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。     

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。     

褐飞虱对二化螟为害诱导水稻挥发物的行为反应

前期研究发现,二化螟为害稻株对褐飞虱具有显著的引诱作用。为了鉴定对褐飞虱寄主选择行为具有显著调控作用的水稻挥发物,本文通过H型嗅觉仪研究了二化螟为害诱导水稻释放的15种重要水稻挥发物对褐飞虱寄主选择行为影响。结果显示,β-石竹烯、2-壬酮、大根香叶烯D和(3E)-4,8-二甲基壬-1,3,7-三烯对褐飞虱有显著的引诱作用;水杨酸甲酯、2-十一烷酮和(3E,7E)-4,8,12-三甲基十三-1,3,7,11-四烯对褐飞虱有显著的排斥作用;而α-蒎烯、2-十三烷酮、十三醛、苯甲酸苯甲酯、异氟尔酮、2-十五烷酮、邻伞花烯烃和肉豆蔻酸异丙酯对褐飞虱行为选择没有显著影响。结果表明,二化螟为害诱导稻株不仅释放对褐飞虱具有引诱作用的化合物,同时也释放对褐飞虱具有排斥作用的化合物,褐飞虱对二化螟为害稻株的偏爱性源于二化螟诱导水稻释放的不同化合物的综合作用。研究鉴定的对褐飞虱寄主选择行为具有显著调控作用的水稻挥发物为研制褐飞虱驱避剂和引诱剂奠定了基础。     

水稻对褐飞虱和白背飞虱的抗性及其机制研究进展

作物品种抗虫性是害虫综合治理中重要的技术措施。筛选抗性材料和评价其抗性机制是作物育种和害虫综合治理的关键所在。本文综述了水稻品种对褐飞虱和白背飞虱的抗性及其机制,并介绍了抗稻飞虱的基因及其在育种上的应用。可为水稻抗稻飞虱品种的选育和利用以及稻飞虱的综合治理提供借鉴。     

抗褐飞虱兼抗白背飞虱水稻种质资源发掘

为了发掘出对褐飞虱生物型Ⅱ、孟加拉型及白背飞虱具有抗性的稻种资源供抗褐飞虱兼抗白背飞虱育种选用,采用苗期群体鉴定法对383份水稻种质资源进行了抗性鉴定。发掘出107份抗褐飞虱兼抗白背飞虱的稻种资源。其中,抗褐飞虱生物型Ⅱ兼抗白背飞虱的稻种资源58份,占抗性鉴定总数的15.14%;抗褐飞虱孟加拉型兼抗白背飞虱的稻种资源49份,占抗性鉴定总数的12.79%。本研究发掘的107份抗褐飞虱兼抗白背飞虱的稻种资源,在育种时可作为亲本选用。     

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。     

重庆秀山县褐飞虱和白背飞虱种群发生规律研究

为了给重庆秀山县褐飞虱和白背飞虱的综合防治及异地预测预报提供理论依据,利用1990年以来该地区水稻预测圃两种飞虱发生的历史资料,较系统地研究了两种飞虱在该地区的发生及迁出规律.结果表明,该地田间稻飞虱为害呈明显双峰型,前期以白背飞虱为主,后期以褐飞虱为主,前后发生均重.在20世纪90年代,褐飞虱田间发生高峰期主要在8月上、中旬,近10年高峰期集中在8月下旬,白背飞虱在20世纪90年代田间发生高峰日主要集中在7月中旬,近10年高峰日集中在7月上旬;1990年-1999年,褐飞虱长翅型田间发生高峰期主要在8月中旬,近10年高峰期在8月下旬;1990年-1999年,白背飞虱长翅型田间发生高峰期主要在7月中旬和8月上旬,近10年高峰期在7月中、下旬.表明近20年,褐飞虱田间发生高峰期延迟,白背飞虱高峰期提前;褐飞虱迁出峰期延迟,白背飞虱迁出峰期提前.     

荆门市水稻褐飞虱发生与预测预报

1发生概况自1974年以来,荆门市稻飞虱发生严重的年份有1980年、1981年、1982年、1987年、1991年、2002年和2006年。1982年,褐飞虱与白背飞虱并重发生,上述其他年份为褐飞虱严重发生,其中第4代褐飞虱是主害代。2预报因子的探讨2.1若以田间稻飞虱总虫量为预报要素2006年第4代稻飞虱大暴发,1987年属3级发生,局部大发生,2002年属4级发生。对1987年、2002年、2006年稻飞虱发生量进行比较,见图1,发现2006年8月11日以前稻飞虱的总体虫量并不高,比不上1987年、2002年的同期虫量。但8月11日后,其激增速度超乎想象,最终大暴发。我地发布第4代稻飞虱预…     

早稻田白背飞虱和褐飞虱种群发生新态势

系统调查研究了近年白背飞虱和褐飞虱在粤西双季早稻田中的发生动态。结果表明 ,在广东肇庆地区早稻种植区稻飞虱田间种群一般 5月上旬、5月底到 6月初出现 2个发生高峰。近年白背飞虱成为早稻上稻飞虱中的优势害虫。在当地水稻栽培品种中以茉莉新占、山溪占类品种稻飞虱发生数量较高。     

索线虫科线虫对白背飞虱和褐飞虱的寄生动态及其防控效果

为明确田间水稻白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)和褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)的主要寄生性天敌索线虫科线虫的寄生动态及防控效果,于2013—2015年在湖南省长沙市宁乡市通过田间调查和线虫罩笼法研究了索线虫科线虫对白背飞虱和褐飞虱的寄生动态以及优势种长沙多索线虫Agamermis changshaensis Bao,Luo et Luo对褐飞虱的防控效果。结果表明,在长沙市,索线虫科线虫寄生白背飞虱始见期为6月底至7月初,1个月后出现高峰期,基本与白背飞虱发生高峰期同步;对褐飞虱寄生高峰期早稻多发生在7月中下旬,而晚稻在8月底至9月中旬。索线虫科线虫对白背飞虱雌虫、高龄若虫和雄虫最高寄生率分别为16.95%、14.81%和7.69%;而对褐飞虱雌虫、高龄若虫和雄虫最高寄生率分别为43.33%、20.93%和11.63%。2014年和2015年罩笼盆栽试验结果表明,处理后45 d长沙多索线虫对褐飞虱的防控效果分别为36.11%和33.19%。研究结果表明长沙多索线虫可以作为水稻稻飞虱绿色防控的一种重要辅助性措施。     

噻虫嗪对白背飞虱试验种群繁殖力的亚致死效应

为探究噻虫嗪对白背飞虱的亚致死效应,采用稻茎浸渍法以噻虫嗪亚致死浓度LC_(10)和LC_(25)胁迫白背飞虱3龄若虫,测定了F_0代和F_1代若虫的存活率、雌成虫寿命和产卵量,并组建了F_1代种群相对适合度生命表。结果表明,经噻虫嗪亚致死浓度胁迫后,F_0代白背飞虱若虫的发育历期延长,存活率降低,并且LC_(10)处理组的F_0代雌成虫寿命比对照组显著延长,而成虫产卵量无显著变化;F_1代的若虫发育历期比对照组显著延长,且产卵量有所减少,LC_(10)处理组雌成虫产卵量比对照组减少了22.24,LC_(25)处理组比对照组减少了69.96,且差异显著;LC_(10)和LC_(25)亚致死浓度处理后F_1代的种群增长趋势指数均下降,种群相对适合度分别下降了0.12和0.36。研究表明,噻虫嗪亚致死浓度胁迫均可抑制白背飞虱的种群增长。     

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。     

溴氰虫酰胺对白背飞虱室内敏感种群的亚致死效应

为探究溴氰虫酰胺对白背飞虱的亚致死效应,采用稻茎浸渍法,分别以LC10和LC25浓度的溴氰虫酰胺胁迫白背飞虱3龄若虫,观察受胁迫后试虫发育历期、产卵量和雌虫寿命的变化情况,并组建了其F1代种群的特定时间生命表。结果表明:经LC10和LC25浓度溴氰虫酰胺胁迫后,F0代白背飞虱单雌产卵量与对照相比差异显著,分别减少了40.41%和41.36%;F1代雌虫比例（Fr）及孵化率（Ha）与对照相比差异不显著,但其繁殖力（Fd）比对照组分别降低了14.41%和16.31%,预测的后代数量（N）及种群增长趋势指数（I）也均低于对照组。经溴氰虫酰胺LC10和LC25浓度处理后,白背飞虱的相对适合度分别为0.78和0.64。根据研究结果推测,在田间施用溴氰虫酰胺防治水稻害虫时,不仅对当代白背飞虱有致死效应,对其后代种群的增长也有一定的抑制作用。     

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。     

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。     

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。     

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。     

不同水稻品种受褐飞虱危害后体内生理指标的变化

以不同耐虫性的水稻品种为试验材料，研究了水稻品种受褐飞虱危害后体内生理指标的变化。结果表明，稻株受害后感虫品种TN1、秀水11、汕优63的叶片叶绿素含量下降率达20％以上，而抗虫品种ASD7、IR64和具有较强耐虫性品种培矮64S／32E的叶绿素含量下降率在10％以下；受害稻株的三种保护酶活性变化不同，SOD酶活性均增加，其中以汕优63和IR64增加最显著。POD酶和CAT酶活性有增有减，除TN1、ASD7、培矮64S／32E品种的POD酶活性和秀水11的CAT酶活性下降外，其他品种的POD和CAT酶活性均增加。受害稻株叶片可溶性蛋白质、非可溶性蛋白质和蛋白质总量均下降；受害稻株游离脯氨酸含量的变化也不同，培矮64S／32E和IR64两个品种的脯氨酸含量减少，其他品种的游离脯氨酸含量都明显增加，且与稻株受害程度呈正相关。