水稻叶色突变对虫害发生的影响研究初报

为明确叶色标记水稻在生产中可能引起的虫害发生的变化,本试验在使用和不使用农药防治的情况下,以常规品种嘉禾218为对照,对龙特甫B及其2个叶色突变系黄玉B、翠玉B田间虫害情况进行了调查。龙特甫B为正常绿叶籼稻品种,黄玉B、翠玉B全生育期分别表现黄色和翠绿色,在苗期、分蘖期和抽穗期,黄玉B较龙特甫B的叶绿素含量分别下降58.0%, 48.4%和40.8%,翠玉B则分别下降39.5%,36.0%和29.5%。结果表明,秧田期2个叶色突变体上的稻蓟马虫量显著高于其亲本龙特甫B;本田中灰飞虱和褐飞虱的虫口数在不同材料间或差异不显著,或存在显著差异,但没有一定的规律性。但是,2个突变体受稻纵卷叶螟的危害显著轻于龙特甫B,表现为盛发期突变体受稻纵卷叶螟危害产生的虫苞数显著少于龙特甫B,而龙特甫B与嘉禾218之间没有显著差异;相反,2个突变体植株上白背飞虱的虫量显著大于龙特甫B,龙特甫B也显著大于嘉禾218。根据植株的农艺性状和叶绿素含量,以及虫害发生动态变化,笔者推测,造成叶色标记水稻稻纵卷叶螟危害变轻的原因可能与植株叶绿素含量下降,影响幼虫生长发育有关,但引起白背飞虱虫口增加的原因尚需进一步研究。本试验为首次对叶色标记水稻虫害发生情况进行研究,所得结果不但对完善叶色标记水稻生产体系具有指导意义,同时对研究害虫与水稻叶色之间的关系也具有理论价值。     

水稻黄叶突变体黄玉B的碳代谢特性

以黄叶突变体黄玉B及其野生型亲本龙特甫B为材料,对光合色素与可溶性糖含量、RuBP羧化酶(RuBPCase)、蔗糖合成酶(SS)及蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、干物质及有机碳积累量等碳代谢相关指标进行了测定。与龙特甫B相比,黄玉B叶片光合色素含量显著下降,但Chla/b和Car/Chl值显著增高。在分蘖期,黄玉B叶片可溶性糖含量、RuBPCase、SS和SPS活性显著高于龙特甫B,而在开花期均显著降低;开花前黄玉B单株有机碳积累量和干重均显著高于龙特甫B,但开花后则显著低于龙特甫B。这些结果说明黄玉B的碳代谢具有开花前旺盛而开花后缓慢的特性,很大程度上不同于龙特甫B。本研究揭示了黄玉B农艺性状和单株产量表现的碳代谢成因,为其生产应用提供了理论依据。     

水稻黄叶突变体的剑叶衰老与保护酶活性关系的研究

以野生型龙特甫B为对照,研究了其黄叶突变体黄玉B剑叶衰老与抗氧化酶活性的关系。结果表明,在花后5~25d,黄玉B剑叶的叶绿素、蛋白质含量的降低以及丙二醛(MDA)的增加幅度明显比龙特甫B慢,其酶促防御系统的保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性变化小,相对稳定,清除衰老过程中产生的活性氧自由基的能力强。本文还对水稻衰老生理指标判断的方法进行了探讨。     

农田飞虱种类及其灯下群落结构的初步研究

本文报道了广西农田飞虱科种类30属56种(同翅目),其中29种广西尚未记载。稻田区的主要种群是褐稻虱(Nilaparvata lugens),白背飞虱(Soga-tella furcifera),灰飞虱(Laodelphax striatellus)和稗飞虱(Sogatella longi-furcifera),蔗田区的主要种群是甘蔗扁飞虱(Eoeurysa flavocapitata)和中华扁飞虱(Perkinsiella sinensis),灯下飞虱群落结构成分主要由褐稻虱和白背飞虱种群组成,次为稗飞虱、褐背飞虱(Opiconsiva nigra),黑边黄脊飞虱(Toya pro-pinqua neopropinqua),拟褐飞虱(Nilaparvata bakeri)和伪褐飞虱(Nilapa-rvata nuiri)。灯下飞虱群落多样性指数以 9月份最高,数量以 7月份最大,群落的多样性与均匀度是极显著正相关,与优势集中性指标是显著或极显著的负相关     

基于多时相HJ卫星遥感影像的稻纵卷叶螟发生情况监测

以江苏省高邮市汤庄镇2013年水稻田为研究区,以相同时期HJ-1A/1B卫星影像为数据源,提取研究区内水稻全生育期受稻纵卷叶螟危害的归一化植被指数（NDVI）、增强型植被指数(EVI)、近红外反射率（NIR）的光谱特征参数,揭示虫害发生及其演变特征,分析这些光谱特征参数与虫害发生、发展和危害程度之间的关系。结果表明：（1）稻纵卷叶螟虫害发生越严重,光谱特征参数变化越明显;（2）定性分析表明稻纵卷叶螟危害程度与两个田块的光谱特征参数差异均呈正相关关系。（3）对3个衡量指标和水稻卷叶率的定量相关分析表明,DNIR（正常水稻与受害水稻的NIR差值）与水稻卷叶率呈极显著相关（P<0.01）,DEVI（正常水稻与受害水稻的EVI差值）与水稻卷叶率呈显著相关（P<0.05）,而DNDVI（正常水稻与受害水稻的NDVI差值）与水稻卷叶率相关性不明显。可见,利用环境小卫星影像动态监测和预警稻纵卷叶螟的发生发展状况是可行的,可为虫害动态监测提供一种可能的方法。     

稻纵卷叶螟为害水稻的冠层光谱特征及叶绿素含量估算

2017-2018年以南京农业大学农业气象与昆虫生态实验室培养的二龄稻纵卷叶螟幼虫为试验材料,在南京信息工程大学农业气象试验站水稻大田内,设置网罩控制下不同投虫量处理,以无虫量为对照,利用便携式波谱仪和SPAD-502叶绿素仪测定水稻全生育期冠层光谱反射率以及倒一叶叶绿素相对含量(SoilandPlant Analyzer Development,SPAD),分析不同初始虫量条件下、不同生育期水稻冠层的原始光谱、三边参数和SPAD值的变化规律。在此基础上,利用观测光谱中与SPAD值相关性较强的波段,计算基于光谱数据的植被指数和三边参数,并以这两类指数为自变量,建立水稻叶绿素相对含量的回归估算模型。结果表明:(1)稻纵卷叶螟为害下的水稻冠层光谱反射率与对照差异显著(P0.05),其中可见光波段的反射率在分蘖-孕穗期低于对照,在扬花-成熟期高于对照;(2)在近红外波段,表现为虫害处理的反射率低于对照,且随着投虫量的增加反射率呈下降趋势,其中以300头·百株~(-1)(4级)处理近红外波段的反射率最低;(3)随着投虫量的增加,红边位置发生明显"蓝移"。(4)SPAD值随投虫量的增加逐渐降低,4级处理最低;(5)归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、红边归一化植被指数(Red-Edge Normalized Difference Vegetation Index,NDVI_(705))以及红边位置与SPAD值的相关性较好;(6)利用观测光谱数据构建了SPAD单因子估算模型和多元逐步回归模型,其中以NDVI指数模型的估算效果最优,R~2达到0.72,且高于其它估算模型,说明利用水稻冠层光谱参数,建立全生育期稻纵卷叶螟为害下水稻叶片叶绿素相对含量估算模型的方法是可行的,且具有快速、无损的特点,利于实现持续、动态和长期定位观测。     

稻纵卷叶螟发生的气象条件等级预报

通过对桂林地区近5a水稻稻纵卷叶螟发生资料与气象资料进行对比分析,选择影响桂林地区稻纵卷叶螟发生的气象因子(温度、降水、风向、风速、湿度),考虑前期气象条件和虫源数,采用回归分析方法,建立水稻稻纵卷叶螟迁飞的气象条件等级预报模型。模型中的预报对象为气象条件综合等级,分长期和短期预报,将各预报对象和预报因子划分为5级,用当地气象台发布的月、季度及一周天气预报结论,综合分析前期虫源数是否有利,对未来月、季和1~7d逐日影响稻纵卷叶螟迁飞的气象条件等级进行预报。预报业务系统实用性强,逐日预报准确率达到了70%以上,在生产实践中发挥了积极的作用。     

水稻黄叶标记不育系的诱变选育及其应用

用300Gyγ射线辐照Ⅱ-32B干种子,在诱变后代筛选到全生育期黄叶突变体WYB,经多代连续回交转育,育成黄叶标记不育系黄玉A(B),并通过了浙江省科技成果鉴定。经考察,1.黄玉A(B)叶色为明显黄色,对生育进程也有显著影响,表现为植株较矮,稻穗较小,粒重较轻,单株产量较低等;2.遗传分析表明,该黄叶突变性状受一对隐性突变基因控制,且表达稳定,不易受环境影响;3.黄玉A的叶色突变对所配杂种无不良影响,表现为配合力强,所配组合“黄优C23”在金华市区试中产量位居首位,显示出良好的应用前景;4.应用该黄叶标记进行苗期纯度鉴定,不但方法简便、快速,其结果也与常用的国标法(GB/T3543.5-1995)鉴定结果相吻合。     

褐飞虱单克隆抗体的制备及其初步应用

应用杂交瘤技术,制备了4株褐飞虱的单克隆抗体,分别命名为3B2、3B11、3H3和4B8,其只与褐飞虱所有虫态发生反应,不与稻田其它主要昆虫和蜘蛛发生交叉反应,具有高度的特异性,应用4B8初步检测浙江大学华家池校区农场稻田蜘蛛对褐飞虱的阳性反应率,其中拟环纹豹蛛,拟水狼蛛和纵条蝇狮的阳性反应率最高,粽管巢蛛,黑肩绿盲蝽次之,狡蛛较低,而八斑鞘腹蛛,跳蛛,肖蛸和食虫瘤胸蛛未检测到阳性反应,拟环纹豹蛛对4B8的阳性反应率与褐飞虱和拟环纹豹蛛种群密度均极显著相关（r=0.612**,r=0.632**)。     

一个新的水稻温敏感叶色突变体基因定位分析

粳稻品种嘉花1号种子经60Coγ射线辐照后,筛选得到一个温敏感叶色突变体MR20。该突变体的幼苗叶色在较低温度(20℃)下呈黄白色,并随着温度升高叶色由黄白逐渐转绿,其临界温度约为22.5℃,在低温(20℃)和高温(32℃)条件下叶绿素含量也存在显著差异,表明该突变体为低温导致叶绿素合成受阻的温敏感叶色突变体。遗传分析表明该突变体性状受一对隐性核基因控制,暂命名为tsc(t)。以该突变体与籼稻9311杂交的F2群体作为定位群体,利用SSR分子标记将tsc(t)基因初步定位在水稻第3染色体短臂上的分子标记RM231和RM14407之间,其遗传距离分别为1.5cM和0.5cM。随后,进一步扩大F2群体将该tsc(t)基因定位在分子标记MM0541和RM14407之间的约440kb内。     

水稻黄叶突变体光合特性的日变化

对水稻黄叶突变体黄玉B及其亲本龙特甫B孕穗期的光合速率和叶绿素荧光参数的日变化所进行的研究表明:(1)在自然日照条件下,当光强上升到1043.4μmol/m2.s时,野生型出现光饱和点并表现出光抑制现象,而突变体没有出现光饱和点;(2)在野生型出现光抑制阶段(12:00—14:00),突变体的光合速率(Pn)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(фPSⅡ)、非循环光合电子传递速率(ETR)和热耗散(NPQ)均高于野生型。突变体在强光条件下(PFD>1149.2μmol/m2.s)能有效利用光能并耗散过剩光能,其对强光光响应能力优于野生型亲本。     

温度对水稻突变体W1叶色及叶绿素生物合成的影响

本文研究了温度对水稻突变体W1叶色及叶绿素 (Chl)生物合成的影响。W1是温敏型叶色突变体 ,叶色转变的临界温度约为 2 3℃。在高温下 ,突变体W1的Chl和类胡萝卜素 (Caro)含量与对照无显著的差异 ,幼苗呈绿色 ;低温 (1 5～ 2 0℃ )下W1的Chl和类胡萝卜素 (Caro)含量明显较低 ,表现白化。突变体W1白化苗中的Chla和Chlb含量同时下降 ,Caro Chl的比值增大 ,说明该突变体属于不是由Caro降低而导致的总叶绿素缺陷型。白化苗中Chl生物合成的中间产物原叶绿素 (酸 ) (Pchl)、镁原卟啉 (Mg proto)、原卟啉IX(ProtoIX)含量减少 ,而δ 氨基酮戊酸 (ALA)和胆色素原(PBG)大量积累 ,证明突变体W1低温下Chl生物合成卟啉原形成部位受阻     

水稻与慈姑间作栽培对水稻病虫害和产量的影响

合理的间套作种植能够显著降低病虫害的发生,但已有相关研究主要集中在旱地作物种类或旱稻上,而水田环境下水稻间作体系的作物搭配及种植模式研究目前还十分缺乏。本文通过田间对比试验研究了水稻与慈姑间作栽培对水稻病虫害、微环境以及水稻产量的影响效应。结果表明,间作栽培模式对稻飞虱和稻纵卷叶螟无显著的防控效果。但在拔节期和抽穗期期间,间作栽培模式下水稻纹枯病病丛率分别比单作处理低64.3%和88.2%,稻瘟病病叶率在灌浆期和乳熟期显著低于单作,表明间作栽培模式显著降低了水稻稻瘟病和纹枯病的发生。间作栽培模式下水稻叶片POD、SOD和CAT酶活性与单作模式相比出现了不同程度降低,单作模式下水稻较高的病害发生程度可能是导致叶片保护酶活性增高的原因;间作栽培在早午时段降低了水稻叶片表面的空气湿度,且水稻叶片光合有效辐射强度在多数时段均高于单作栽培,说明间作栽培模式改善了稻田小气候环境,有利于降低病菌的滋生和传播;光合气体交换日进程测定结果表明,灌浆期间水稻/慈姑间作栽培模式下水稻叶片净光合速率、蒸腾速率以及气孔导度在日间大部分时段均高于单作水稻,说明间作栽培模式提高了水稻的群体光能利用率以及群体光合效率;间作栽培模式下的土地当量比为1.17,表明水稻与慈姑间作栽培模式不仅能有效控制水稻病虫害的发生,同时能起到良好的增产效果。     

籼型温敏核不育水稻转绿型白化突变体的利用价值研究

本试验对２个由＾６０Ｃｏγ射线辐照产生的苗期白化突变体Ｗ２４和Ｗ２７的叶色转换过程及其稳定性、农艺性状和配合力特征进行了研究。结果表明，２个突变体的叶色突变在不同生长温度下均可表达，叶色特征基本相似。第１￣３张叶片在伸出时表现白化，但在随后的生长过程中逐渐转绿，可转绿叶片的面积，第１叶约为４０％，第３叶约为９０％，第４叶开始表现正常绿色。突变体与亲本２１７７Ｓ的柱头外露率及大多数农艺性状无显差异     

转基因抗虫彩色棉对棉蚜抗性的初步鉴定

将已获得的抗棉铃虫、蚜虫转基因 (Bt GNA)彩色棉纯合品 (株 )系进行了棉蚜抗性评价 ,包括罩笼接蚜试验和田间自然感蚜。结果表明 ,在天彩科技园 ,罩笼内抗虫转基因彩色棉蚜害指数减退率分别比受体对照品种减少 2 1 7%～ 30 43%,蚜体变小 ,蚜重减轻 ;罩笼外有蚜株率和卷叶株率比对照略有下降 ,蚜害指数减退率在 - 1 4 2 9%～ 5 4 1 6%之间。在卡尔墩彩色棉试验基地 ,在罩笼内抗虫转基因彩色棉蚜害指数减退率为 - 33 33%～ 5 8 34%;罩笼外有蚜株率和卷叶株率比对照略有下降 ,蚜害指数减退率在 - 2 7 76%～ 40 0 0 %之间。不同品种间棉蚜抗性有差异。     

一个水稻黄绿叶突变体ygl15的鉴定和基因定位

由籼稻品系杂交后代中发现1个黄绿叶突变体,命名为ygl15。为揭示突变体ygl15叶色变异机制,对其进行了表型鉴定和基因定位分析。结果表明,突变体ygl15从苗期开始表现为黄绿叶,叶片中的叶绿素和类胡萝卜素含量较野生型显著下降,并最终导致其农艺性状受到影响,表现为株高、有效穗数、单株总粒数和单株实粒数显著下降,穗长、每穗粒数和结实率的变化不显著,千粒重略有提高;基因表达分析表明,突变体ygl15叶片中,叶绿素合成和光合系统相关的基因表达上调,但血红素合成相关的基因表达下调或不变。遗传分析表明,ygl15的突变表型受1对细胞核隐性基因控制。以突变体ygl15和中花11杂交的F_2群体为定位群体,经过初步定位和精细定位,将ygl15基因定位在水稻第3号染色体上的分子标记M08124～M08175之间,物理距离约79 kb。本研究结果为进一步克隆ygl15突变基因和研究基因功能奠定了一定的理论基础。     

水稻无叶枕基因克隆及应用研究

本研究报道由早籼品种"广陆矮4号"经60Coγ射线辐射诱变产生的水稻无叶枕突变体Oslg1-3。该水稻无叶枕性状受单隐性基因控制,通过图位克隆的方法将基因定位在第4号染色体,并最终克隆出该基因。除了无叶枕以外,Oslg1-3突变体的叶角即叶片与叶鞘之间的夹角也很小,因而叶片直立,可以用来培育叶片直立型水稻新品种。田间试验分析表明,经过遗传改良的Oslg1-3品系在合理密植的条件下能够显著提高水稻的产量,显示出该突变体材料在水稻育种实践中具有重要的应用价值。