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。     

水稻褐飞虱抗性基因研究进展

随着全球性气候变暖以及稻作区耕作栽培措施的改变,稻褐飞虱已成为严重危害水稻产量的害虫之一.综述当前水稻褐飞虱抗性基因的定位、克隆以及抗性机制的最新研究进展,并对抗褐飞虱水稻育种的利用现状作报道.     

药用野生稻抗褐飞虱基因的RAPD标记研究

以药用野生稻1665(O.officinals)和栽培稻桂99远缘杂交的抗褐飞虱近等基因系B3F4分离群体为材料,利用随机引物对其抗褐飞虱基因进行了RAPD标记研究,获得3个与抗褐飞虱基因表现连锁的RAPD分子标记(S229703、S403783和S11591408)。采用MAPMAKER/EXP.Version 3.0分析,结果表明3个RAPD分子标记与抗褐飞虱基因属于同一连锁群,覆盖大小为18.1cm,标记间平均距离为4.53cm,为下一步水稻抗褐飞虱基因的精确定位和克隆奠定坚实的基础。     

水稻新品种大粒香抗褐飞虱测定及性状分析

本对新育成的水稻品种大粒香,进行室内和田间的抗虫测定及农艺性状观察和品质分析．结果表明,大粒香对褐飞虱和白背飞虱都有很强的抗性,同时具有优质,味香、高产的特点,可在生产上大面积推广．     

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．     

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SCAR标记的获得

采用282个随机引物对药用野生稻1665和栽培稻桂99远缘杂交的抗褐飞虱近等基因系B3F4分离群体的不抗池DNA和抗池DNA进行了特异性RAPD标记筛选,从中筛选到一个具有明显的特异性扩增带谱的RAPD标记S1159,序列分析表明,S1159序列长度为1408bp,与基因库中已报道的水稻第四号染色体的BAC克隆(编号OSJNBa0070O11)序列(67114-69100)有51.86%的同源性。为了提高所找到的RAPD标记S1159在应用上的稳定性,将RAPD标记转化为SCAR标记检测近等基因系群体,结果表明与RAPD标记结果一致,说明该研究得到的RAPD标记具有较好的稳定性和重复性,为进一步的研究打下了良好的基础。     

利用SSR定位籼稻品种Kaharamana中抗褐飞虱基因Bph9

褐飞虱是危害水稻生产最重要的害虫之一,利用寄主抗性被认为是防治褐飞虱最经济而有效的方法。斯里兰卡水稻品种Kaharamana对东亚和东南亚的褐飞虱种群均表现抗虫性,利用分子遗传学的方法对其携带的Bph9基因进行了SSR定位。所用的遗传群体为来源于Kaharamana和02428的含有180个单株的F2分离群体,每个F2单株套袋自交获得F2：3家系。利用苗期集团鉴定埘F2：3家系进行抗褐飞虱鉴定,以推测相应F2单株的基因型。连锁分析表明,Bph9位于第12染色体上的两个SSR标记RM463和RM5341之间,分别与之相距6．8cM和9．7cM。该标记有助十将Bph9用于分子标记辅助选择育种研究。     

抗感吡虫啉褐飞虱在抗虫水稻品种上的适合度比较

建立抗呲虫啉褐飞虱Nilaparvata lugens(St(a)l)种群和敏感呲虫啉褐飞虱种群在不同抗虫水稻品种(TN1、IR36)上的实验种群生命表,比较了抗感吡虫啉种群在感虫品种TN1上以及在抗虫品种IR36上饲养4代的种群趋势指数(Ⅰ)和适合度的差异.结果表明,在TN1上,抗呲虫啉和敏感吡虫啉褐飞虱种群的种群数...     

福建莆田褐飞虱和白背飞虱发生规律与治理技术

在闽中莆田县,褐飞虱和白背飞虱是水稻的重要害虫。本通过系统监测．揭示这两种飞虱在当地的发生规律,并从品种、气候、天敌等因素分析其发生原因。同时就采用抗虫品种、高效低毒新农药、讲究科学用药、保护利用天敌资源等措施进行综合治理作了探讨。     

Production of Transgenic Rice Homozygous Lines with Enhanced Resistance to the Rice Brown Planthopper

Mature seed‐derived callus from an elite Chinese japonica rice (Oryza sativa L.) cv. Eyi 105 was cotransformed with two plasmids, pWRG1515 and pRSSGNA1,containing the selectable marker hygromycin phosphotransferase gene (hpt), the reporter β‐glucuronidase gene (gusA) and the snow‐drop (Galanthus nivalis) lectin gene (gna) via particle bombardment. After two rounds of selection on hygromycin‐containing medium, resistant callus was transferred to hygromycin‐containing regeneration medium for plant regeneration. Twenty‐six independent transgenic rice plants were regenerated from 152 bombarded calli with a transformation frequency of 17%. Seventy‐three percent of transgenic plants contained all three genes, which was revealed by PCR/Southern blot analysis. Thirteen out of 19 transgenic plants containing the gna gene expressed GNA (68%) at various levels with the highest expression being approximately 0.5% of total soluble protein. Genetic analysis confirmed Mendelian segregation of transgenes in progeny. From R2 generations with their R1 parentplants showing 3:1 Mendelian segregation patterns, we identified three independent homozygous lines containing and expressing all three transgenes.Insect bioassay and feeding tests showed that these homozygous lines had significant inhibition to the rice brown planthopper (Nilaparvata lugens, BPH) by decreasing BPH survival and overall fecundity, retarding BPH development and reducing BPH feeding.This is the first report that homozygous transgenic rice lines expressing GNA, developed by genetic transformation and through genetic analysis‐based selection, conferred enhanced resistance to BPH, one of the most damaging insect pests in rice.     

利用抑制消减杂交分离受褐飞虱取食下调的水稻基因

为了分离受褐飞虱取食抑制的水稻基因,采用抑制消减杂交的方法,以正常生长的水稻幼苗为目标群体,以褐飞虱胁迫32 h的水稻幼苗作为对照群体,构建了含200个重组质粒的SSH cDNA文库.随机挑选50个重组质粒进行反向Northern差异筛选后,再经Northern杂交验证,得到2个受褐飞虱取食抑制的基因:一个是Lhca,编码水稻光系统Ⅰ天线蛋白;另一个基因(bpHd002)与肌苷-5'-单磷酸脱氢酶基因有同源性.以BpHd002为探针筛选水稻幼苗cDNA文库分离出该基因的全长cDNA(BpHd002A).其长度为1 285bp,含有一由519 bp组成的完整的阅读框,编码的蛋白质具有两个CBS结构域.     

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.     

Monitoring on Insecticide Resistance of the Brown Planthopper and the White Backed Planthopper in Asia

Annual change in insecticide susceptibility of the long-range migrating rice insects, the brown planthopper (BPH) and the white backed planthopper (WBPH), monitored by topical application was reviewed covering temperate and tropical Asia. Monitoring in Japan revealed consistent increase in topical LD₅₀ of BPH for various insecticides during the period between 1967 and 1983 with small peak in 1979 and abrupt increase occurred in 1984 and 1985 with the highest peak ever observed, and then recovered to the 1979 level and remain unchanged to the present. The WBPH showed no obvious change until 1984 when marked increase in LD₃₀, especially for the organoosphates occurred and gradual increase still continues. In the tropics, recent data on BPH obtained from Vietnam, Thailand and Malaysia shows apparent development of insecticide resistance with remarkable increase in LD₅₀ as compared to the late 1970's data. Present level of insecticide susceptibility is close to those in temperate Asia. WBPH from those tropical zone also showed remarkable increase in LD₅₀ during the last two decades.     

云南野生稻抗褐飞虱评价及其抗性基因鉴定

褐飞虱是水稻生产中最严重的害虫之一,从野生稻中发掘抗虫基因,有利于培育具有抗虫能力强的水稻新品种。该研究通过对云南野生稻进行温室和大田抗虫鉴定以及9个已知抗褐飞虱基因的PCR鉴定,发现云南野生稻对褐飞虱表现出不同程度的抗性,尤其疣粒野生稻和药用野生稻对褐飞虱表现出高抗,可作为抗虫基因发掘的优良抗源材料;不同褐飞虱抗性的云南野生稻中含有的抗褐飞虱基因差异很大,3种野生稻中均不含Bph1和Bph18(t)抗病基因,景洪普通野生稻和元江普通野生稻可能含bph2基因,东乡普通野生稻可能含bph2、Bph15和Bph27(t)基因,疣粒野生稻中可能含bph2和bph19(t)基因,药用野生稻和药用野生稻(宽叶型)中可能含bph2和Bph6基因,药用野生稻F1中可能含bph2、Bph14和bph20(t)基因,药用野生稻F2中可能含bph2和Bph27(t)基因或者其同源基因。该研究为快速发掘利用云南野生稻中的抗虫基因奠定了理论基础。     

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。