廣西普通野生稻抗白背飛虱鑒定

祝亞 徐安隆 姬莉 賀文愛(ài) 李容柏 邱永福

摘要：【目的】從一批廣西普通野生稻材料中篩選出新的抗白背飛虱材料，為水稻抗性品種培育和栽培稻遺傳改良提供優(yōu)異的抗性資源?！痉椒ā客ㄟ^(guò)成株期鑒定法對(duì)218份普通野生稻進(jìn)行白背飛虱抗性株的初步篩選，以Ptb33為抗性對(duì)照、9311為感性對(duì)照；利用苗期集團(tuán)法對(duì)初步篩選到的抗性材料進(jìn)行抗白背飛虱鑒定，并對(duì)部分抗性較好的材料進(jìn)行重復(fù)鑒定，確定試驗(yàn)結(jié)果的可靠性?！窘Y(jié)果】利用成株期鑒定法從218份普通野生稻材料中初步篩選出60份對(duì)白背飛虱具有一定抗性的材料，占總鑒定材料的27.5%。利用苗期集團(tuán)法從60份普通野生稻材料中鑒定出抗性材料22份，其中高抗材料1份，占鑒定材料數(shù)的1.7%，中抗材料21份，占鑒定材料的35.0%；對(duì)22份抗性材料中平均抗性水平較高的9份材料的重復(fù)鑒定結(jié)果與前期鑒定結(jié)果一致?！窘Y(jié)論】通過(guò)對(duì)218份廣西普通野生稻的抗性篩選，獲得22份對(duì)白背飛虱具有中抗以上水平的抗性資源，這些抗性材料可應(yīng)用于水稻抗性品種培育和栽培稻遺傳改良。

關(guān)鍵詞： 普通野生稻；白背飛虱；抗性鑒定；抗性資源

中圖分類號(hào)： S433.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2016）10-1693-05

0 引言

【研究意義】白背飛虱（Sogatella furcifera）作為水稻主要害蟲之一幾乎遍及我國(guó)所有稻區(qū)，其通過(guò)刺吸水稻汁液和傳播病毒危害水稻的正常生長(zhǎng)（沈君輝等，2003）。目前使用化學(xué)農(nóng)藥仍是對(duì)抗白背飛虱的主要防治措施，但長(zhǎng)期使用化學(xué)農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致白背飛虱的抗藥性不斷增強(qiáng)，使其天敵遭到破壞，并造成地方水土污染。一般認(rèn)為防治白背飛虱最有效的措施是通過(guò)鑒定抗白背飛虱新抗源，再借助分子標(biāo)記、圖位克隆和轉(zhuǎn)基因等技術(shù)培育新的抗性品種，這樣既保護(hù)水稻不受白背飛虱的危害，又避免破壞原有的生態(tài)平衡。野生稻作為重要的稻種資源在水稻育種中發(fā)揮了重要作用，眾多研究表明在野生稻中存在大量可用于栽培稻品種改良的優(yōu)異基因，特別是一些栽培稻品種稀缺的關(guān)鍵性基因。野生稻中存在很多有利用價(jià)值的性狀，其中抗病蟲類性狀最受國(guó)內(nèi)外育種家們重視（吳妙桑和李道遠(yuǎn)，1995；湯圣祥等，2008）。廣西作為我國(guó)重要的野生稻自然分布區(qū)之一，具有豐富的野生稻抗性資源，而普通野生稻相對(duì)于藥用野生稻而言，在水稻遺傳改良方面有著更廣闊的應(yīng)用前景。因此，挖掘普通野生稻抗性資源，對(duì)于水稻品種改良具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】秦學(xué)毅等（1993）對(duì)廣西普通野生稻進(jìn)行鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)18份對(duì)兩?。ò兹~枯病、稻瘟?。┤x（褐稻虱、白背飛虱、稻癭蚊）兼有抗性（l～5級(jí)）的野生稻材料。李容柏和秦學(xué)毅（1994）對(duì)1236份普通野生稻和197份藥用野生稻材料進(jìn)行了白背飛虱抗性鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)1236份普通野生稻對(duì)白背飛虱的抗性全部表現(xiàn)為5～9級(jí)；在197份藥用野生稻材料中，對(duì)白背飛虱免疫的有47份，l 級(jí)的有70份，3級(jí)的有67份，5級(jí)的有13份， 沒(méi)有7級(jí)和9級(jí)感蟲材料。李西明等（1996）通過(guò)對(duì)18份國(guó)內(nèi)外抗源品種的嚴(yán)格鑒定篩選，發(fā)掘了6份白背飛虱抗源材料，并對(duì)其進(jìn)行了抗性遺傳分析。李西明（2003）應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)苗盤法對(duì)經(jīng)過(guò)初篩的對(duì)白背飛虱表現(xiàn)一定抗性的312份地方品種和81份改良品種進(jìn)行了抗白背飛虱鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鬼衣谷、 Rathu Heenati（RHT）、農(nóng)香16等16份資源高抗白背飛虱，便谷等60份材料中抗白背飛虱。程正新（2007）對(duì)國(guó)際水稻遺傳評(píng)價(jià)試驗(yàn)網(wǎng)的520份水稻品種進(jìn)行了抗白背飛虱鑒定，篩選出118份抗性資源，其中2份表現(xiàn)為高抗，33份表現(xiàn)為抗，83份表現(xiàn)為中抗。黃鳳寬等（2012）采用苗期群體鑒定法對(duì)383份水稻種質(zhì)資源進(jìn)行了抗性鑒定，發(fā)掘出107份抗褐飛虱兼抗白背飛虱的水稻種資源。周宇航等（2015）對(duì)4個(gè)化感水稻品系和3個(gè)非化感水稻品系進(jìn)行了白背飛虱抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)化感稻3號(hào)、化兩優(yōu)3號(hào)和華兩優(yōu)689等3個(gè)品系對(duì)白背飛虱具有一定的抗性?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】雖然我國(guó)學(xué)者進(jìn)行了大量的白背飛虱抗性資源篩選工作，但目前發(fā)現(xiàn)的抗白背飛虱材料還很少，且僅有少部分材料可在白背飛虱抗性育種中應(yīng)用，因此，有必要篩選可以利用的新抗源，拓寬抗源材料的遺傳多樣性；此外，1994年李容柏和秦學(xué)毅對(duì)1236份廣西普通野生稻進(jìn)行了抗白背飛虱鑒定，20多年后，這些材料對(duì)現(xiàn)在田間白背飛虱群體的抗性尚不明確?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】基于目前廣西水稻田間白背飛虱群體，利用成株期鑒定法和苗期集團(tuán)法對(duì)218份廣西普通野生稻材料進(jìn)行白背飛虱抗性鑒定，從中篩選出新的抗白背飛虱材料，以期為水稻抗性品種的培育和栽培稻的遺傳改良提供優(yōu)異的抗性資源。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試普通野生稻種質(zhì)資源共218份，為李容柏和秦學(xué)毅于1994年鑒定為中抗的材料，由廣西大學(xué)李容柏研究員提供；以9311為感性對(duì)照、Ptb33為抗性對(duì)照。

試驗(yàn)用白背飛虱蟲源從廣西大學(xué)試驗(yàn)田采集，并在水稻溫室的飼養(yǎng)室內(nèi)用感蟲品種TN1飼養(yǎng)，飼養(yǎng)室溫度25～28 ℃。試驗(yàn)所用蟲源為成蟲和2～3齡若蟲。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 抗性材料的初步篩選 利用成株期鑒定法初步鑒定218份普通野生稻材料對(duì)白背飛虱的抗性水平。具體方法：將預(yù)先浸種催芽的供試野生稻材料播種于水稻溫室中，每個(gè)材料播種15粒左右，待植株生長(zhǎng)約15 d后，將幼苗移栽于黑色塑料桶內(nèi)（直徑25 cm，高為15 cm），按每個(gè)材料確保3株健康苗為標(biāo)準(zhǔn)，每桶種植5個(gè)材料，置于培養(yǎng)箱中恢復(fù)生長(zhǎng)后（約7 d）進(jìn)行接蟲處理，按每株5頭成蟲處理42 d。培養(yǎng)箱溫度27～29 ℃，相對(duì)濕度75%，白天12 h、黑夜12 h，處理結(jié)束后統(tǒng)計(jì)每個(gè)材料的存活植株數(shù)。

1. 2. 2 苗期集團(tuán)法鑒定 經(jīng)過(guò)初步篩選后的野生稻材料鑒定方法參照Qiu等（2010）用于抗褐飛虱鑒定的苗期集團(tuán)法標(biāo)準(zhǔn)。此法最早由國(guó)際水稻研究所（IRRI，1988）建立，適合大批量水稻材料的抗蟲鑒定。具體方法：將預(yù)先浸種催芽的供試野生稻材料播于長(zhǎng)方體托盤（48 cm×35 cm×3 cm）內(nèi)，每盤播13個(gè)品種，其中待測(cè)品種11份，抗蟲對(duì)照（Ptb33）和感蟲對(duì)照（9311）各1份；待幼苗生長(zhǎng)至2葉1心期剔除弱苗和死苗，每行留約20株生長(zhǎng)均勻一致的壯苗，然后每株接8～10頭2～3齡白背飛虱若蟲，當(dāng)感蟲對(duì)照品系9311死亡率>90%時(shí)，即接蟲處理約12 d，根據(jù)苗期集團(tuán)法0～9級(jí)的抗性評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐株定級(jí)（共分為10級(jí)），最后計(jì)算各品種的平均受害級(jí)別。

平均受害級(jí)別=∑每個(gè)單株的受害級(jí)別/總株數(shù)

抗性級(jí)別：0級(jí)，植株生長(zhǎng)健康，無(wú)葉片受害；1級(jí)，1片葉黃；3級(jí)，1～2片葉黃，或1片葉枯萎；5級(jí)，2～3片葉黃，或2片葉枯萎；7級(jí)，3～4片葉枯萎，但植株尚未死亡；9級(jí)，整株死亡。

抗性級(jí)別評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：平均受害級(jí)別0～3.9級(jí)為高抗（HR），4.0～6.9級(jí)為中抗（MR），7.0～9.0級(jí)為感蟲（S）。

2 結(jié)果與分析

2. 1 成株期鑒定結(jié)果

成株期鑒定結(jié)果（表1）顯示，218份材料中3株全部存活的野生稻材料有8份，占全部鑒定材料的3.7%；2株存活的材料有52份，占23.9%；1株存活的材料有67份，占30.7%；3株全部死亡的材料有91份，占41.7%。表明大部分的野生稻材料表現(xiàn)為感蟲，需對(duì)存活的野生稻材料進(jìn)行進(jìn)一步的鑒定驗(yàn)證。

2. 2 苗期集團(tuán)法鑒定結(jié)果

基于成株期鑒定結(jié)果，從中選擇存活2株和3株的材料共60份，并利用苗期集團(tuán)法對(duì)60份材料進(jìn)行抗白背飛虱鑒定。結(jié)果（表2）表明，在60份普通野生稻材料中表現(xiàn)為高抗（HR）的材料有1份，為05WRBL44，占總數(shù)的1.7%，平均抗性級(jí)別為3.67；中抗（MR）材料21份，平均抗性級(jí)別為4.00～6.87，占總數(shù)的35.0%；其余38份（占63.3%）材料表現(xiàn)為高感（S），平均抗性級(jí)別為6.97～9.00。

為進(jìn)一步確認(rèn)所鑒定的60份材料對(duì)白背飛虱的抗性水平，選擇表2中平均抗性水平較高的9份野生稻材料進(jìn)行重復(fù)鑒定。結(jié)果（表3）表明，05WRBL44對(duì)白背飛虱仍表現(xiàn)出高抗水平，平均抗性級(jí)別為3.56；其余材料仍表現(xiàn)出中抗水平，平均抗性級(jí)別為4.11～6.75，可見(jiàn)本研究中不同批次的苗期集團(tuán)法鑒定重復(fù)性較好，鑒定結(jié)果具有可靠性。

3 討論

在前期研究中，李容柏和秦學(xué)毅（1994）對(duì)大量的廣西普通野生稻進(jìn)行了抗白背飛虱苗期鑒定，結(jié)果表明大部分材料對(duì)其表現(xiàn)出感性，剩余部分也僅表現(xiàn)為中抗，20多年后，這些材料對(duì)現(xiàn)在田間白背飛虱群體的抗性需要進(jìn)行重新鑒定。本研究選取前期鑒定（李容柏和秦學(xué)毅，1994）中表現(xiàn)為中抗的218份材料進(jìn)行抗蟲鑒定，鑒定結(jié)果表明，利用成株期鑒定法鑒定的218份廣西普通野生稻材料中有27.5%（60份）的材料對(duì)白背飛虱表現(xiàn)出一定的抗性；在苗期集團(tuán)法鑒定的60份材料中有高抗（HR）材料1份（05WRBL44），占1.7%，抗性值為3.67；中抗（MR）材料21份，占35.0%，平均抗性值為4.00～6.87；感蟲材料38，占63.3%，抗性值為6.97～9.00。在此之前，廣西農(nóng)科院植保所稻蟲組和廣西農(nóng)科院品資所栽培稻組（1994）也曾通過(guò)苗期集團(tuán)鑒定法對(duì)3384份廣西栽培稻進(jìn)行了白背飛虱抗性鑒定，通過(guò)初次和重復(fù)篩選，獲得56份具有抗性水平的品種，占總參試品種數(shù)的1.4%。從苗期鑒定法中可看出本次鑒定中感蟲材料所占的比例最高，其次為中抗材料，高抗材料所占的比例最低，鑒定結(jié)果與李容柏和秦學(xué)毅（1994）的研究結(jié)果大體一致。后續(xù)又對(duì)其中抗性水平較高的9份材料進(jìn)行了重復(fù)鑒定，兩次鑒定結(jié)果基本一致，保證了此次試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。張建福等（2013）將分子標(biāo)記輔助選擇與傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)制了米質(zhì)好、配合力好且抗白背飛虱的新恢復(fù)系材料；程正新等（2014）以101份水稻抗白背飛虱材料為對(duì)象，通過(guò)分組、聚類分析等方法構(gòu)建了由這些材料組成的抗白背飛虱核心種質(zhì)，作為水稻抗白背飛虱育種的抗源親本；鄧飛等（2016）在進(jìn)行抗性評(píng)價(jià)時(shí)獲得了7份抗褐飛虱兼抗白背飛虱的水稻改良品系。上述研究結(jié)果均表明利用水稻抗性資源對(duì)水稻品種進(jìn)行定向改造和選育水稻新品種的可行性，而本研究得到的抗性材料也將為今后的水稻育種打下良好基礎(chǔ)。

本研究在鑒定過(guò)程中也遇到了諸多問(wèn)題，如利用成株期鑒定法和苗期集團(tuán)法對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行白背飛虱抗性鑒定，雖然鑒定方法簡(jiǎn)單、易行，但在鑒定過(guò)程中不能對(duì)每個(gè)編號(hào)進(jìn)行定性鑒定；另外，白背飛虱蟲源的養(yǎng)殖是本次鑒定的關(guān)鍵，由于白背飛虱耐高溫能力相對(duì)較低，超過(guò)33 ℃會(huì)導(dǎo)致白背飛虱大量死亡，使鑒定過(guò)程無(wú)法進(jìn)行，因此飼養(yǎng)白背飛虱時(shí)室內(nèi)溫度一般要控制在25～28 ℃，才能保證鑒定試驗(yàn)的順利進(jìn)行。而對(duì)于同種水稻材料對(duì)白背飛虱的抗性變化，可能與白背飛虱在長(zhǎng)時(shí)間的生存進(jìn)化中其生物型的改變有關(guān)，關(guān)于這方面的原因還需要結(jié)合白背飛虱的生物型與抗性材料的相互作用作進(jìn)一步研究。

野生稻是我國(guó)重要的稻種資源，其所蘊(yùn)含的豐富抗病蟲害資源能為我國(guó)水稻品種的遺傳改良提供優(yōu)異的抗性基因，尤其是針對(duì)我國(guó)白背飛虱重災(zāi)區(qū)而言，抗性品種的培育已成為解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵，但在野生稻材料的利用方面仍困難重重，將是今后在抗性資源利用上需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

4 結(jié)論

本研究對(duì)218份廣西普通野生稻材料進(jìn)行了白背飛虱抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)22份對(duì)白背飛虱具有中抗以上水平的野生稻材料，其中高抗材料1份、中抗材料21份，這些抗源材料可應(yīng)用于水稻抗性品種培育和栽培稻遺傳改良。

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（責(zé)任編輯 麻小燕）