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        ?抗Ⅱ型褐飛虱水稻品種對田間褐飛虱生物型結(jié)構(gòu)的影響

        2020-09-02 07:30:09覃麗莎吳碧球李成黃芊凌炎黃鳳寬龍麗萍黃所生
        湖南農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年7期
        關(guān)鍵詞:大田

        ?覃麗莎 吳碧球 李成 黃芊 凌炎 黃鳳寬 龍麗萍 黃所生

        摘 要:采用蜜露量測定法對水稻品種桂華占(高感)、佛山油占(中抗)、桂引901(中抗)、90-572(抗)和國粳4號(抗)上的褐飛虱進(jìn)行生物型個(gè)體測定,比較了不同抗性品種種植后田間褐飛虱各生物型的結(jié)構(gòu)比例。結(jié)果表明:在種植佛山油占、桂引901、90-572和國粳4號的大田中,褐飛虱Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅱ+Ⅲ型混合發(fā)生,但以Ⅱ型為主;Ⅰ型在國粳4號上的比例最高,達(dá)30.12%,在90-572上最低,占14.87%;Ⅱ型在桂華占上的比例高于其他抗蟲品種上的比例,高達(dá)66.72%,Ⅲ型在幾個(gè)抗蟲品種上的比例均比桂華占上的比例高,Ⅱ+Ⅲ型在抗蟲品種國粳4號、佛山油占、桂引901和90-572上的比例遠(yuǎn)高于桂華占上的比例。這表明,抗Ⅱ型褐飛虱的水稻品種種植后,提高了致害力更強(qiáng)的Ⅱ+Ⅲ型的比例,連年種植抗Ⅱ型褐飛虱水稻品種,其抗性有喪失的風(fēng)險(xiǎn)。

        關(guān)鍵詞:抗蟲水稻品種;褐飛虱;生物型;結(jié)構(gòu)比例;大田

        中圖分類號: S433.1, S435.112+.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-060X(2020)07-0068-03

        Abstract: In this study, the brown rice planthopper [Nilaparvata lugens (Stal)] (BPH) individuals were collected respectively from the paddy fields of these rice cultivars Guihuazhan (high susceptible), Foshanyouzhan (medium resistant), Guiyin 901 (medium resistant), 90-572 (resistant) and Guojing 4 (resistant), and determined by honeydew excretions measurement to compare the proportions of different BPH biotypes. The result showed that BPH biotypeⅠ, biotypeⅡ, biotypeⅢ and biotypeⅡ+Ⅲ occurred together in paddy fields of Foshanyouzhan, Guiyin 901, 90-572 and Guojing 4, but mainly biotypeⅡ. The largest proportion of biotypeⅠ was on Guojing 4, up to 30.12%, and its lowest proportion was on 90~572, accounting for 14.87%. The proportion of biotypeⅡ on Guihuazhan was higher than that on the insect-resistant varieties, up to 66.72%. The proportions of biotype Ⅲ on the insect-resistant varieties were higher than that on the susceptible control variety, Guihuazhan. The proportions of biotypeⅡ+Ⅲ on Guojing 4, Foshanyouzhan, Guiyin 901 and 90-572 were far higher than that on Guihuazhan, which indicated that the consecutive planting of BPH biotypeⅡ-resistant rice varieties increased the proportion of BPH biotypeⅡ+Ⅲ which has stronger virulence, so the biotypeⅡ-resistant rice variety may lose its resistance if planted in successive years.

        Key words: insect-resistant rice variety; brown rice planthopper (Nilaparvata lugens); biotype; proportion of biotype; paddy field

        褐飛虱[Nilaparvata lugens(St?l)]是水稻的主要害蟲。利用抗蟲品種防控褐飛虱是目前生產(chǎn)中最經(jīng)濟(jì)有效的措施。1973年國際水稻研究所(IRRI)在東南亞國家推廣了褐飛虱抗性品種IR26,1976年田間就發(fā)現(xiàn)了能為害IR26的Ⅱ型褐飛虱,于是針對新型褐飛虱的抗性品種IR36被廣泛推廣,但到了1982年,這些抗性品種對褐飛虱的抗性已基本喪失[1-4];1983年新的抗性品種IR64引進(jìn)越南,但到1988年便也失效了[5]。Hollander等[6]的研究表明,抗蟲品種被褐飛虱連續(xù)取食多代后,其致害性會發(fā)生變化,可能轉(zhuǎn)變成另一種生物型。張志濤等[7]研究表明,在抗蟲品種的抗性脅迫下,褐飛虱的致害性將發(fā)生變化,經(jīng)若干代后,可從不能致害逐漸轉(zhuǎn)化為能致害。王桂榮等[8]研究發(fā)現(xiàn),杭州褐飛虱田間種群在抗蟲品種ASD7上飼養(yǎng)4代后,均可轉(zhuǎn)變成能為害ASD7的種群。上述研究表明,在抗蟲水稻品種的脅迫下褐飛虱生物型會發(fā)生變異,使水稻品種的抗性“喪失”。因此,研究抗蟲水稻品種對褐飛虱生物型結(jié)構(gòu)比例的影響,明確在抗蟲水稻品種的脅迫下褐飛虱不同生物型比例結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化,有助于評估抗蟲品種抗性“喪失”風(fēng)險(xiǎn),對預(yù)測田間抗蟲品種抗性壽命具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        近10 a來,我國田間褐飛虱致害性相對穩(wěn)定[9],主要存在I型、II型、III型、II+III型等4種為害類型,其中以II型褐飛虱的比例較高[10]。課題組研究了抗Ⅱ型褐飛虱水稻品種種植后,對田間褐飛虱生物型結(jié)構(gòu)比例的影響,明確褐飛虱各生物型的田間變化情況,為合理利用抗Ⅱ型褐飛虱水稻品種提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        供試水稻品種為桂華占、佛山油占、桂引901、90-572和國粳4號,其中桂華占為褐飛虱高感(HS)品種,而佛山油占、桂引901、90-572和國粳4號均為褐飛虱抗性品種,其抗性級別依次為5.4、4.1、3.8和3.6,抗性表現(xiàn)依次為中抗(MR)、中抗(MR)、抗(R)和抗(R)。水稻鑒別品種為Taichung Native 1(TN1,無抗性基因)、IR26(含Bph1)和IR42(含bph2),用于褐飛虱生物型測定。

        供試褐飛虱來源于廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場,從種植的桂華占、佛山油占、桂引901、90-572和國粳4號植株上采集。

        1.2 試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)前先田間種植抗蟲品種佛山油占、桂引901、90-572、國粳4號和感蟲對照桂華占,每個(gè)品種3個(gè)重復(fù),各小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列。水稻生長后期,在各品種上采集褐飛虱5齡若蟲,回到室內(nèi)在相應(yīng)的水稻品種上繼續(xù)飼養(yǎng)。

        待桂華占、佛山油占、桂引901、90-572和國粳4號上的褐飛虱種群變成蟲,參照李波等[9]和黃所生等[11]的蜜露量檢測法測定各待測褐飛虱種群每一個(gè)體的生物型。從各待測褐飛虱種群挑選初羽化1 d的長翅雌成蟲300頭,分別按照2個(gè)順序:IR26→TN1→IR42和IR42→TN1→IR26接蟲,每個(gè)順序接蟲量各半。先把鑒別品種無效分蘗、枯葉去掉,保留主分蘗,然后每Parafilm膜小袋接入一頭試蟲,將其固定于45~60 d苗齡的鑒別品種稻稈,小袋離根部3 cm左右,每個(gè)水稻分蘗接2個(gè)小袋并編號。取食24 h后取下小袋,將試蟲移至新的小袋中,再用萬分之一電子分析天平(感量0.1 mg)稱取袋中蜜露重量。同樣方法依次進(jìn)行下一個(gè)鑒別品種上褐飛虱分泌的蜜露量測定。

        2 結(jié)果與分析

        褐飛虱不同生物型在不同抗蟲品種上的比例見圖1。由圖1可知,田間褐飛虱Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅱ+Ⅲ型混合發(fā)生,不同水稻品種上褐飛虱生物型結(jié)構(gòu)比例有差異,但主要以Ⅱ型為主。Ⅰ型褐飛虱在國粳4號上的比例最高,達(dá)30.12%;而在佛山油占和桂引901上的比例分別為26.31%和23.54%,與感蟲對照桂華占上的比例較接近;在90-572上的比例最低,僅為14.87%。Ⅱ型褐飛虱在桂華占上的比例高達(dá)66.72%;在抗蟲品種中,以90-572上的比例最高,達(dá)56.45%,而在國粳4號上的比例最低,但也有43.08%。Ⅲ型褐飛虱在抗蟲品種國粳4號、桂引901和90-572上所占的比例比較接近,分別為14.65%、16.03%、13.58%;其次為佛山油占,比例為10.46%;均高于感蟲對照桂華占上的比例(6.81%)。Ⅱ+Ⅲ型褐飛虱在感蟲對照桂華占上比例最低,僅占2.05%;而在抗蟲品種國粳4號、佛山油占、桂引901和90-572上的比例分別為12.15%、16.09%、10.72%、15.10%,遠(yuǎn)高于桂華占上的比例。上述結(jié)果說明,在種植佛山油占、桂引901、90-572和國粳4號的大田中,褐飛虱由幾種生物型混合發(fā)生,但主要以Ⅱ型為主;抗蟲品種對褐飛虱生物型結(jié)構(gòu)比例有較大影響,抗Ⅱ型褐飛虱水稻品種種植后,提高了致害力更強(qiáng)的Ⅱ+Ⅲ型褐飛虱的比例。

        3 結(jié)論與討論

        褐飛虱不同生物型的致害性不同,生物型Ⅱ?qū)N1(無抗性基因)、IR26(Bph1)、Mudgo(Bph1)致害,孟加拉型(亦稱Ⅱ+Ⅲ型)對TN1、IR26、Mudgo、IR36(bph2)、ASD7(bph2)致害[12];以II+III型為優(yōu)勢種群的田間褐飛虱對含 Bph1、bph2 和 Bph4(Babawee)基因的鑒別品種表現(xiàn)為致害或強(qiáng)致害[10]。大部分南亞、東南亞的褐飛虱種群對含Bph1、bph2、bph5、bph7、bph8、Bph9、Bph10、Bph18的水稻品種致害[13]。研究結(jié)果表明,抗Ⅱ型褐飛虱的水稻品種種植后,田間褐飛虱由幾種生物型混合發(fā)生,仍以Ⅱ型為主,但致害力更強(qiáng)的Ⅱ+Ⅲ型比例提高了。連年種植抗Ⅱ型褐飛虱的水稻品種,當(dāng)田間褐飛虱Ⅱ+Ⅲ型的比例積累到一定程度時(shí),這些品種會表現(xiàn)為感蟲,抗性有喪失的風(fēng)險(xiǎn)。

        水稻品種抗性的表達(dá)受到害蟲生物型(致害性)變異、環(huán)境因素以及栽培措施等多種因素的影響,其中害蟲生物型(致害性)變異是影響水稻抗蟲品種可持續(xù)利用的主要因子。我國除海南稻區(qū)外,多為雙季稻或單季稻,不適宜褐飛虱越冬,不利于占比例較低的生物型積累成為優(yōu)勢種群。因此,我國田間褐飛虱的生物型基本取決于遷入蟲源的屬性[14]。據(jù)黃鳳寬等[15]報(bào)道,1996—2002年廣西南寧種植抗Ⅱ型褐飛虱水稻品種,連續(xù)7 a其田間抗性表現(xiàn)穩(wěn)定。該試驗(yàn)中,抗Ⅱ型褐飛虱的水稻品種種植后雖提高了致害力更強(qiáng)的Ⅱ+Ⅲ型的比例,但所占比例尚不足以使其抗性喪失。有研究表明,當(dāng)孟加拉型(Ⅱ+Ⅲ型)密度比例占69.40%時(shí)才會使IR36由抗蟲變?yōu)楦邢x[16],至于抗Ⅱ型褐飛虱品種在田間大面積種植多久后會導(dǎo)致孟加拉型(Ⅱ+Ⅲ型)比例提高至69.40%,還有待進(jìn)一步的監(jiān)測。

        參考文獻(xiàn):

        [1] Saxena R C,Barrion A A. Biotypes of the brown planthopper Nilaparvata lugens (St?l) and strategies in deployment of host plant resistance [J]. International Journal of Tropical Insect Science,1985,6(3):271-289.

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