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.     

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。     

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.     

“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.     

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。     

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     

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...     

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。     

褐飞虱越冬温度指标的研究

对褐飞虱各虫态和不同生育期水稻过冷却点的测定及在人工模拟低温条件下耐寒力的比较表明:褐飞虱各虫态的耐寒力明显高于水稻。证明在冬季低温降临后,水稻先行枯萎,褐飞虱在食料缺乏和低温的共同影响下相继死亡。 水稻生存的下限温度在0—-2℃间,可作为褐飞虱在我国越冬的温度指标。据此,对褐飞虱在我国大陆的越冬北界提出了讨论意见。