Trait Locus,QTL）的检测和遗传效应分析。采用苗期集团鉴定方法,并以死苗率作为抗褐飞虱表型值,分析亲本和98个BILs抗褐飞虱表现。共检测到3个苗期抗褐飞虱QTL,分别位于2、10和12染色体上,各QTL的LOD值为2.01～2.33,贡献率为10.4%～16.6%,可解释群体总表型变异的39.0%。这3个数量性状基因座对褐飞虱的抗性均来自抗虫亲本Kasalath。与这些数量性状基因座连锁的分子标记可望应用于聚合多个抗性基因,培育对褐飞虱具有水平抗性水稻新品种的育种实践中。     

不同抗、感水稻品种对褐飞虱肠道菌群的影响

本研究旨在探究取食不同抗性水稻品种对褐飞虱肠道菌群多样性及丰度的影响。将生长一致的3龄褐飞虱若虫分别置于高抗水稻品种RHT、高感水稻品种TN1以及中等抗性水稻品种ZH11,取食1 d和3 d后,分别对褐飞虱肠道进行取样,提取总DNA并通过HiSeq 2500平台对肠道细菌16S rRNA-V4区进行测序。对测序结果进行分析,统计不同样本中肠道微生物操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,并在不同等级的分类阶元上统计细菌组成、丰度及Alpha多样性。对取食3种不同抗性水稻品种的褐飞虱肠道菌群特有及共有OTUs进行统计,并对丰度较高及显著差异菌群进行统计分析。褐飞虱每个肠道样本获得70000余条有效序列,根据序列相似性聚类成一定数目的OTUs。褐飞虱分别取食RHT、TN1、ZH11水稻1 d后的样本中,共有的OTUs数目为213个,特有的OTUs数目分别为424、77和130个。取食3 d后的样本中,共有的OTUs数目为217个,特有的OTUs数目分别为140、162和63个。对不同菌群含量进行分析发现,不动杆菌属Acinetobacter及沃尔巴克氏体属Wolbachia是含量较高的两类优势菌,其中不动杆菌属在取食RHT的褐飞虱肠道中的含量低于取食TN1及ZH11的褐飞虱肠道中的含量。同时,对319个属的细菌物种在分别取食RHT,TN1和ZH11的褐飞虱样本中的含量进行分析,发现了8类差异显著的物种。褐飞虱能够通过改变肠道细菌组成响应不同抗性水稻品种。研究结果为进一步挖掘褐飞虱体内肠道菌群在响应水稻抗性过程以及开发基于微生物资源进行褐飞虱防控提供参考。     

褐飞虱为害对不同抗性水稻品种苗期根系几种营养物质和总酚含量的影响

本文以对褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)具不同抗性水平的水稻品种为研究对象,通过在苗期接入不同密度褐飞虱后测定水稻根系可溶性糖、游离氨基酸、可溶性蛋白质和总酚变化情况,以明确水稻抗虫性与根系生理生化物质含量的关系.研究结果表明,根系中的可溶性糖除了苗龄8d不接虫的处理,其余处理均以感虫品种TN1含量最高,显著高于3个抗虫品种IR36、Rathu-Heenati(RHT)、Ptb33.各苗龄不同接虫密度TN1根系游离氨基酸及可溶性蛋白质含量均显著高于3个抗虫品种.各苗龄不同接虫密度TN1根系总酚含量均显著低于3个抗虫品种,以Ptb33总酚含量最高,各处理均显著高于IR36及RHT.结果可为进一步开发利用根系指标优良的抗性水稻品种提供科学依据.     

水稻褐飞虱综合治理研究与示范——农业公益性行业专项“水稻褐飞虱综合防控技术研究”进展

针对我国褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)近年来严重为害及其对当家农药品种抗性急剧上升的现状,本项目在华中、华南、华东地区等代表性地区开展褐飞虱灾变规律、抗虫品种培育、抗药性监测及复配农药新剂型开发、生态治理新技术研究、预测预报技术、可持续治理技术集成与示范研究。结果表明:越南、老挝等境外虫源地及我国华南、长江中下游等地田间褐飞虱种群仍以2型为主,3型次之。田间小气候是褐飞虱逃避高温的关键因素,褐飞虱在上午气温升高时大量向温度较低的水稻基部20cm范围内转移以逃避高温,将高温天气造成的不利影响降至最低。不同栽插方式对褐飞虱发生量有明显影响,手栽稻田褐飞虱发生最重,机插稻次之,直播稻最轻。不同水稻品种、N肥施用水平对褐飞虱的发生有明显的影响:超级杂交稻褐飞虱虫口密度明显高于常规杂交稻,高N肥施用量促进褐飞虱的发生,且水稻品种与N肥施用量对褐飞虱发生量的影响有明显交互作用。抗药性监测结果表明:我国褐飞虱对吡虫啉有极高水平抗性(168.1～561.5倍),对噻嗪酮为低到中等水平抗性(4.2～33.1倍),对氟虫腈为敏感性降低到高水平抗性(2.7～67.7倍),对烯啶虫胺与毒死蜱为低水平抗性。筛选出噻虫嗪、吡蚜酮、唏啶虫胺和仲丁威4种高效低毒的防治单剂。研制出3种农药复配新制剂,其中1种新制剂已获得农业部药检所正式登记,且规模化生产,2种新制剂已进入农药登记程序。精细定位水稻抗褐飞虱基因Bph6、Bph7、Bph9、Bph15、BG1222,并找到了它们的近距离共分离分子标记。培育出高产、优质、熟期适宜、含有抗稻飞虱基因Bph14的水稻新品种广两优476。储备了一批聚合多抗稻飞虱基因的水稻亲本材料。研发出在田埂种植芝麻、大豆等天敌诱集植物,增加褐飞虱卵期寄生蜂和捕食性天敌蜘蛛的种群数量的轻简化生态调控技术;研发出对褐飞虱成、若虫取食及雌成虫产卵均有驱避作用的植物提取物混配剂3种;研发出显著提高稻虱缨小蜂对田间褐飞虱卵寄生率的引诱剂1种。建立了褐飞虱环境友好防控技术集成体系,并在湖南、湖北、广东、广西、浙江、江西6省区示范应用,取得了良好的经济、生态、社会效益。     

小麦品种(系)对不同地理种群荻草谷网蚜的抗性

采用田间成株期自然感蚜法和室内苗期接虫法,鉴定12个小麦品种(系)对5个不同地区荻草谷网蚜Sitobion miscanthi(Takahashi)种群的抗性。结果表明,小麦品种(系)室内苗期的抗性表现与田间成株期基本一致;Amigo、KOK、北京837、铭贤169和红芒红对5个地理种群荻草谷网蚜的抗性表现相同,丰产3、中4无芒、JP①、晋麦31、L1、885479-2和小白冬麦对5个地理种群荻草谷网蚜种群的抗性表现则存在差异。研究表明我国荻草谷网蚜对抗蚜作物品种具有致害性分化。     

利用普通野生稻褐飞虱抗性改良水稻恢复系的研究

褐飞虱是我国水稻主要害虫之一,挖掘和利用稻飞虱抗性基因,选育抗稻飞虱的水稻品种是目前防治褐飞虱最科学、安全的一种措施。本研究利用具有高抗褐飞虱显性基因的抗源材料HS204作为抗源供体,以恢复系明恢65、582、MR等作为轮回亲本,通过回交,苗期群体鉴定和成株期农艺性状选择,成功地将高抗褐飞虱基因转育到轮回亲本中,获得45份抗性纯合株系,同时其配合力、米质等其他农艺性状也得到了相应改善。     

Non-specific resistance in brown planthopper resistant indica rice varieties against Plodia interpunctella (Lepidoptera: Phycitidae)

Mechanisms of host plant resistance against insect pests can be manifold. Resistance screenings generally use single target insect pests, but the resistance thus screened may not always be specific to the target insect species. We conducted a test for non‐specific resistance in indica rice varieties with resistance genes against brown planthopper (BPH), by using the Indian meal moth, Plodia interpunctella. The test system was very simple, and only required the non‐pest moth to be reared on rice flour. We compared the survival rate, developmental period and adult weight of the moth on three rice varieties: ‘Nipponbare’, a BPH‐susceptible japonica variety, and ‘Thai Collection 11’ and ‘Pokkali’, two resistant indica varieties. Our results were straightforward and demonstrate that resistance in the two resistant rice varieties is not BPH specific, because development of the moth was retarded and adult body weight was reduced.     

2003-2013年小麦品种(系)抗条锈性鉴定及评价

2003-2013年在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室和甘谷试验站,分别对来自国内35个相关育种单位的冬春小麦品种(系)5001份,其中冬小麦4291份、春小麦710份,进行苗期混合菌、成株期分小种和混合菌抗条锈性接种鉴定,结果表明:全生育期表现免疫近免疫的有兰天31号等479份,高抗的有兰天23号等76份,中抗的有天选49等291份,分别占9.58％、1.52％和5.82％;成株期表现免疫近免疫的有天选50号等840份,高抗的有兰天27号等47份,中抗的有天选52等311份,分别占16.80％、0.94％和6.22％;苗期表现免疫近免疫的有兰天30号等964份,高抗的有天98102等122份,中抗的有00-30等273份,分别占19.28％、2.44％和5.46％.冬小麦有天选49号等914份材料表现全生育期抗病,占18.28％;有97-473等906份成株期表现抗病,占18.12％;有兰天20号等1225份苗期表现抗病,占24.50％.春小麦有定西41号等113份材料全生育期表现抗病,占2.26％;有陇春28号等125份成株期表现抗病,占2.50％;有0109-1等114份苗期对混合菌表现抗病,占2.28％.先后在甘肃天水汪川良种场对相关材料进行成株期抗条锈性评价,结果发现:1154份从小种圃筛选出的抗病材料中,表现抗病的有兰天31号等745份,占64.56％;105份甘肃陇南生产品种中,到2013年表现抗病的仅有兰天28号、中梁31号等30份材料,占28.57％;后备品系中,00-30-2-1、CP04-20、00127-2-3等抗性表现优异;抗源材料中,仅有贵农775、中四、T.Spelta albun、贵协1、贵协3等少数材料表现抗病,重要抗源材料贵农21、贵农22、南农92R、川麦42、Moro从2011年开始在田间表现感病,逐步失去利用价值.其衍生系品种材料如陇鉴9343、天选43号、中梁29号、兰天17号、兰天24号等也在田间逐步感病,条锈病发生流行压力持续增大.     

苗龄、光照强度和施氮量对抗褐飞虱水稻品种主要防御酶活性的影响

为探明苗龄、光照强度和施氮量对水稻主要防御酶活性的影响及其与抗褐飞虱的关系,分别就苗龄、光照强度和施氮量等因子对不同抗褐飞虱水稻品种苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性的影响进行研究。结果表明:IR56、Ptb33和570011对褐飞虱生物型II的抗性与PAL和PPO活性密切相关,RHT对II型的抗性与PAL、PPO和POD活性密切相关,RP1976-18-6-4-2对II型的抗性与PAL活性密切相关,570011对II型的抗性与PAL和PPO活性密切相关;IR56对褐飞虱孟加拉型的抗性与PAL、PPO和POD活性密切相关,Rathu Heenati(RHT)和RP1976-18-6-4-2对孟加拉型的抗性与与PPO密切相关,570011对孟加拉型的抗性与POD活性密切相关。苗龄、光照强度和施氮量的单独作用或交互作用对不同水稻中防御酶活性有明显影响,但品种不同,其影响程度也不同。苗龄、光照强度和施氮量单独或是交互作用显著影响IR56中PAL和PPO、RHT和RP1976-18-6-4-2中PPO、Ptb33中POD及570011中PAL和POD的活性,苗龄显著影响IR56和RP1976-18-6-4-2中POD的活性,光照强度和施氮量单独或交互作用显著影响RHT和RP1976-18-6-4-2中PAL的活性,施氮量显著影响RHT中POD的活性,光照强度显著影响Ptb33中PAL的活性;苗龄和光照强度单独或交互作用显著影响570011中PPO的活性。     

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．