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。     

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。     

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。     

不同褐飞虱寄主种群类酵母共生菌形态和数量的比较

 对分别在不同水稻品种TN1（感虫品种）、Mudgo（含Bph1抗虫基因）、ASD7（含bph2抗虫基因）上连续饲养了117代以上的3个褐飞虱寄主种群（分别称为TN1种群、Mudgo种群、ASD7种群）体内类酵母共生菌的形态和数量进行了比较。各褐飞虱种群类酵母共生菌的长和宽差异显著,且ASD7种群＞TN1种群＞Mudgo种群;长宽比无明显差异。种群间类酵母共生菌数量的差异因试虫性别而异,不同种群的褐飞虱雌虫含菌量无明显差异,雄虫则表现出TN1种群＞ASD7种群＞Mudgo种群的趋势,其中TN1种群与后两者差异显著,后两者间无显著差异。各褐飞虱种群转移到不同水稻品种上饲养1代,雌虫含菌量变化大多不明显,但雄虫较明显。感虫品种TN1上雄虫转移到两个抗性品种Mudgo和ASD7上饲养含菌量显著降低,抗虫品种上的雄虫转移到TN1上则含菌量显著增加,抗虫品种间的转移含菌量则没有明显变化。     

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     

田间发生与室内内驯化的褐飞虱生物型2的特性比较

比较研究了采自菲律宾国际水稻研究所室内长期用水稻抗性品种Mudgo驯化的褐飞虱生物型2和从广西田间褐飞虱种群中分离获得的田间生物型2的致害性、在不同抗性品种上的生长发育和生殖等特性。结果表明室内和田间生物型2对Mudgo和IR26的致害能力相同，即两者均能成功地致害含Bph1基因的水稻品种，但田间生物型2对ASD7和IR36的致害性明显比室内生物型2强，说明两者在具有抗性bph2的水稻品种上致害性有差异。取食不同抗性品种时，田间生物型2的若虫历期均比取食相同品种的室内生物型2短，两个生物型2在取食ASD7时的若虫历期量长、存活率最低、雌成虫体重最轻、产卵量和蜜露量最少、种数增长指数和营养指数和营养指数量低。取食IR26的田间生物型2的若虫存活指数和种群增长指数均明显高于取食IR26的室内生物型26的指数，同时也显著高于取食Mudgo的生物型2。建议在进行褐飞虱致害性监测和水稻品种抗性评价时以选用IR26为宜。     

稻株中抗原次生物质含量变化及其对水稻褐飞虱抗性的影响

 对影响水稻对褐飞虱生物型Ⅱ抗性水平的主要抗原次生化合物，即HPLC谱图中的4个谱峰（峰1、峰2、峰8、峰12）对应的次生化合物的含量变化及其对抗性的影响进行了研究。结果表明，某些品种不同苗龄稻株对褐飞虱生物型Ⅱ的抗性差异，极可能就是这4个相关抗原次生化合物在不同生育期的含量变化所致；与水稻植株其他部位相比，这4种抗原次生物质在叶鞘中的含量最低。这也许是褐飞虱喜欢聚集在叶鞘部位取食的化学因素之一。     

田间发生与室内驯化的褐飞虱生物型2的特性比较

比较研究了采自菲律宾国际水稻研究所室内长期用水稻抗性品种Mudgo驯化的褐飞虱生物型2和从广西田间褐飞虱种群中分离获得的田间生物型2的致害性、在不同抗性品种上的生长发育和生殖等特性。结果表明室内和田间生物型2对Mudgo和IR26的致害能力相同,即两者均能成功地致害含[WTBX][STBX]Bph1[WTBZ][STBZ]基因的水稻品种,但田间生物型2对ASD7和IR36的致害性明显比室内生物型2强,说明两者在具有抗性[WTBX][STBX]bph2[WTBZ][STBZ]的水稻品种上的致害性有差异。取食不同抗性品种时,田间生物型2的若虫历期均比取食相同品种的室内生物型2短,两个生物型2在取食ASD7时的若虫历期最长、存活率最低、雌成虫体重最轻、产卵量和蜜露量最少、种群增长指数和营养指数最低。取食IR26的田间生物型2的若虫存活指数和种群增长指数均明显高于取食IR26的室内生物型2的指数,同时也显著高于取食Mudgo的生物型2。建议在进行褐飞虱致害性监测和水稻品种抗性评价时以选用IR26为宜。     

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...     

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。     

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。     

苗期抗性不同的水稻品种成株期对褐飞虱的抗性

 在浙江富阳评价了汕优63（含Bph1）、IR42（含bph2）、IR56（含Bph3）和TN1(感虫对照)以及新近育成的杂交稻中浙优1号、国稻6号等苗期抗性不同的水稻品种成株期对褐飞虱的抗性。结果表明,苗期中抗（5级）以上的水稻品种在成株期均表现出明显的抗性;苗期高感(9级)的水稻品种成株期亦感虫,但田间虱烧出现时间和虱烧程度有所差异。苗期高感的中浙优1号田间“虱烧”发生时间比同样高感的TN1晚5 d,推测中浙优1号对褐飞虱有一定的耐受性,这是在苗期鉴定中不能体现的。因此,应重视对苗期感虫的优良水稻品种的成株期抗性鉴定。     

水稻抗褐飞虱基因研究进展与展望

褐飞虱严重影响水稻的产量和品质,抗虫品种的培育和种植是控制该虫害最安全有效的措施。水稻抗褐飞虱育种的关键是抗虫基因的发掘和合理利用。目前至少报道了34个褐飞虱抗性位点,其中28个主效抗性基因已被定位,显性基因Bph3、Bph14和Bph26已被成功克隆。介绍了水稻褐飞虱的生物型及抗性机理、褐飞虱抗性基因定位与克隆及抗虫基因在育种上的应用,并对水稻褐飞虱抗性育种面临的问题和应用前景进行了讨论。     

不同致害性褐飞虱种群刺吸电位图（EPG）的比较

 利用刺吸电位图(EPG)比较分析了两个致害性不同的褐飞虱种群（TN1种群、Mudgo种群）在感虫品种TN1和抗性品种Mudgo（含Bph1抗虫基因）上的取食行为。结果表明,种群类型、水稻品种对I波的影响最明显,A波次之,S波再次之;试虫性别对各参数均无显著影响。TN1种群在TN1上及Mudgo种群在TN1、Mudgo上这3种能致害处理下的S波、A波均短于TN1试虫在Mudgo上（不能致害）,其中A波的差异达显著水平;而能致害的3种处理的I波持续时间则显著长于不能致害处理。若以3 h内I波持续时间75 min为分界线,高于该值为能致害,低于该值为不能致害,对TN1种群、Mudgo种群致害性的判别准确率分别为82.6%和100%。提出该参数可用于进一步开发褐飞虱个体致害性检测新技术。     

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。     

关中冬小麦叶片氮素含量高光谱遥感监测模型

为给黄土高原大范围的冬小麦氮素营养遥感监测提供理论依据,通过田间试验,研究了冬小麦叶片氮素含量遥感监测的最佳生育时期、最敏感波段及其他最优光谱参量。结果表明,灌浆期是利用高光谱遥感监测冬小麦叶片氮素营养状况的最佳生育时期;在拔节、抽穗和灌浆期680nm波段光谱反射率R680均能较好地反映冬小麦叶片氮素含量,基于光谱位置以及叶面积指数的光谱参量也能较好地反映冬小麦叶片氮素含量。拔节期、抽穗期和灌浆期分别以680nm波段光谱反射率R680、绿峰反射率Rg和植被指数(SDr-SDb)/(SDr+SDb)对小麦叶片氮素含量的拟合效果最佳,其回归方程分别为Y=27.54-280.247 X+1456.245 X2、Y=8.632 X-0.24和Y=25.83 X1.012。     

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...     

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。     

稻褐飞虱实验种群致害性变异

以蜜露排泄量为稻褐飞虱致害性指标对稻褐飞虱实验种群的致害性变异进行了研究。首先测定了褐飞虱3个实验种群(TN1种群、Mudgo种群和ASD7种群)[分别用水稻品种TN1、Mudgo和ASD7强迫饲养82代,其中TN1种群(T)为弱致害力种群,Mudgo种群(M)和ASD7种群(A)为强致害力种群]分别在感虫和抗虫品种上的蜜露排泄量。结果表明,寄主表现感虫还是抗虫,与褐飞虱致害力之间存在交互作用。将不同致害力的褐飞虱种群接在抗虫品种上,才可能观察到较大的致害性差异,据此比较了杂交F1代与亲本种群个体、自交F2代与杂交F1代种群个体在抗虫品种上的致害性差异,以分析褐飞虱致害性变异规律。杂交F1代（包括T♀×M♂,A♀×T♂两种处理）雌成虫的平均致害力均介于两个亲本之间,其值与强致害力亲本的更为接近;杂交F1代雌成虫致害力的变异程度均显著地大于弱致害亲本,而与强致害性的亲本相比几乎无明显的差异;表明相对于弱致害性,褐飞虱的强致害性可能为一显性性状。与杂交F1代相比,T♀×M♂处理中自交F2代雌成虫的致害力无显著变化,而A♀×T♂处理中自交F2代雌成虫的致害力显著大于杂交F1代;两种处理中,自交F2代的方差或显著小于杂交F1代,或稍大于杂交F1代,表明自交F2代种群个体未增加新的遗传分离。