电子记录白背飞虱的取食和产卵行为

摘要： 采用电子记录的方法,并结合蜜露量和产卵量测定,研究了白背飞虱在春江06,Rathu Heenati(RHT)和明恢63上的取食和产卵行为。结果表明：白背飞虱在RHT和春江06上的取食刺探频率显著高于明恢63,且取食韧皮部的时间明显少于明恢63;RHT和春江06对白背飞虱具有很强的拒取食作用,明恢63则较感虫;白背飞虱产卵的次数、每次持续时间、总时间及产卵量都不存在品种间的显著差异,具有杀卵作用的只有春江06。春江06具有杀卵和抑制取食两种抗虫性机制,RHT只具有抑制取食的机制,明恢63是感虫的杂交稻恢复系。     

中国粳稻春江06抗白背飞虱的系谱分析

对中国粳稻春江06的抗白背飞虱特性进行系谱分析表明,春江06对白背飞虱的拒取食和杀卵抗性均来源于秀水620.秀水620的亲本中,只有秀水04具有较强的拒取食抗性,但没有杀卵抗性.在祥湖24中检测到明显的杀卵反应.亲本秀水04、单209和辐农709具有拒取食抗性,但测21没有.单209和辐农709的共同亲本农虎6号也具有拒取食抗性.然而,农虎6号、农垦58(日本粳稻)和老虎稻(中国粳稻地方品种)不具有拒取食抗性,在田间表现出感虫性.农虎6号、单209、辐农709和秀水04表现出稳定的田间抗性.春江06育种中的两个籼稻品种IR26和IR28高感白背飞虱,既无拒取食抗性,也无杀卵作用.     

中国粳稻春江06抗白背飞虱的遗传

分析了高抗白背飞虱、对白背飞虱的抗性表现为拒取食性和杀卵作用的中国粳稻春江06和感虫籼稻品种TN1正反交获得的F1和F2代拒取食性和杀卵作用的遗传方式.所有的F1稻株都具有拒取食和杀卵作用.两种抗性在F2代中以3∶1的抗感比例独立分离. 具有拒取食和杀卵抗性的不同组合的4种表现型以9∶3∶3∶1分离.表型分离说明春江06中的拒取食性和杀卵抗性分别受一个显性基因控制.采用常规的杂交方法可以容易地将春江06中的拒取食抗性导入日本粳稻品种日本晴、北陆-153和越光中.     

中国杂交稻组合汕优63上白背飞虱多发生的成因探讨

以汕优63及其亲本、常规稻春江11为材料,研究了白背飞虱在中国杂交稻品种汕优63上大量发生的主要原因.从杂交稻汕优63和常规粳稻春江11上白背飞虱的发生情况来看,白背飞虱长翅型雌成虫的迁入密度和产卵数没有明显差异,种群的变化也一致.但汕优63的卵孵化率较高,若虫种群密度也明显较高.从汕优63及其亲本对白背飞虱的反应来看,汕优63的恢复系明恢63抑制白背飞虱的繁殖,但不育系珍汕97A和保持系珍汕97B对白背飞虱繁殖有促进作用.珍汕97A和汕优63的稻-飞虱间的干物质转化率基本相同,但汕优63具有较高的干物质生产能力,可能使白背飞虱繁殖密度较高.日平均蜜露分泌量,以珍汕97A和珍汕97B最多,明恢63最少,汕优63居中.珍汕97A的筛管液中大部分是主要氨基酸,浓度高于汕优63和明恢63.汕优63与明恢63的筛管液中氨基酸的总浓度基本相同,但微量氨基酸浓度高于明恢63.总的来看,汕优63的白背飞虱繁殖率较高,主要原因在于不育系珍汕97A的高感虫性和杂种优势的高干物质转化能力产生的耐受性,而不是珍汕97A的白背飞虱感虫性和细胞质不育导致的.     

施氮对白背飞虱在水稻上适应性的影响

 以杂交稻组合汕优63、常规粳稻品种秀水63和常规籼稻品种浙733为材料,采用室内继代饲养的方法,研究了不同类型水稻品种上施用氮肥对白背飞虱生长发育、存活率和繁殖等的影响。结果表明,施用氮肥可以显著提高白背飞虱种群生态适应性。同一水稻品种,在施用氮肥的植株上白背飞虱若虫历期缩短,随着取食代数的增加,在不施氮稻株上的若虫历期明显延长,而在施氮稻株上的若虫历期则明显缩短。白背飞虱若虫存活率随着施氮而显著提高,品种和饲养代数对其存活率也均有着极显著的影响。在施氮水稻植株上的白背飞虱雌成虫体质量和产卵量均显著高于不施氮肥上的。随着饲养代数的增加,同一品种的施氮稻株上雌成虫体质量、产卵量及卵孵化率均增加,而在不施氮稻株上则相反。水稻品种、饲养代数和氮肥水平对白背飞虱雌成虫体质量和产卵量均有着极显著的影响。     

中国水稻品种对白背飞虱的抗性

评价了来自中国的13个粳稻品种、11个籼稻品种、13个杂交稻组合,以及11个热带粳稻品种的杀卵作用和拒食抗性.具有杀卵作用的品种仅见于粳稻品种.测试的13个粳稻品种中,4个表现出明显的杀卵作用.重新评价了来自中国不同省份的42份粳稻和43份籼稻对白背飞虱的抗性.10个粳稻(约占24%)具有杀卵抗性,卵死亡率为53%～100%;95%以上的籼稻品种中,白背飞虱的卵死亡率低于30%;来自浙江的4个粳稻品种明显地抑制白背飞虱的取食.浙江的21个粳稻地方品种对白背飞虱拒取食和杀卵作用表现出独立性和连续变化.三千黄、长红稻和矮秆稻具有杀卵抗性,鸡脚黄和麻雀青具有拒取食抗性.这些发现表明抗白背飞虱基因在中国存在于同一生态区的粳稻地方品种中.     

不同类型水稻品种对白背飞虱忌避性、抗生性和耐害性的测定

 研究了19个不同类型的水稻品种对白背飞虱的忌避性、抗生性和耐害性的测定。4个粳稻品种(91-17、丙90-98、丙850和丙93-63对成虫表现出较强的忌避性,丙93-63对白背飞虱产卵具有明显的忌避性。协优9308和春江06对白背飞虱的抗生性最强,协优413对白背飞虱具有一定的抗性。     

应用DNA标记分析稻飞虱的抗性基因

简要地回顾了水稻抗飞虱的遗传位点定位和作图的新进展.来自具有不同基因组的野生稻渗入系的4个抗褐飞虱基因Bph 1、 bph 2、 bph 4和Bph 9,以及4个暂定名抗褐飞虱基因Bph 10(t)、bph 11(t)、bph 12(t)和Bph 13(t),目前已被定位于水稻12条染色体中的5条.其中,Bph 1、 bph 2、 Bph 9和Bph 10(t)在水稻第12染色体的长臂上形成1个连锁区段,位于bph 2位点附近约25 cM.检测出几个对田间抗性和杀卵作用有影响的QTL.抗白背飞虱基因Wbph 1、 Wbph 2和Wbph 6(t)已经或暂时定位了.粳稻中对白背飞虱具有杀卵抗性的QTL已进行了详细的分析,在第6染色体的短臂上检测到有效的QTL,在同一位点鉴定出1个显性的杀卵基因Ovc.在杀卵基因Ovc存在时,第1染色体上的1个QTL和第5染色体上的2个QTL增加白背飞虱的卵死亡率.用DNA标记进行QTL作图可以加深人们对作物抗虫性中复杂的生理和遗传机理的理解.标记辅助选择可以加速培育具多基因抗虫性的作物,还可以将野生种中的有利抗虫特性转入改良品种中,增加作物抗虫性的持久性和遗传多样性.     

水稻籼粳交DH群体中影响白背飞虱抗虫性QTL的检测

分析了水稻籼粳交加倍单倍体(DH)群体中影响白背飞虱抗虫性和感虫性的QTL.虽然DH株系的亲本窄叶青8号和京系17没有拒取食抗性,但是白背飞虱在6个DH株系中的取食受到了强烈的抑制,可能属超亲分离.在第3染色体的粳型片段中检测到1个影响蜜露分泌的微效QTL.粳稻亲本京系17具有杀卵抗性.DH株系中的杀卵特性是通过叶鞘上杀卵反应产生的坏死症状表现的.在DH株系分蘖早期和中期,将4个杀卵作用的QTL定位在第1、2、6和8染色体的粳型片段上.出现在分蘖中期的另一个QTL被定位在第9染色体的籼型片段上.在分蘖盛期至孕穗期,杀卵位点减少至2个.整个试验期间对每个DH株系的最高杀卵级别的分析显示,在染色体2、6和9上共有4个QTL.两个主效QTL位于近邻第6染色体的粳型片段.在第1、3和5染色体上检测到3个影响第2代白背飞虱若虫密度的QTL.第3染色体上起主要作用的QTL源自粳稻亲本;第5染色体上的微效QTL源自籼稻亲本.两个白背飞虱为害的QTL位于第8和第10染色体的籼型片段,另一个QTL位于第3染色体的粳型片段.这些QTL被认为与水稻品种对白背飞虱田间抗性表达有关.     

电子记录稻飞虱取食和产卵行为及其在植物抗虫性研究中的应用

采用AC型电子记录系统(EMS)对褐飞虱在非寄主植物稗草和具有抗性基因bph4的水稻品种Babawee上的取食行为进行了比较研究.结果表明,褐飞虱口针到达稗草韧皮部以前停止取食,这揭示了在稗草非韧皮部组织中存在拒食剂.而在抗虫品种上,口针到达韧皮部以后取食行为终止.因此,可以清楚地识别两类具有不同抑制取食抗性因子的抗性植物.分析白背飞虱产卵行为的电子记录表明,在大多数情况下,就旺盛生长的水稻植株的下半部分而言,白背飞虱产卵器插入植物组织中但不产卵.这表明旺盛生长的植株能诱导白背飞虱的产卵行为,但由于某些拒避性因素使整个产卵过程不能完成.因此,这一系统可以有效地识别具有产卵抗性的植物上行为序列中受到破坏的步骤.     

Phenotypic Expression of Whitebacked Planthopper Resistance in the Newly Established japonica ／ indica Doubled Haploid Rice Population

A new doubled haploid (DH) rice population was established from a cross between WBPH-resistant japonica Chunjiang 06 (C J-06) and susceptible indica TN1. Sucking inhibitory and ovicidal resistance of the DH rice lines were evaluated on the basis of non-preference response of WBPH immigrants and honeydew excretion by WBPH females, and appearance of watery lesions in the necrotic discoloration of leaf sheaths ovipositied by WBPH,respectively. Both the major gene resistance to WBPH, sucking inhibitory and ovicidal resistance, showed 1 (resistant): 1 (susceptible) segregation ratio in the DH population. Relative density of WBPH populations and damage scores in the DH population indicated combined functions of both the major resistance genes as well as QTLs affecting the host plant response to WBPH infestations. Thus, the newly developed CJ-06/-I-N1 DH population could be a useful material to analyze major genes and QTLs for WBPH resistance in japonica rice.     

Phenotypic Expression of Whitebacked Planthopper Resistance in the Newly Established japonica / indica Doubled Haploid Rice Population

A new doubled haploid (DH) rice population was established from a cross between WBPH-resistant japonica Chunjiang 06 (C J-06) and susceptible indica TN1. Sucking inhibitory and ovicidal resistance of the DH rice lines were evaluated on the basis of non-preference response of WBPH immigrants and honeydew excretion by WBPH females, and appearance of watery lesions in the necrotic discoloration of leaf sheaths ovipositied by WBPH,respectively. Both the major gene resistance to WBPH, sucking inhibitory and ovicidal resistance, showed 1 (resistant): 1 (susceptible) segregation ratio in the DH population. Relative density of WBPH populations and damage scores in the DH population indicated combined functions of both the major resistance genes as well as QTLs affecting the host plant response to WBPH infestations. Thus, the newly developed CJ-06/TN1 DH population could be a useful material to analyze major genes and QTLs for WBPH resistance in japonica rice.     

Mapping of putative sucking inhibitory gene to whitebacked planthopper by linkage analysis with CAPS markers

Resistance to whitebacked planthopper (WBPH) in Chinese japonica rice Chunjiang 06 (CJ-06) was mediated by sucking inhibitory and ovicidal mechanism.     

Mapping of putative sucking inhibitory gene to whitebacked planthopper by linkage analysis with CAPS markers

Resistance to whitebacked planthopper (WBPH) in Chinese japonica rice Chunjiang 06 (CJ-06) was mediated by sucking inhibitory and ovicidal mechanism.     

Resistance Performance to Whitebacked Planthopper in Different Phenotypes of Japonica/Indica Doubled Haploid Rice Lines

Field performance of whitebacked planthopper （WBPH）-resistance of four phenotypes was evaluated in Chunjiang 06 （C J-06） / TN1 DH rice lines, which were expressed by different combinations of sucking inhibitory and ovicidal traits inherited independently from C J-06. WBPH established the highest populations in susceptible DH lines that had neither sucking inhibitorynor ovicidal resistance. Both immigration and subsequent population levels were kept below the damage-causing density in the sucking inhibitory DH lines even under a WBPH outbreak. WBPH could not build up populations in the DH lines having both the sucking inhibitory and ovicidal resistance. Although WBPH immigrated preferentially to non-sucking inhibitory DH lines with ovicidal resistance, subsequent population buildup was significantly suppressed. It was concluded that the differential performance to WBPH-resistance in CJ-06 / TN1 DH lines was primarily due to the sucking inhibitory trait, and complementarity to the ovicidal trait.