经除草剂处理的水稻对褐飞虱体内几种酶及水稻受褐飞虱为害程度的影响

褐飞虱５龄若虫在不同除草剂不同剂量处理的水稻上短期取食(取食１ h)和长期取食（３龄若虫取食至５龄,约７ d）,然后测定其体内代谢酶、保护酶的变化。褐飞虱取食除草剂处理的水稻后其体内羧酸酯酶活性不论是短期取食还是长期取食均极显著高于对照（未施用除草剂）;乙酰胆碱酯酶活性明显高于对照;稻乐思、苯达松低剂量、丁草胺高剂量处理短期取食后超氧化物歧化酶活性显著低于对照,所有处理长期取食明显高于对照;过氧化物酶活性除了稻乐思300 mL/hm2和苯达松1500 mL/hm2处理短期取食低于对照外（但没有达显著差异）,也不同程度地高于对照。褐飞虱在除草剂处理的水稻上蜜露排泄量显著增加,水稻受害程度与对照相比极显著加重。除草剂处理后的水稻游离氨基酸的含量增加而蔗糖含量下降,由此表明除草剂施用后对水稻和褐飞虱具有双向效应     

利用PEG6000模拟研究干旱胁迫对褐飞虱取食和产卵的影响

 在实验室条件下,以感虫品种TN1、抗虫品种IR36和抗旱品种旱优3号为材料,采用聚乙二醇6000（PEG6000）模拟干旱处理水稻植株,研究干旱胁迫对褐飞虱取食和产卵的影响。结果表明,在同一水稻品种上,褐飞虱雌成虫在稻株上数量随着PEG6000浓度的上升而显著减少（P<0.001）,而褐飞虱若虫在不同PEG6000浓度处理的水稻植株上数量无显著差异（P=0.093）。褐飞虱雌成虫在48 h内的蜜露分泌量和在稻株上72 h内的产卵量均与PEG6000浓度呈显著负相关。在感虫品种TN1上,褐飞虱若虫在不同浓度PEG6000处理稻株上的分布无显著差异;而在抗旱品种旱优3号和抗虫品种IR36上,随着PEG6000浓度的上升,水稻基部的褐飞虱若虫数量明显增多。在TN1和旱优3号上,褐飞虱雌成虫蜜露分泌量随PEG6000浓度上升而显著减少;而在IR36上,褐飞虱雌成虫在不同浓度PEG6000处理水稻植株上的蜜露分泌量均很少且无显著差异。     

广谱抗稻瘟病种质75-1-127的褐飞虱抗性基因鉴定及分子标记辅助选择育种

【目的】水稻品系75-1-127携带广谱抗稻瘟病基因Pi9,已被广泛应用于抗稻瘟病水稻品种改良。笔者育种实践发现75-1-127表现出较强的褐飞虱抗性,因此鉴定该品系中的褐飞虱抗性基因并进行分子辅助选择育种。【方法】根据水稻品系B5中褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15的序列,设计引物扩增75-1-127的基因组DNA,并对PCR产物进行测序分析。采用苗期集团法鉴定了75-1-127和B5的褐飞虱抗性表型。利用与Bph14与Bph15连锁的分子标记筛查了75-1-127为稻瘟病抗源回交转育的两系不育系后代,并鉴定了这些后代的稻瘟病抗性、褐飞虱抗性和主要农艺性状。【结果】75-1-127中含有与B5完全一致的Bph14和Bph15序列。75-1-127和B5苗期褐飞虱抗性均为1级。在以75-1-127为抗源改良的两系不育系中,携带Bph14、Bph15的单基因系或双基因系的褐飞虱抗性均得以改良,其中双基因聚合系的死苗率为8.5%,与供体亲本75-1-127以及阳性对照B5差异不显著,进一步证实75-1-127含有褐飞虱抗性基因。【结论】水稻品系75-1-127携带褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15,可以作为抗源应用于水稻褐飞虱抗性育种。     

不同施氮水平下水稻植株在白背飞虱为害后的生理变化

【目的】为明确不同施氮水平调控水稻对白背飞虱抵御能力的生理机制,【方法】采用室内笼罩饲喂胁迫法,比较了不同施氮水平下水稻受白背飞虱为害后,体内叶绿素(SPAD)含量、含水量、伤流液含量和干物质含量、可溶性糖含量等防御相关物质含量的变化。【结果】水稻受白背飞虱为害后,水稻体内不同防御物质含量变化存在差异。水稻受白背飞虱为害后体内叶绿素含量、干物质含量、可溶性糖含量均有所下降,伤流液含量、相对含水量、含水量有所上升。随着水稻施氮水平的增加,受害水稻叶绿素含量、干物质量降幅呈上升趋势,含水量、伤流液含量增幅呈上升趋势,相对含水量、可溶性糖含量增幅呈下降趋势。【结论】不同施氮水平可通过调控水稻体内叶绿素含量、相对含水量、含水量、干物质含量、可溶性糖含量影响水稻对白背飞虱的抵御能力,从而影响白背飞虱种群数量。     

吡蚜酮对水稻褐飞虱取食行为的影响

吡蚜酮是防治褐飞虱的推荐替代杀虫剂之一。取食选择性试验表明,0.1g/L吡蚜酮处理和清水处理24h稻株上的平均落虫数分别为(1.6±1.2)头/株和(1.5±0.9)头/株。刺探电位技术监测发现,与清水对照相比,0.1g/L吡蚜酮浸苗处理下褐飞虱的口针刺探频次、韧皮部刺入频次、在韧皮部外部活动的持续时间以及木质部取食行为的持续时间没有显著差异,而褐飞虱的非刺探持续时间显著增加,褐飞虱在韧皮部内摄取汁液被极显著干扰,吡蚜酮处理后4h内褐飞虱成虫在韧皮部取食的总持续时间只有(1.2±0.5)min,而在对照上的总持续时间为(65.1±11.3)min。取食恢复试验表明吡蚜酮对褐飞虱韧皮部取食的抑制作用可逆,但是取食抑制的恢复非常缓慢。经吡蚜酮0.1g/L处理24h再转移至清水处理苗上120h后,韧皮部取食的总持续时间也仅约为10min。研究表明,吡蚜酮对褐飞虱没有驱避性和拒食性,不阻碍褐飞虱口针刺探和木质部取食,但对韧皮部取食具有明显的抑制作用,且这种抑制作用恢复非常缓慢。因此,吡蚜酮防治褐飞虱的持效期较长。     

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...     

共生菌Arsenophonus、水稻品种和温度对褐飞虱黄绿绿僵菌发病率的影响

【目的】研究共生菌Arsenophonus、水稻和温度对褐飞虱黄绿绿僵菌发病率的影响,揭示影响褐飞虱黄绿绿僵菌发病的重要因子。【方法】通过共生菌Arsenophonus(感染和未感染)与水稻品种(TN1、IR56和Mudgo)以及Arsenophonus与温度(21℃、23℃、25℃、27℃、29℃和31℃)两个二因素完全随机区组试验,观察喷黄绿绿僵菌孢子悬浮液后不同时间褐飞虱黄绿绿僵菌的发病率。【结果】喷黄绿绿僵菌孢子悬浮液后,不同水稻品种上褐飞虱发病率均以含Arsenophonus的试虫较低,而不同温度下的褐飞虱发病率则仅喷菌处理后第3 d和5 d时在25℃、27℃和29℃时含Arsenophonus的试虫发病率显著较低,其他温度下无显著差异。双因素方差结果表明,Arsenophonus与水稻品种双因素试验中均以含Arsenophonus褐飞虱黄绿绿僵菌的发病率显著较低,而Arsenophonus与温度双因素试验中仅在喷菌处理后第3 d、5 d以含Arsenophonus褐飞虱黄绿绿僵菌的发病率显著较低。温度显著影响褐飞虱的发病率,23℃~29℃条件下褐飞虱的发病率较高,LT50较短,为黄绿绿僵菌侵染褐飞虱的适温范围。其中,27℃时发病率最高,LT50最短,最为适宜;31℃和21℃条件下褐飞虱发病率较低,LT50较长,不利于黄绿绿僵菌对褐飞虱的侵染。温度还影响含Arsenophonus与不含Arsenophonus试虫LT50的相对大小。其中,含Arsenophonus试虫LT50在27℃、29℃时相对较长,在其他温度下则相同甚至较短。【结论】共生菌Arsenophonus显著抑制黄绿绿僵菌对褐飞虱的致病力,且该作用受到温度的显著影响;温度亦显著影响褐飞虱的黄绿绿僵菌发病率,而水稻品种以及Arsenophonus和水稻品种间、Arsenophonus和环境温度间的交互作用均无显著影响。     

籼稻材料570011抗褐飞虱基因的遗传分析及鉴定

【目的】发掘籼稻570011中抗褐飞虱主效基因，为培育抗虫水稻新品种提供基因资源。【方法】采用苗期集团法对抗性亲本570011和感虫亲本9311杂交后代F3群体进行表型鉴定，结合F2群体基因型，使用作图软件构建染色体的局部遗传连锁图，对目标区段抗性位点进行检测和遗传效应评估。采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析定位区间内最可能的候选基因，并对其基因组序列进行测序，比较对应CDS和氨基酸序列并进行系统进化树分析。【结果】籼稻570011在苗期对褐飞虱表现高抗，且对褐飞虱有明显的抗生性和趋避性。统计发现F3群体抗虫株系数（抗性值<7）∶感虫株系数（抗性值≥7）为89∶35，卡方检验表明符合一对显性基因的分离规律。基因定位发现在第4染色体标记4M18.675和4M24.64之间的39 cM区域内检测到一个褐飞虱抗性位点，可能是已克隆基因BPH6的等位基因。qRT-PCR分析表明570011中Os04g35210(BPH6等位基因)在褐飞虱取食后表达量显著高于感虫材料9311。570011中Os04g35210基因与BPH6的CDS和氨基酸序列同源性分别达到99.08%和97.9...     

转cry1Ab基因水稻对拟水狼蛛捕食作用间接影响的评价

室内评价了拟水狼蛛(Pirata subpiraticus)对取食转[i]cry1Ab[/i]基因水稻的稻纵卷叶螟([i]Cnaphalocrocis medinalis[/i])幼虫和褐飞虱([i]Nilaparvata lugens[/i])若虫的捕食量及功能反应。结果表明,拟水狼蛛对这2种猎物的捕食功能反应均符合HollingⅡ型圆盘方程。该蜘蛛对取食转[i]cry1Ab[/i]基因水稻的稻纵卷叶螟幼虫的捕食量和处理时间低或短于取食对照的,但差异未达显著水平,而瞬时攻击率显著低于对照。该蜘蛛对以转[i]cry1Ab[/i]基因水稻为食的褐飞虱若虫的捕食量、瞬时攻击率和处理时间与取食对照的相比有一定的变化,但差异均不显著。综合考虑,认为转[i]cry1Ab[/i]基因水稻对拟水狼蛛捕食作用无明显的负作用。     

褐飞虱近似种伪褐飞虱和拟褐飞虱的寄主植物

 通过室内笼罩饲养法观察了褐飞虱\[Nilaparvata lugens (Stl)\]的两种同属近似种伪褐飞虱(N. muiri China)和拟褐飞虱\[N. bakeri (Muir)\]在水稻、游草\[Leersia hexandra (李氏禾)\]、秕谷草(L. sayanuka)等禾本科常见作物或杂草上的成虫繁殖力、卵和若虫发育情况。结果表明,伪褐飞虱、拟褐飞虱的适宜寄主不同于褐飞虱,前两者为游草和秕谷草,褐飞虱则为水稻。水稻上的伪褐飞虱和拟褐飞虱均能完成世代发育,但种群趋势指数分别仅0.2和0.02,不能持续繁衍。3种褐飞虱的繁衍能力有明显差别,褐飞虱明显高于伪褐飞虱和拟褐飞虱,三者的最高种群趋势指数分别为水稻上褐飞虱的333.82、秕谷草上伪褐飞虱的82.06和游草上拟褐飞虱的39.28。     

褐飞虱小分子量热激蛋白基因表达特性和功能

【目的】研究褐飞虱小分子量热激蛋白的表达特性和功能，明确其在褐飞虱温度胁迫适应中的作用。【方法】采用BLAST从转录组数据库中筛选褐飞虱小分子量热激蛋白基因序列；利用Bioedit、Mega等分子生物学软件进行序列分析；利用qPCR技术分析目的基因在不同处理下的表达特性；利用原核表达技术研究其功能。【结果】筛选到6个含有α-晶体结构的小分子量热激蛋白基因NlHsp20.9、NlHsp21.6、NlHsp21.9、NlHsp22.4、NlHsp23.1、NlHsp28.7，其ORF长度依次为561、531、570、570、588和735 bp，理论等电点为5.96、5.77、6.32、5.01、5.74和7.74。NlHsp28.7在3龄若虫中的表达量最高，而NlHsp21.9和NlHsp23.1在雌成虫中的表达量最高。雌虫在低温胁迫后所有小分量热激蛋白基因的表达量均下降，高温胁迫后除NlHsp22.4外的其他5个基因表达量不同程度上调；3龄若虫在低温胁迫后一半sHsps表达量下降，另一半上升，高温胁迫后全部上调。转化褐飞虱sHsps的重组大肠杆菌热激存活率显著上升。【结论】褐飞虱小分子量热激蛋白具有龄期和诱导表达特性及热胁迫保护功能，可能在其高温胁迫应激中具有重要作用，在低温胁迫应激中的作用与虫态有关。     

褐飞虱小分子量热激蛋白基因表达特性和功能

【目的】研究褐飞虱小分子量热激蛋白的表达特性和功能,明确其在褐飞虱温度胁迫适应中的作用。【方法】采用BLAST从转录组数据库中筛选褐飞虱小分子量热激蛋白基因序列;利用Bioedit、Mega等分子生物学软件进行序列分析;利用qPCR技术分析目的基因在不同处理下的表达特性;利用原核表达技术研究其功能。【结果】筛选到6个含有α-晶体结构的小分子量热激蛋白基因NlHsp20.9、NlHsp21.6、NlHsp21.9、NlHsp22.4、NlHsp23.1、NlHsp28.7,其ORF长度依次为561、531、570、570、588和735 bp,理论等电点为5.96、5.77、6.32、5.01、5.74和7.74。NlHsp28.7在3龄若虫中的表达量最高,而NlHsp21.9和NlHsp23.1在雌成虫中的表达量最高。雌虫在低温胁迫后所有小分量热激蛋白基因的表达量均下降,高温胁迫后除NlHsp22.4外的其他5个基因表达量不同程度上调;3龄若虫在低温胁迫后一半sHsps表达量下降,另一半上升,高温胁迫后全部上调。转化褐飞虱sHsps的重组大肠杆菌热激存活率显著上升。【结论】褐飞虱小分子量热激蛋白具有龄期和诱导表达特性及热胁迫保护功能,可能在其高温胁迫应激中具有重要作用,在低温胁迫应激中的作用与虫态有关。     

褐飞虱热激蛋白70在不同温度胁迫下的差异表达特性研究

【目的】褐飞虱是我国主要水稻害虫之一,随着全球气候变暖,其越冬范围逐年扩大。为了明确褐飞虱对温度的适应机制,研究了其热激蛋白70基因家族的组成及温度诱导表达特性。【方法】利用转录组测序和Gen Bank数据库获取热激蛋白70基因序列,采用MEGA4.1邻接法构建进化树,利用实时荧光定量PCR研究其温度诱导表达特性。【结果】筛选出与热激蛋白70基因同源性较高且具有完整开放阅读框的序列共15个,其中8个在正常或温度胁迫下表达,可能分布在细胞质/细胞核、内质网、线粒体等器官,且本身表达丰度存在显著差异。30~44℃高温胁迫后KX976471、KX976473、KX976475、KX976476、KX976477和KX976478等6个基因的表达量不同程度上调,最大上调倍数为1.72~245.33;0~22℃低温胁迫后,除KX976475表达量上调2.38倍外,其余基因表达量变化不显著或下降。【结论】褐飞虱8个热激蛋白70基因在正常或温度胁迫下表达,可能分布于细胞质/核、线粒体、内质网;在其高温适应性中可能起重要作用,但在低温适应性中的作用有限。     

Mechanism Analysis of Rice Resistance Protein OsRRK1 Against the Brown Planthopper

【Objective】 OsRRK1 (Rop-interacting receptor-like kinase 1) protein in rice is the first RLCK VI family protein in rice that has been studied. It plays an important role in regulating the curling of rice leaves and the defense against brown planthoppers. However, the mechanism of its regulation of resistance to the brown planthopper remains unclear. We attempt to further explore the mechanism of OsRRK1 gene resistance to the brown planthoppers. 【Method】The interaction between OsRRK1 protein and OsLecRK (lectin-like receptor kinase), OsLecRK1, OsLecRK2 and OsLecRK3 was analyzed by yeast two-hybrid method. OsLecRK is a candidate gene for BPH15 range of anti-brown planthopper, and is an important member of rice innate immune system. OsLecRK is involved in not only rice innate immune response, including resistance to brown planthoppers, white leaf blight and rice blast, but also the development of rice. The gene clusters of OsLecRK1, OsLecRK2 and OsLecRK3 constitute the anti-brown planthopper gene BPH3. Rice containing the BPH3 gene has a broad spectrum and lasting insect resistance. Meanwhile, DNAMAN software was used to analyze the homology of OsLecRK with OsLecRK1, OsLecRK2 and OsLecRK3. 【Result】The analysis results of DNAMAN showed that OsLecRK has high homology with OsLecRK1, OsLecRK2 and OsLecRK3, and the proteins shared more than 50% identity. The results of yeast two-hybrid analysis showed that OsRRK1 interacted with OsLecRK, OsLecRK2 and OsLecRK3.【Conclusion】OsRRK1 participates in the process of resistance to the brown planthoppers through interacting with BPH15 and BPH3 candidate genes.     

Relationship Between the Development of Methamidophos Resistance and the Activities of Three Detoxifying Enzymes in Brown Planthopper, Nilaparvata lugens

Methamidophos resistance of brown planthopper(BPH), Nilaparvata lugens was selected in laboratory for 19 generations (F1 to F19). The resistance development in BPH was approximatively shaped as the letter "S" : resistance change was small before the fifth generation and after the fifteenth generation, and the changing pattern was sharp between the fifth and the fifteenth generation. Esterase might play an important role in the resistance development, because the esterase activity and the number of individuals with high activities increased along with the resistance development. The esterase activities of insecticide-sensitive population S, field population F0, its selective generations F5, F10 and F15 were highly correlated with the resistance ratios of these generations, and the coefficient was 0.9899. Mixed-function oxidases and glutathione S-transferase also might play some roles in the resistance development, but the big change in the activities of the two detoxifying enzymes both took place before the tenth generation.     

褐飞虱对甲胺磷抗性发展与解毒酶系活性的关系

室内抗性筛选表明,褐飞虱对甲胺磷抗性的发展呈不规则的“S”形：第5代前抗性上升很慢,第5~15代间迅速上升,第15代后上升变慢。酯酶在抗药性上升中可能起着十分重要作用,随着抗性的上升,酯酶和个体酶活分布都向高活性发展。敏感种群、田间种群及其筛选世代F[sub]5[/sub]、F[sub]10[/sub]和F[sub]15[/sub]的酯酶活性与抗性倍数具有显著的相关性,相关系数达到0.98993。多功能氧化酶和谷胱甘肽转移酶在抗性发展中也可能起到一定作用,但活性的上升都集中在第10代之前,第10代之后变化不大。     

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。