在高温下干旱胁迫对褐飞虱生态适应性的影响

为明确高温条件下干旱胁迫对褐飞虱Nilaparvata lugens (St(a)l)生态适应性的影响,以感虫水稻品种TN1、抗虫品种IR36和耐旱品种沪旱3号为材料,采用不同浓度的聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)6000模拟干旱处理水稻植株,在31℃温度下研究干旱胁迫对褐飞虱生长发育和繁殖的影响.结果表明,褐飞虱若虫发育历期随PEG 6000浓度的升高而延长.在TN1和IR36上,褐飞虱若虫存活率在20％ PEG 6000处理7d时最低,为58.25％和28.25％,而在沪旱3号上则以PEG6000处理3d时最低,为48.75％,但各处理中IR36上褐飞虱若虫存活率均低于在TN1和沪旱3号上的存活率.在10％ PEG 6000胁迫7d时褐飞虱在3个品种上初羽雌成虫体重均最轻,分别为1.86、1.26和1.93 mg;20％PEG 6000胁迫7d时产卵量最低,分别为215.9、85.9和227.9粒/雌.褐飞虱卵孵化率随着PEG 6000浓度的升高而降低,且在同一品种上相同浓度PEG 6000处理3、5和7d,均无显著差异.褐飞虱种群增长倍数随着PEG 6000浓度的升高而下降.     

水稻条纹病毒胁迫对灰飞虱mucin基因表达量的影响

为分析灰飞虱mucin基因在水稻条纹病毒(Rice stripe virus, RSV)侵染过程中的作用,采用荧光定量PCR的方法分析了RSV 胁迫条件下灰飞虱mucin基因mRNA表达量的变化。饲喂RSV病叶1天和2天时灰飞虱mucin基因的表达量没有明显变化,而在3天和7天时灰飞虱mucin基因的表达量增加了3.60倍和1.97倍。饲喂健康水稻叶片1、2、3和7天后,灰飞虱mucin基因的表达量分别为饲喂前的1.07、1.12、0.78和0.34倍,而饲喂病叶1、2、3和7天后,mucin基因的表达量分别为饲喂前的1.15、1.19、3.19和1.01倍。结果表明,病毒胁迫使灰飞虱体内mucin基因的表达量增加,暗示mucin基因在RSV与灰飞虱互作过程中起着重要作用。     

褐飞虱和白背飞虱在抗褐飞虱水稻品种上的行为反应

以ASD7、IR36、粳籼89(JX89)、Mudgo四个抗褐飞虱水稻品种和感性品种TN1为材料,比较了褐飞虱和白背飞虱在这些品种上的行为反应。褐飞虱对抗性品种表现出明显的非嗜好性。褐飞虱自4h、白背飞虱自8h以后,各品种上的着虫量与TN1差异显著,而其它各品种上的虫量无明显差异(Mudgo除外)。白背飞虱选择各抗性品种的百分率明显大于褐飞虱(Mudgo除外);同一水稻品种上的稻飞虱数量无时间上的规律性。两种稻飞虱在抗性品种和TN1上的取食量差异显著。取食同一品种时,白背飞虱在IR36、JX89上的取食量大于褐飞虱,且相互间差异显著。两种稻飞虱在四个抗性品种上的取食痕数量明显多于TN1;两种飞虱在ASD7和JX89上的取食痕数量差异显著,白背飞虱的数量明显少于褐飞虱。在所有水稻品种上的取食痕数量与取食量呈明显的负相关关系。     

水稻品种对褐飞虱种群增长的影响

试验测定了8204、8533、农虎、测48、秀水620、秀水664、秀水678及汕优六号等8个品种对与褐飞虱种群发育、存活和生殖等有关的11项参数的影响。结果表明,秀水620、664和678等品种的抗褐飞虱性状与汕优六号相似,可使种群内禀增长力下降,平均世代历期和种群加倍时间延长,净增殖力较对照品种降低79.5%—88.1%。影响种群内禀增长力的主要原因是成虫生殖力和若虫存活率下降,引起世代时间延长的主要原因是若虫历期延长和成虫存活和产卵动态的改变。但是,在秀水620和664上连续饲养的第三代,若虫存活率明显提高。田间试验证实,秀水620和664对褐飞虱自然种群的增长有明显控制作用,其主害代高峰虫量分别较对照下降79.9%和72.5%,发生期亦有所推迟。     

沉默转录因子OsERF7提高水稻对褐飞虱和白背飞虱的抗性

为了解植物中特有的转录因子乙烯响应因子(ethylene responsive factor,ERF)在植物诱导抗虫反应中的作用,通过克隆1个水稻ERF转录因子基因OsERF7,并结合分子生物学、反向遗传学及生物测定,探究其在水稻防御褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera为害过程中的作用。结果显示,机械损伤处理与褐飞虱产卵雌成虫为害均能在中后期诱导OsERF7的表达。沉默OsERF7能显著降低水稻上褐飞虱及白背飞虱卵的孵化率,并延长褐飞虱卵的发育历期;与野生型水稻相比,褐飞虱和白背飞虱在沉默突变体品系R1和R30上的卵孵化率分别只有野生型水稻上的62.5%～68.3%和68.0%～76.0%,褐飞虱卵的发育历期则延长0.37～0.45 d。沉默OsERF7不影响褐飞虱产卵雌成虫为害诱导的水稻防御相关信号分子—茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、乙烯(ET)和过氧化氢(H_2O_2)的含量。表明转录因子OsERF7作用于防御相关信号途径的下游,并且负调控水稻对褐飞虱和白背飞虱的抗性。     

若干水稻品种对褐飞虱的抗性监测

IR26等9个抗褐飞虱水稻品种对近年田间褐飞虱的抗性监测结果表明,IR36、Mudgo、川米2号、协优10号和秀水620抗虫;IR26和汕优6号中抗;87品4和ASD7的抗性随虫口密度不同而异。抗性机制测定,IR36排趋性、抗生存性和拒食性显著:川米2号和87品4拒食性和抗生存性显著:Mudgo、IR26和ASD7拒食性显著。     

不同水稻品种对褐飞虱的抗性鉴定

采用分蘖盛期单株鉴定法初步测定了183个水稻品种对褐飞虱的抗性,筛选出19个高抗水稻品种,然后用水稻苗期群体筛选鉴定法和成株期自然种群鉴定法,进一步测定了19个初筛鉴定的抗性水稻品种对褐飞虱的抗性反应,结果表明：2个水稻品种（江农早1号和三粒寸）在3种鉴定方法条件下均表现为抗性或免疫水平。     

几种农药对水稻褐飞虱的防治效果试验

经试验表明,用25%吡蚜酮可湿性粉剂可以持久有效地控制褐飞虱成虫,一般用量20g/667 m2时就可以达到理想的防治效果,10%吡虫啉、25%噻嗪酮可以在较短的时间内较好地防治褐飞虱,此办法可以迅速将虫量压到最低,但是要想长期对其进行控制,应在用药之后及时进行检测,预防虫量回升。     

水稻褐飞虱防控关键技术的研究进展

综述了水稻褐飞虱化学防治中抗药性的产生和治理、水稻抗虫育种中抗性鉴定方法和抗性利用及褐飞虱体内共生菌利用等方面的研究情况,讨论了褐飞虱防控关键技术的的研究现状和应用前景。     

环境因素对水稻品种抗褐飞虱的影响研究概况

褐飞虱是东南亚、东亚水稻产区的重要害虫。栽培丰产的抗虫水稻品种是防治该虫经济有效的措施之一,由于作物抗虫性是在一定的环境条件下寄主与昆虫相互作用的表现,不同环境条件对作物抗虫性有影响。本文从气候因素、土壤肥力因素、生物因素、人为因素、抗虫品种和褐飞虱及不同因素综合作用等几方面概述了环境因素对水稻品种抗褐飞虱的影响,并提出了有待于今后进一步研究的问题。     

外源油菜素甾酮处理水稻对褐飞虱取食和产卵选择性等行为的影响

为了解经油菜素甾酮处理后水稻对褐飞虱Nilaparvata lugens的抗性,通过在水稻培养液中添加不同浓度的油菜素甾酮,观察水稻对褐飞虱取食和产卵、若虫生长发育、羽化等行为的影响,评估油菜素甾酮在水稻抗虫防御反应中的作用。结果表明,水稻培养液中的油菜素甾酮可被水稻有效吸收并产生生理活性。经0.01～10μmol/L油菜素甾酮处理后水稻叶片弯曲程度均显著增加,其叶角分别为对照的3.3～11.0倍。褐飞虱取食和产卵嗜好性与油菜素甾酮处理浓度密切相关,经较低浓度0.005～0.05μmol/L油菜素甾酮处理的水稻能显著降低褐飞虱雌成虫的取食和产卵嗜好性,其产卵量为对照的35.0%～73.9%;而较高浓度0.1～5μmol/L油菜素甾酮处理则增加褐飞虱雌成虫的取食和产卵嗜好性,其产卵量为对照的1.3～1.8倍。0.01、1、5、10μmol/L油菜素甾酮处理的水稻显著降低褐飞虱若虫的羽化率,为对照的32.5%～53.3%。0.1～10μmol/L油菜素甾酮处理显著缩短褐飞虱若虫发育历期,仅为对照的94.1%～96.9%。褐飞虱若虫存活数和初羽化雌成虫体重分别仅在0.1、10μmol/L油菜素甾酮处理下显著降低。表明油菜素甾酮处理水稻可对水稻抗虫防御反应产生影响,其具有作为生态功能分子用于褐飞虱田间防控的潜力。     

褐飞虱与白背飞虱为害诱导水稻防御反应的比较

为探究2种稻飞虱——褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)和白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)诱导的水稻防御反应差异,于室内测定了水稻在分别受褐飞虱或白背飞虱产卵雌成虫为害时,其茉莉酸、水杨酸、乙烯、H_2O_2以及挥发物含量的变化。结果表明,尽管褐飞虱和白背飞虱产卵雌成虫的为害均可以诱导水稻茉莉酸、水杨酸、乙烯和H_2O_2等防御相关信号分子以及一些水稻挥发物含量的增加,但是二者的诱导作用存在差异。水稻在受白背飞虱产卵雌成虫为害时,茉莉酸的含量在3 h时就显著升高,12 h时含量达到最高;而受褐飞虱产卵雌成虫为害时,6 h时茉莉酸含量才显著升高,72 h时含量达最高;并且在2种稻飞虱为害的3～48 h内,白背飞虱为害诱导的茉莉酸含量始终显著高于褐飞虱为害诱导的。水稻受白背飞虱产卵雌成虫为害24 h后诱导的水杨酸含量、为害48 h后诱导的乙烯含量、为害72 h后诱导的H_2O_2含量及为害24 h后诱导的挥发物释放量分别是褐飞虱产卵雌成虫为害诱导的1.28、1.45、4.10和1.77倍。表明水稻能识别褐飞虱和白背飞虱的为害,从而做出针对害虫种类特异性的防御反应;并且水稻对白背飞虱产卵雌成虫为害所做出的防御反应比对褐飞虱的更强烈。     

杀虫剂防治水稻褐飞虱的有效利用率分析

通过综合分析杀虫剂对水稻褐飞虱的毒力测定结果、褐飞虱田间防治指标、杀虫剂田间推荐剂量及杀虫剂经稻田叶面喷施后在田间的分布等文献资料,发现杀虫剂防治褐飞虱的田间推荐剂量的有效利用率不足0.1%。理论上,通过室内毒力测定可获得杀虫剂杀死褐飞虱种群90%个体的致死剂量 (LD₉₀,单位:μg/头),用稻田中褐飞虱的发生量乘以LD₉₀值即为杀死90%田间虫量的杀虫剂有效用量;而实际上杀虫剂的田间推荐剂量却是其有效用量的千倍以上。分析出现这种现象的原因可能有:1) 在褐飞虱为害的水稻孕穗期和扬花期,采用手动喷雾器进行叶面喷雾时,杀虫剂在水稻上的沉积率为34.25%～46.10%,但其中82%以上分布在水稻冠层以上部位,分布在水稻基部茎秆部位的不足2%,只占杀虫剂使用量的0.5%左右;2) 褐飞虱获取致死剂量的杀虫剂后死亡,但杀虫剂和褐飞虱在田间的分布极不均匀,当最低剂量的杀虫剂和最多虫量的褐飞虱出现在同一株水稻上时,该剂量必须能够控制褐飞虱的为害,那么对于有更多杀虫剂和更少褐飞虱的植株而言,就必然造成杀虫剂的浪费,从而降低其有效利用率;3) 约有50%以上的杀虫剂洒落在稻田水中,经田水稀释后的质量浓度远远低于杀死褐飞虱种群10%个体的致死浓度 (LC₁₀值,单位:mg/L),不能有效杀死褐飞虱。作者认为,通过人工智能,将杀虫剂直接喷洒在褐飞虱发生为害的部位,并根据虫量进行变量施药,必将大幅提高杀虫剂防治水稻褐飞虱的有效利用率。     

短时高温胁迫对褐飞虱存活及其热激蛋白基因hsp70表达的影响

为探讨短时高温胁迫对褐飞虱成虫存活的影响及热激蛋白基因hsp70在此过程中的作用,通过室内试验观察羽化24 h内的褐飞虱成虫经过不同高温(31~40℃)暴露和不同恢复时间(1~72 h)后的存活及其体内hsp70表达情况,并构建了褐飞虱hsp70实时荧光定量RT-PCR检测体系。结果表明,褐飞虱在31~39℃下暴露2 h对其成虫存活无显著影响,39.5℃下其存活率显著降低,为44.4%,40℃下无成虫存活;在37℃下暴露2 h后,在12 h的恢复时间内褐飞虱的存活率与对照组无显著差异,但随着恢复时间延长存活率迅速下降。缓和高温(31℃和33℃)对褐飞虱成虫hsp70表达具有诱导作用,其表达量分别为对照组的3.8和6.7倍;在35℃和37℃时达到最高峰,为对照组的291.2和232.5倍;当温度达到39℃和39.5℃时hsp70表达量呈下降趋势,但仍为对照组的46.7和26.2倍。褐飞虱37℃处理2 h后,随着恢复时间的延长,hsp70基因表达水平迅速下降,恢复48、72 h时,仅为对照组的0.4和0.7倍。推测该基因的表达在褐飞虱抵抗短时高温胁迫过程中具有重要作用。     

小黑瓢虫雌成虫滞育基因的转录组测序分析

为明确小黑瓢虫Delphastus catalinae滞育的分子机制,使用Illumina HiSeq2500高通量测序平台分析小黑瓢虫雌成虫非滞育期、滞育期和滞育解除期的相对转录水平,从转录组测序数据中选取碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）基因、过氧化氢酶（catalase,CAT）基因、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）基因、过氧化物酶（peroxidase,POD）基因、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）基因、海藻糖酶（trehalase,TRE）基因、促葡萄糖转运1蛋白亚基基因Ref和SCoAL琥珀酰辅酶连接酶基因GDP-forming,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRTPCR)技术检测上述基因在小黑瓢虫雌成虫3个不同时期的表达特征。结果显示,从9个样品中共筛选出67.86 Gb的clean data;936 447条contig被组装成52 255条unigene,所有的unigene都通过BLAST对Nr数据库进行了注释,有23 539...     

亚致死浓度烯啶虫胺对水稻抗性物质及褐飞虱生殖参数的影响

为明确烯啶虫胺对褐飞虱Nilaparvata lugens的防控效果,采用稻茎浸渍法测定亚致死浓度烯啶虫胺对水稻生理生化指标以及褐飞虱雌成虫繁殖力的影响。结果表明,亚致死浓度烯啶虫胺处理后,水稻中草酸含量在第2天时无明显变化,在第4天时升高了20.5%;类黄酮含量分别升高了9.6%和40.6%;游离氨基酸含量分别下降了20.1%和42.4%;蔗糖含量在第2天时与对照间无显著差异,在第4天时升高了38.5%。亚致死浓度烯啶虫胺对褐飞虱生殖存在显著影响,雌成虫羽化2 d和4 d时,卵巢中可溶性蛋白含量分别下降了31.2%和40.9%;脂肪体中可溶性蛋白含量分别下降了19.0%和38.8%。亚致死浓度烯啶虫胺处理抑制了雌成虫卵巢发育,褐飞虱卵黄原蛋白（Nilaparvata lugens vitellogenin,NlVg）基因表达量在第 2 天时与对照间无显著差异,在第 4 天下降了57.5%;同时显著影响了褐飞虱生殖力,雌成虫产卵量减少了58.1%,产卵历期缩短了36.7%,寿命缩短了28.0%,但对雌成虫产卵前期无显著影响。表明亚致死浓度烯啶虫胺处理后可能通过诱导水稻次生代谢产物含量上升来提高水稻对褐飞虱的抗性,而且对褐飞虱繁殖力也有显著影响。     

水稻锯齿叶矮缩病毒对褐飞虱生长发育和生殖的影响

为明确水稻锯齿叶矮缩病毒（rice ragged stunt virus,RRSV）对褐飞虱Nilaparvata lugens生长发育和生殖的影响,分别比较带毒褐飞虱与未带毒褐飞虱的若虫发育历期、成虫寿命、性比、翅型及产卵量,并利用实时荧光定量PCR（real-time quantitative PCR,RT-qPCR）技术分析RRSV侵染后褐飞虱体内卵黄原蛋白（vitellogenin,Vg）与其受体（vitellogenin receptor,VgR）以及海藻糖代谢途径中相关基因表达量的情况。结果显示,带毒褐飞虱的若虫历期显著高于未带毒褐飞虱的若虫历期,分别为17.56 d和15.90 d;带毒褐飞虱的成虫寿命、雌虫比例和短翅比例均高于未带毒褐飞虱的,但两者间均无显著差异;带毒褐飞虱较未带毒褐飞虱单雌日产卵量显著提升,分别为11.26粒和6.45粒;带毒褐飞虱的Vg、VgR和海藻糖转运蛋白基因（trehalose transporter,TRET）表达量均显著高于未带毒褐飞虱的。表明RRSV侵染会显著延长褐飞虱若虫发育历期,同时可能通过上调Vg、VgR以及TRET的表达量以促进褐飞虱生殖。     

细胞黏附蛋白NlPER1影响褐飞虱的存活与繁殖

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)细胞黏附蛋白(peroxinectin 1,NlPER1)在调控褐飞虱生长、发育及繁殖中的作用及其机理,通过克隆NlPER1基因的cDNA全长,分析NlPER1在褐飞虱不同组织和龄期中的表达谱,同时利用RNA干扰技术探究其生物学功能。结果显示,NlPER1包含1个1 560 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码519个氨基酸;预测该基因编码的蛋白分子量为58.9 kD,等电点为5.61,无分泌信号肽和跨膜区,具有亚铁血红素结合位点和Ca~(2+)结合位点。该基因在褐飞虱头部组织中的相对表达量最高,并显著高于其它组织;在5龄若虫和初羽化成虫中的相对表达量显著高于其它龄期;其转录水平不受球孢白僵菌Beauveria bassiana侵染的影响。沉默NlPER1不影响褐飞虱若虫体内的H_2O_2含量,但会导致褐飞虱若虫存活率、雌成虫蜜露分泌量及产卵量显著下降,分别只有dsGFP对照组的52.94%、69.86%和69.00%。表明NlPER1在褐飞虱生长发育、存活与繁殖中发挥着重要作用,但这些作用与清除褐飞虱体内的H_2O_2无关。     

南方水稻黑条矮缩病株对非介体稻飞虱-褐飞虱取食行为的影响

为明确感染南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)水稻对非介体褐飞虱取食行为的影响,在人工气候室通过刺探电位监测技术对褐飞虱在感染SRBSDV水稻植株和健康水稻植株上的取食行为进行持续监测和比较分析。结果表明,与对照相比,在感染SRBSDV水稻植株上取食的褐飞虱其取食路径波Nc(N2+N3)(口针在维管束组织移动)的总持续时间显著延长了116.69%,Nc(N2+N3)波形持续时间占总监测时间的百分数也显著提高了100.42%;而口针刺探次数和刺探时间、在韧皮部及木质部取食次数和持续时间等均无显著差异。表明水稻感染SRBSDV后对褐飞虱的取食行为影响不大,仅显著延长了其到达取食位点的时间。