水稻抗褐飞虱遗传和育种研究

综述了水稻抗褐飞虱基因资源的鉴定及其分布特点、水稻抗褐飞虱主基因定位和QTL分析、水稻抗褐飞虱遗传的“基因对基因”关系以及水稻品种对褐飞虱的抗虫机制与褐飞虱对抗虫品种的适应等4个方面的研究进展，同时简述了抗褐飞虱基因的育种利用现状，并对今后抗褐飞虱遗传和育种利用研究作了展望。     

籼型杂交水稻抗褐飞虱育种研究

 对80份籼型杂交水稻恢复系的抗褐飞虱特性鉴定表明,30份材料对褐飞虱抗性达中抗以上水平,其中12份材料的持抗性优于ASD7。将这12份材料的抗级为0～3级、持抗期≥7 d的优质抗性材料归为一级抗性材料。经杂种优势的测定、外观米质评价、白叶枯病和稻瘟病抗性鉴定,筛选出对两病一虫达中抗水平,与协青早A的杂种产量比对照汕优10号增产12.9%的杂交水稻新恢复系埃红/台1059;以及高抗褐飞虱、高抗稻瘟病、中抗白叶枯病且外观米质极好的恢复系LS2/密阳46。     

文摘

0174 水稻新的抗褐飞虱基因【刊、日】/根本博等//育种学杂志,第39卷第1号 IKEDA(1985)曾经采用生物型再检索和已知基因品种的杂交鉴定来判定抗褐飞虱品种的基因型,发现了数个具有新的抗褐飞虱基因的外国品种。本文利用具有一个未鉴定的隐性基因品种 Col. 5 Thailand(69-5)、Col. 11 Thailand(69-11)以及Chinsaba(190004)和具有一个未鉴定显性基因品种Balamawee(70-518)、Kaharamana(70-505)以及Pokkali(70-189)进行褐飞虱抗性基因的相对性鉴定。将各显隐性基因品种分别进行三品种间的杂交,然后研究杂种后代的褐飞虱抗性分离。结果发现,具有隐性基因的三个品种间杂交的F_1、F_2、F_3世代,出现感虫个体     

聚合白背飞虱和褐飞虱抗性基因创制杂交水稻恢复系

【目的】为了创制兼抗白背飞虱和褐飞虱的水稻恢复系,【方法】分别以抗褐飞虱材料B5(携带褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15)及携带白背飞虱抗性位点qsI-4的籼型恢复系福恢7011为供体亲本,以骨干恢复系福恢676为轮回亲本,应用低世代分离群体田间表型结合单株鉴定与高世代稳定株系室内筛选和分子标记辅助选择相结合的方法,并对抗虫株系及其测交后代进行考查和农艺性状分析。【结果】选育出聚合Bph14、Bph15和qsI-4的恢复系材料3份,携带2个抗虫基因的恢复系材料3份。其中6份恢复系的褐飞虱抗性鉴定结果均表现中抗以上。通过抗性鉴定和杂交后代农艺性状分析筛选出具有生产应用潜力的恢复系材料2份。【结论】为褐飞虱和白背飞虱抗性聚合新种质的创制和应用提供了基础材料。     

聚合白背飞虱和褐飞虱抗性基因创制杂交水稻恢复系

【目的】为了创制兼抗白背飞虱和褐飞虱的水稻恢复系,【方法】分别以抗褐飞虱材料B5(携带褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15)及携带白背飞虱抗性位点qsI-4的籼型恢复系福恢7011为供体亲本,以骨干恢复系福恢676为轮回亲本,应用低世代分离群体田间表型结合单株鉴定与高世代稳定株系室内筛选和分子标记辅助选择相结合的方法,并对抗虫株系及其测交后代进行考查和农艺性状分析。【结果】选育出聚合Bph14、Bph15和qsI-4的恢复系材料3份,携带2个抗虫基因的恢复系材料3份。其中6份恢复系的褐飞虱抗性鉴定结果均表现中抗以上。通过抗性鉴定和杂交后代农艺性状分析筛选出具有生产应用潜力的恢复系材料2份。【结论】为褐飞虱和白背飞虱抗性聚合新种质的创制和应用提供了基础材料。     

抗褐飞虱超级杂交稻新组合玮两优7713的选育与应用

利用抗稻瘟病优质骨干恢复系R6888与抗褐飞虱供体亲本珞扬69（含Bph6、Bph9）杂交,结合褐飞虱抗性鉴定和分子标记辅助选择,创制出强优势抗稻瘟病抗褐飞虱恢复系华恢7713。以华恢7713与低温敏两系不育系华玮338S配组培育出抗褐飞虱杂交水稻新组合玮两优7713。该组合丰产性好、米质优、抗褐飞虱,于2021年通过国家农作物品种审定委员会审定,2023年被确认为籼型两系超级稻品种,是中国首个优质抗褐飞虱国审超级稻品种,具有良好应用前景。     

聚合白背飞虱和褐飞虱抗性基因创制杂交水稻恢复系

【目的】为了创制兼抗白背飞虱和褐飞虱的水稻恢复系，【方法】分别以抗褐飞虱材料B5（携带褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15）及携带白背飞虱抗性位点qsI-4的籼型恢复系福恢7011为供体亲本，以骨干恢复系福恢676为轮回亲本，应用低世代分离群体田间表型结合单株鉴定与高世代稳定株系室内筛选和分子标记辅助选择相结合的方法，并对抗虫株系及其测交后代进行考查和农艺性状分析。【结果】选育出聚合Bph14、Bph15 和qsI-4的恢复系材料3份，携带2个抗虫基因的恢复系材料3份。其中6份恢复系的褐飞虱抗性鉴定结果均表现中抗以上。通过抗性鉴定和杂交后代农艺性状分析筛选出具有生产应用潜力的恢复系材料2份。【结论】为褐飞虱和白背飞虱抗性聚合新种质的创制和应用提供了基础材料。     

种间杂种胚培育成功及其在水稻改良中的前景

在粮食作物上进行广泛的杂交,是把理想的特性从野生种转移到栽培种上来的一种有效的育种手段。二倍体野生稻如曲须根野生稻(Domin)、药用野生稻( Wall)和短药野生稻( Chev和Roehr)的一些材料,均抗各种生物型的褐飞虱。为了从这些野生稻转移抗褐飞虱基因,我们用这些材料与具有改良株型但感飞虱的品系-IR1529-680-3—2、 IR 25587—3—3—3—3和IR31917—45—3—2进行了杂交。 我们用曲须根野生稻的三个材料、药用野生稻的五个材料和短药野生稻的一个材料作父本,与三个栽培品系进行杂交。由于亲本间的不亲和性,结实率很低,获得的极少量杂…     

水稻品种的抗虱机理测定

前言褐稻虱[Nilapavata Iugens(stal)]是水稻的主要害虫之一。近十几年来,科学工作者们在水稻的抗性育种,抗性基因分析,抗性生化基础等方面作了很多的研究,而对水稻抗性品种的抗性机理的研究还不够。本文对经采用室内测定和大田测定相结合的鉴定方法从国内外2306份资源品种中进行抗性筛选出的主要六个品种进行褐稻     

杂交水稻病,虫害发生特点及多抗性材料的评价与利用

水稻害虫有２００多种，病害有７０多种，其中成灾性害虫约２０种、病害约１０种。杂交水稻上发生的病虫种类与常规稻基本相同，但有其新特点。如７０年代的黄矮病、凋萎性白叶枯病，８０年代的稻瘟病、稻粒黑粉病、稻曲病、黄化萎缩病、稻褐飞虱、二化螟等均给杂交水稻生产或制种造成了较大危害，白背飞虱的危害有逐年加重趋势。湖南省植保所在“六五”攻关的基础上，“七五”期间就三系亲本资源和杂交组合对稻瘟病、白叶枯病、细菌性条斑病、褐飞虱和白背飞虱的抗性进行了鉴定和评价，从２０００多份三系资源及组合中，筛选出一批抗源和抗性好的组合。     

50%烯啶虫胺SG防治水稻褐飞虱剂量试验

正褐飞虱是水稻后期的主要害虫之一,具有迁飞性﹑暴发性﹑群发性等特点。由于气候变化﹑耕作制度的调整以及褐飞虱抗药性的不断上升等因素,近年来,方强农场水稻褐飞虱发生呈加重的趋势,严重影响水稻的正常生长。为了寻求50%烯啶虫胺SG防治水稻褐飞虱的高效及对水稻安全的剂量,2013年进行了本试验。1材料与方法1.1试验处理供试药剂为50%烯啶虫胺SG(南通江山农化提供)﹑25%吡蚜酮SC(克胜集团提供)。试验设     

阔叶野生稻对四种主要害虫的抗性评价

采用国际通用的抗虫性评价方法，用华南４种主要水稻害虫对１５１份阔叶野生稻Ｏ．ｌａｔｉｆｏｌｉａ作抗性评价，取６个不同类型的材料进行对两种飞虱的抗性机制分析，结果认为：阔叶野生稻对褐稻虱ＮｉｌａｐａｒｖａｔａＬｕｇｅｎｓ高抗，优于抗性对照品种ＩＲ３６，抗性机制主要是非嗜食性，对白背飞虱中抗；对三化螟和稻瘿蚊则高感。     

转Cry30Fa1基因抗褐飞虱水稻的获得及鉴定

将编码高效杀褐飞虱蛋白的苏云金芽胞杆菌基因Cry30Fa1密码子改造后,通过农杆菌介导法转入蜀恢818(R818),并最终获得46个转基因植株。通过定量PCR及Western Blot鉴定了Cry30Fa1在转录水平和蛋白水平的表达,并通过分子检测固定稳定表达的抗性基因,并结合传统育种系谱法选择具有优良农艺性状株系。对选育的株系在室内和大田环境下进行了抗虫性鉴定,选育的R818-Cry30Fal株系抗性明显优于亲本材料并达到抗的水平;在单株抗虫试验中,观察到了转基因株系对褐飞虱具有致死作用。说明转入Cry30Fa1基因使水稻产生了对褐飞虱抗性。培育出了具有抗褐飞虱蛋白的新型恢复系R818-Cry30Fal,为三系杂交育种提供了新的抗性材料并丰富了抗褐飞虱水稻种质资源。     

褐飞虱IR56种群的致害特征

含Bph3抗褐飞虱基因的水稻品种自20世纪80年代在东南亚推广后,迄今仍对褐飞虱有较好的抗性,受到我国抗褐飞虱育种专家的重视。在IR56水稻(含Bph3基因)上连续40多代胁迫饲养获得褐飞虱IR56寄主种群,从褐飞虱的生长、发育、繁殖以及水稻品种的抗感反应(SSST法测定)两方面对该种群的致害性进行了研究。结果表明:1)在抗性水稻IR56上,褐飞虱IR56种群的羽化率、初羽化成虫体质量、成虫寿命、产卵量、蜜露排泄量、体质量增量等均较褐飞虱TN1种群显著增加,若虫历期则显著缩短;与感虫水稻TN1上的IR56种群或TN1种群相比,除成虫寿命、蜜露排泄量和体质量增量显著下降外,羽化率、产卵量、卵孵化率无显著差异,初羽化成虫体质量、若虫历期尽管差异显著但数值上较接近(其差值不及IR56水稻上IR56种群与TN1种群差值的1/2)。2)水稻品种苗期抗性反应显示IR56水稻对褐飞虱IR56种群的抗性级别为7级,明显弱于对褐飞虱TN1种群的3级,但略强于TN1水稻对褐飞虱IR56种群或TN1种群的9级。显然,与褐飞虱TN1种群相比,褐飞虱IR56种群对抗性水稻IR56有较强的致害能力,与IR56种群或TN1种群对TN1水稻的强致害水平尽管有一定的差距,但多数指标较为接近。含Bph3基因的水稻品种RathuHeenati对IR56种群抗性为1级,推测可能与该水稻品种存在Bph3以外的其他抗虫基因有关。     

不同抗感水稻品种对褐飞虱胁迫的高光谱响应特征

【目的】探究不同抗感水稻受褐飞虱胁迫的高光谱反射率曲线变化及敏感光谱差异,研究水稻植株不同部位的高光谱变化。在此基础上,采用机器学习技术建立水稻褐飞虱抗性鉴定模型,为下一步开发智能化褐飞虱抗性鉴定技术提供重要基础资料。【方法】以三个具不同褐飞虱抗感特征的水稻品种(TN1、Mudgo、RHT)为对象,分析其光谱、植被指数差异并建立抗性级别预测的随机森林模型。【结果】研究发现,褐飞虱胁迫天数与光谱反射率显著相关的波段数及差异显著的波段数随着水稻的抗性水平的上升而减少。同时,在680nm左右,三个品种的光谱反射率与褐飞虫胁迫时间的相关性最好。植被指数分析表明,SIPI、SR_605/760和PSND_b与抗性级别的相关系数绝对值要高于680nm的结果。感虫品种TN1差异最早体现,中抗品种Mudgo其次,高抗品种RHT最后。不同部位的差异首先出现在第1叶叶片和第1叶叶鞘,然后依次为第2叶叶片和第2叶叶鞘以及第3叶叶片和第3叶叶鞘。预测模型的结果表明,全波段作为输入的模型效果比以单一植被指数SIPI构建的随机森林模型更好,模型准确率达到85.9%。【结论】...     

褐飞虱和白背飞虱在水稻品种上的为害特性

褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal)和白背飞虱(Sogatella furcifera Horvath)均为国内各稻区的主要害虫。国内外有关稻飞虱为害发生的报道大多以单种飞虱为对象,然而这两种飞虱常年混合发生,且在水稻品种上的为害差异较大;因此,弄清这两种飞虱在不同类型水稻品种的为害特性及差异,对预测预报和合理防治稻飞虱具有较大的理论意义。作者于1988～1989年在浙江省农科院养虫室及萧山和桐庐病虫观察圃对两种飞虱在一些已推广和即将推广的水稻品种上的为害和发生特点进行了初步研究。     

直接多重TaqMan qPCR方法快速鉴定褐飞虱属3种飞虱

【目的】褐飞虱（Nilaparvata lugens）是水稻重大害虫，灯光诱捕一直是褐飞虱监测的重要方法。然而，褐飞虱的两个同属近似种伪褐飞虱（N. muiri）和拟褐飞虱（N. bakeri）也具有扑灯行为，常被误判为褐飞虱。针对测报灯下褐飞虱属近似种形态鉴定费时费力、专业技能要求高，伪褐飞虱和拟褐飞虱常被误判为褐飞虱这一问题，拟建立一种褐飞虱属3种飞虱的快速分类鉴定方法。【方法】以条形码基因ITS1为靶标，筛选褐飞虱属通用引物及物种特异性探针，建立并优化直接多重Taqman qPCR检测体系（Direct Multiplex TaqMan quantitative PCR,dmTqPCR），并分析其特异性、灵敏度及实用性。【结果】本研究建立的3种飞虱dmTqPCR检测方法特异性强，可准确区分褐飞虱、伪褐飞虱和拟褐飞虱；灵敏度高，检出限可达10拷贝/反应；大样本检测结果表明，382个样本从样本获取到结果输出的整个过程可在3 h内完成，检出率及准确率均为100%。【结论】本研究建立的褐飞虱属近似种的dmTqPCR鉴定方法可以用于褐飞虱、伪褐飞虱和拟褐飞虱的快速分类鉴定，有利于灯下褐飞虱...     

水稻种质资源抗灰飞虱评价及抗性机制分析

通过改进的苗期集团筛选法,对138份水稻种质进行了抗灰飞虱鉴定与评价。筛选出对灰飞虱具有不同程度抗性的材料25份,占总鉴定材料的181%,其中高抗种质2份,抗性种质9份,中抗材料14份,粳稻品种明显比籼稻感虫。对部分材料进行的排驱性、抗生性试验及相关分析表明,Rathu Heenati(RHT)、Mudgo、Kasalath和IR36对灰飞虱具有强的排驱性和抗生性,其抗性水平与这两种抗虫机制密切相关;道人桥、羊毛谷的抗生性强,但排驱性弱,其主要抗虫机制表现为抗生性;Dular、ASD7和密阳23对灰飞虱具有较强的排驱性和抗生性,表明排驱性和抗生性是这3个品种的重要抗性类型;DV85具有较强的排驱性,但抗生性较弱,窄叶青8号和鬼衣谷具有中等水平的抗生性和排驱性,推测这3个材料具有较好的耐害特性。中抗材料9311的抗性水平由中等排驱性和抗生性控制,V20A的抗性主要表现为排驱性,明恢63和扬粳9538的排驱性和抗生性均较弱,暗示其抗性机制主要是耐害性。上述具有强抗生性或排驱性的材料是理想的抗灰飞虱资源。     

水稻抗褐飞虱育种研究进展与展望

褐飞虱是危害最严重的水稻害虫之一,能降低产量并影响稻米品质。控制褐飞虱的关键在于利用品种自身的抗性基因培育新的抗虫品种。目前,已发现并报道了34个抗褐飞虱基因,其中28个主效基因已被定位,Bph3、Bph9、Bph14、Bph18、BPH18、Bph26、BPH29、Bph32和Bphi008a等基因已成功克隆。已有研究表明,聚合多个褐飞虱抗性基因的品种抗性明显高于含单个或不含抗性基因的品种,但目前抗性基因只有个别得到有效利用。本文对褐飞虱的生物型、抗性机制、抗性基因的定位和克隆以及在水稻育种上的应用进行了综述,并对抗褐飞虱育种面临的问题和育种对策进行了讨论。     

Bph36介导的抗性机制及相关信号通路的研究

褐飞虱（Nilaparvata lugens Stål., BPH）是水稻最主要的害虫之一,给水稻生产造成严重的危害。携带不同抗性基因的抗褐飞虱水稻材料抗性机制不同,挖掘普通野生稻抗褐飞虱基因并研究其介导的抗性机制及相关信号通路对水稻育种具有重要的意义。本研究基于课题组前期从广西普通野生稻‘W2183'挖掘出的位于4号染色体InDel标记S13和X48之间38 kb处新基因Bph36,以‘9311'和‘抗蚊青占'为感性对照,05RBPH16和NIL-Bph36为抗性对照,通过褐飞虱宿主选择性、蜜露量测定、褐飞虱存活率及褐飞虱生长速率等方法分析Bph36介导的抗褐飞虱机制;同时,以‘抗蚊青占'为感性对照,NIL-Bph36为抗性对照,通过qRT-PCR分析植物防御昆虫侵害的三大信号途径：水杨酸、茉莉酸和乙烯相关基因表达量的差异。抗性机制研究结果表明：褐飞虱在抗性材料植株上的虫口密度显著低于感性材料植株,抗性材料上的褐飞虱存活率、群体生长率及取食后排泄的蜜露量均比感性对照显著降低。Bph36介导的抗性机制是寄主抗生性和害虫趋避性相互作用的结果。qRT-PCR结果表明：褐飞虱取食后,各个时间段抗性材料NIL-Bph36植株中水杨酸合成相关基因EDS1、PAD4、PAL和水杨酸途径病程相关蛋白基因PR10的表达量显著高于感性材料‘抗蚊青占'植株中的表达量;抗性材料NIL-Bph36植株中,茉莉酸合成基因LOX2和茉莉酸积累基因AOS2的表达量比褐飞虱取食前显著提升,但是比同时段感性材料植株中表达量显著降低;褐飞虱取食后,抗、感性材料植株中乙烯信号途径基因EIN2的表达量都受到抑制,基因ACO3表达量都提高,但2种材料间的差异不显著。茉莉酸途径和乙烯途径参与了NIL-Bph36植株抗褐飞虱的基础防御反应,但Bph36激活的抗性不是茉莉酸和乙烯依赖的信号防御途径而是激活水杨酸依赖的系统获得性抗性。研究结果为进一步研究Bph36与其他抗性基因聚合,培育兼有多种抗性机制和防御信号途径的优良品种奠定基础。