褐飞虱和白背飞虱对不同飞虱取食后稻株的选择性

研究了3种类型水稻品种上褐飞虱和白背飞虱对不同飞虱取食后稻株和未取食稻株的选择性差异。结果表明,褐飞虱在籼稻浙852和粳稻秀水11上主要选择白背飞虱取食后的稻株,在籼粳杂交稻协优9308上表现为差异不明显;白背飞虱则在浙852上主要选择褐飞虱取食后稻株。对3个品种稻株中游离氨基酸含量的分析结果表明,飞虱取食诱导稻株中游离氨基酸总量上升以及各种游离氨基酸含量的变化与以后取食的稻飞虱的寄主选择之间无必然联系。     

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。     

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。     

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。     

Bt籼稻对褐飞虱取食、产卵行为的影响

比较了褐飞虱在2个Bt籼稻纯合品系，即TT9-3、TT9-4，及亲本对照IR72上的取食和产卵行为。结果表明，在选择性条件下，褐飞虱于稻株上的着虫比率在Bt籼稻与对照间无显著差异，而稻株中部和整个叶鞘的取食刺探痕数、产卵选择比率和产卵量则均以Bt籼稻显著为低。在非选择性条件下，稻株叶鞘上的取食刺探痕数在Bt籼稻与对照间无显著差异，而排泄的蜜露量则多以Bt籼稻尤其是TTP9-4显著为少。可见，供试的2个Bt籼稻品系不利于褐飞虱的取食或产卵，表现有抗褐飞虱的能力。     

水稻品种抗褐飞虱测定及应用

１９９４～１９９５年对１１个水稻品种（系）抗褐飞虱测定结果表明，以嘉４５、丙１０６７抗性最好；丙９１－０９、９３－６３、９１－１７次之；９３－７４、丙８１４、秀水１１为中感水平；祥湖８４、海繁１号、海繁２号抗性表现最差，属感虫水平。根据抗虫性测定结果，在生产上可扩大推广嘉４５、丙１０６７等品种（系），以控制褐飞虱的发生危害     

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。     

抗褐飞虱水稻IR36活性成分及其对褐飞虱的拒食和忌避产卵作用

通过对抗性水稻品种IR36地上部分次生化合物的提取分离得到四种不同溶剂的萃取物。结果显示乙酸乙酯萃取物处理对褐飞虱若虫的活性最强。乙酸乙酯萃取物经柱层析分离得到白色针状晶体组分F4-1,分别测试了组分F4-1对褐飞虱若虫取食和褐飞虱成虫产卵的抑制作用。结果表明,组分F4-1对褐飞虱3龄若虫的取食有明显的抑制作用。在20μg/mL浓度时,褐飞虱3龄若虫蜜露分泌量明显减少,随着处理浓度的增加褐飞虱3龄、4龄若虫的蜜露分泌量均明显减少。在500μg/mL时,对褐飞虱3、4龄若虫的拒食率分别为68.95%和60.28%。在100和500μg/mL浓度时,褐飞虱3龄若虫的死亡率显著高于对照。组分F4-1在500μg/mL浓度时,对褐飞虱成虫的产卵有显著的抑制作用,产卵忌避率达91.03%。组分F4-1经气相色谱-质谱(GC-MS)分析,其成分分别是(3α,24S)-5-烯-3-豆甾醇、反式-5,22-二烯-3α-豆甾醇、菜油甾醇和(3β,22Z)5,22-二烯-3-豆甾醇乙酯。     

取食不同水稻品种对褐飞虱和稻株内海藻糖及海藻糖酶的影响

为明确不同水稻品种与褐飞虱的相互作用关系,以水稻品种TN1(感虫品种)、中浙优1号(生产主栽品种)和IR56(抗虫品种)为研究对象,分别采用蒽酮法和葡萄糖分析试剂测定了褐飞虱取食不同水稻品种后对褐飞虱和稻株体内的海藻糖含量及海藻糖酶活性的影响。结果显示,被褐飞虱取食后,IR56和中浙优1号的海藻糖酶活性分别由无虫状态下的3.56、4.34 nmol·g~(-1)·min~(-1)显著升高至7.53、6.05 nmol·g~(-1)·min~(-1),海藻糖含量分别由12.10、5.14 nmol/μg降至3.14、2.43 nmol/μg,而TN1的海藻糖酶活性由1.46 nmol/μg显著升高至3.05 nmol/μg,海藻糖含量无明显变化。取食TN1、IR56和中浙优1号后,褐飞虱体内的海藻糖含量分别为0.53、0.28和0.20nmol/μg,取食后二者的褐飞虱体内海藻糖含量与TN1组相比较均显著降低;且褐飞虱体内海藻糖酶活性以及3个海藻糖酶基因在mRNA水平均显著低于TN1组。表明海藻糖及海藻糖酶在褐飞虱与抗虫水稻的相互作用中可能发挥着重要的调控作用。     

敲除OsLRR-RLK18基因提高水稻对褐飞虱的抗性

为明确富亮氨酸重复类受体蛋白激酶（leucine-rich repeat receptor-like kinase,LRR-RLK）编码基因OsLRR-RLK18在调控水稻对褐飞虱Nilaparvata lugens防御中的作用及机理,以野生型水稻品系、OsLRR-RLK18基因敲除纯合水稻品系为研究对象,测定不同水稻品系的株高和根长、不同水稻品系对褐飞虱生物学参数的影响及褐飞虱为害后不同水稻品系中防御信号分子含量和防御化合物含量。结果显示,敲除OsLRR-RLK18基因后水稻株高和根长降低,褐飞虱为害后期诱导的茉莉酸、茉莉酸-异亮氨酸和脱落酸含量显著增加,但水稻组成型（未受褐飞虱为害）和为害早期的水杨酸和过氧化氢含量降低,引起水稻多种挥发物组分释放量增加,木质素、对香豆酰腐胺及樱桃苷、刺苞菊苷和大波斯菊苷3种类黄酮含量下降,最终导致褐飞虱卵孵化率和产卵量显著降低。表明OsLRR-RLK18基因参与了水稻对褐飞虱为害的防御反应,在调控水稻对褐飞虱的抗性中发挥着一定作用。     

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。     

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。     

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。     

水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)在稻田缺水条件下的发生和灾变规律,以感虫水稻品种TN1为材料,以取食无水分胁迫水稻的褐飞虱为对照组,取食水分胁迫(以15%PEG6000营养液处理48 h模拟)水稻的褐飞虱为处理组,采用Illumina转录组测序技术研究水分胁迫下水稻对褐飞虱转录组的影响。结果显示,测序序列经拼接后得到褐飞虱全部单基因unigene共47 335条,平均长度为1 234 bp;与对照组相比,处理组中表达量差异显著的基因共有1 331条,其中表达量上调的基因有712条,表达量下调的基因有619条;随机选取20条具有显著表达差异的基因,通过实时荧光定量PCR方法检测其表达量以进行验证,其中有13条基因的表达量与测序结果变化一致。对差异表达基因进行GO注释和KEGG代谢通路功能富集分析表明,能量代谢和水分代谢相关通路在水分胁迫处理的褐飞虱中显著富集,表明这几类基因在褐飞虱应答水分胁迫中发挥了重要作用。     

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。     

六种植物精油对褐飞虱和稻虱缨小蜂行为的影响

为研发基于植物精油的褐飞虱Nilaparvata lugens驱避剂和稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae引诱剂,利用嗅觉仪测试了6种植物精油在不同浓度下对褐飞虱和稻虱缨小蜂的行为反应。结果表明,6种植物精油对褐飞虱和稻虱缨小蜂行为的影响具有种类差异性,不同植物精油对昆虫的行为影响有较大差异。此外,褐飞虱和稻虱缨小蜂对植物精油的嗅觉反应还与精油浓度有关,精油浓度范围在100～5 000 mg/L时,山楂油、白木香油、金银花油、肉桂油和鱼腥草油对褐飞虱雌成虫表现出明显的趋避效果,其中山楂油和金银花油的驱避效果最好,二者在100、500、1 000和5 000 mg/L这4个浓度下均能显著驱避褐飞虱。0.1 mg/L和1 mg/L浓度的山楂油、0.1 mg/L浓度的白木香油和1 mg/L浓度的丁香花蕾油对稻虱缨小蜂雌成虫有较强的吸引力。较高浓度10 mg/L的鱼腥草油对稻虱缨小蜂有明显的驱避性。表明植物精油可以明显地影响褐飞虱和稻虱缨小蜂的行为,可作为行为调控物在"推-拉"策略中防控褐飞虱。     

褐飞虱化学感受蛋白基因克隆与信号肽活性鉴定

为科学利用化学感受蛋白（chemosensory protein,CSP）绿色防控褐飞虱Nilaparvata lugens,采用同源序列比对和基因克隆对褐飞虱CSP基因进行鉴定,利用基因组分析其CSP基因簇,通过酵母信号肽分泌验证系统验证褐飞虱CSP信号肽的活性。结果显示,共克隆了15个褐飞虱CSP基因,其中有4个CSP基因为新鉴定到的;共发现了2个CSP基因簇,均位于褐飞虱2号染色体上;14个CSP的N末端序列有较强的信号肽分泌活性,其中11个活性序列与SignalP-4.1预测的序列一致,另外3个CSP的活性序列比SignalP-4.1预测的序列长。     

褐飞虱内共生菌研究进展

褐飞虱Nilaparvata lugens是我国及东南亚地区水稻上的主要害虫,其体内存在的大量共生菌是褐飞虱生物防治中尚未开发的一类重要微生物资源。褐飞虱内共生菌种类丰富多样,目前研究主要集中于其初级共生真菌——类酵母共生菌（yeast-like symbiotes,YLS）和2类次级共生细菌——沃尔巴克氏体Wolbachia和杀雄菌Arsenophonus。早期关于褐飞虱内共生菌的分离及种类鉴定主要采用体外离体培养、克隆文库构建以及PCR-变性梯度凝胶电泳等传统技术。近年来,宏基因组和高通量测序技术的应用极大拓展了褐飞虱内共生菌种类多样性研究的深度。内共生菌不仅参与褐飞虱的营养代谢,为宿主提供氨基酸、维生素和甾醇等必需营养物质以满足宿主正常的生长发育和繁殖,同时还可以介导宿主的致害性变异、抗药性产生和病原物防御等生理过程。鉴于内共生菌在褐飞虱生长发育及环境适应过程中的重要作用,利用内共生菌对褐飞虱进行生物防控已成为目前研究的一大热点,并展现出良好的应用前景。该文对褐飞虱内共生菌的主要种类及其生物学特性进行介绍,对其分离鉴定技术和多样性分析技术进行总结,并对褐飞虱内共生菌的生物学功能进...