不同水稻品種對白背飛虱取食和產(chǎn)卵選擇性的影響

程正新，黃所生，吳碧球，黃鳳寬*，韋素美

(1. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，南寧 530007；2. 廣西作物病蟲害生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530007；3. 江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，南昌 330200)

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不同水稻品種對白背飛虱取食和產(chǎn)卵選擇性的影響

程正新1,3，黃所生1,2，吳碧球1,2，黃鳳寬1,2*，韋素美1

(1. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，南寧 530007；2. 廣西作物病蟲害生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530007；3. 江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，南昌 330200)

為進(jìn)一步了解抗蟲品種對白背飛虱的抗性機(jī)制，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)苗期群體鑒定法、蜜露測定法等方法，研究了 8個(gè)不同抗性水平水稻品種對白背飛虱Sogatellafurcifera(Horváth)取食和產(chǎn)卵選擇性的影響。結(jié)果表明，水稻品種IR54751-2-34-10-6-2、MR1532、Rathu Heenati表現(xiàn)為高抗；IR54742- 1-18-12-11-2、IR71604-4-1-4-10-8-5-3-1表現(xiàn)中抗；IR72表現(xiàn)為中感；BG367-7、TN1表現(xiàn)為高感。白背飛虱對MR1532、IR54751-2-34-10-6-2和Rathu Heenati上的取食趨性較弱，這幾個(gè)品種對白背飛虱取食量的影響最大；MR1532、Rathu Heenati和IR54751-2-34-10-6-2上的卵量顯著少于產(chǎn)在對照品種TNI的卵量，IR54742-1-18-12-11-2、IR71604-4-1-4-10-8-5-3-1、IR72上的卵量與產(chǎn)在對照品種TNI上的卵量差異不顯著。白背飛虱在抗蟲品種上并非完全不取食，只是抗性越強(qiáng)取食量越少；抗性表現(xiàn)為抗的品種對白背飛虱成蟲產(chǎn)卵選擇性有明顯影響。

白背飛虱；抗蟲品種；取食；產(chǎn)卵選擇性；抗性機(jī)制

白背飛虱Sogatellafurcifera(Horvath)是水稻生產(chǎn)上的重要害蟲，其發(fā)生具有遷飛性、毀滅性和暴發(fā)性，嚴(yán)重威脅著水稻生產(chǎn)?？瓜x品種利用是控制該蟲經(jīng)濟(jì)有效的途徑。研究抗蟲品種抗對白背飛虱的影響，有利于更有效地利用抗蟲品種。害蟲取食量和產(chǎn)卵量是衡量水稻抗蟲性的重要指標(biāo)。早在上世紀(jì)80年代便有學(xué)者對水稻品種對白背飛虱取食和產(chǎn)卵行為等方面的影響進(jìn)行研究，相關(guān)報(bào)道與白背飛虱取食行為的研究結(jié)果比較一致，認(rèn)為水稻抗性品種對白背飛虱取食有抑制作用(Khanetal., 1984, 1985; 胡國文等, 1988, 1989; 唐健等, 1991, 1992)。但關(guān)于水稻品種對白背飛虱的產(chǎn)卵行為是否有影響卻存在不同的觀點(diǎn)。有些學(xué)者認(rèn)為抗蟲品種對白背飛虱產(chǎn)卵沒影響。Khan和Saxena(1984)認(rèn)為白背飛虱在感蟲和抗蟲品種上的產(chǎn)卵數(shù)基本一致；Pablo(1997)報(bào)道白背飛虱在25個(gè)感性品種和20個(gè)抗性品種上的產(chǎn)卵數(shù)相似。而多數(shù)學(xué)者認(rèn)為抗蟲品種對白背飛虱產(chǎn)卵有影響。Heinrichs等(1985)認(rèn)為抗性品種可抑制白背飛虱產(chǎn)卵；胡國文等(1988)研究認(rèn)為白背飛虱的產(chǎn)卵量有隨著品種抗性增加而降低的趨勢；俞曉平等(1990)亦報(bào)道成蟲在各品種上的棲息量與自由選擇產(chǎn)卵量之間呈極顯著相關(guān)。還有許多學(xué)者研究認(rèn)為白背飛虱在不同抗性水平的水稻品種上產(chǎn)卵量確實(shí)存在差異(劉少華等, 1986; 唐健等, 1991; 劉芳等, 1998)。以上學(xué)者研究白背飛虱當(dāng)時(shí)并無生物型的分化。馬巨法等(1989)證明白背飛虱暫時(shí)無生物型的分化。但隨后有學(xué)者室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明白背飛虱的致害性是可變化的(陳建明, 2003; 沈君輝等, 2003)。目前，田間白背飛虱的性質(zhì)已發(fā)生改變。2007-2010年廣西田間白背飛虱種群已經(jīng)出現(xiàn)生物型分化，以I型所占的比例較多，Ⅱ型比例有所上升(黃所生等, 2011)。白背飛虱出現(xiàn)生物型分化之后，水稻抗蟲品種對白背飛虱取食和產(chǎn)卵行為等方面的影響是否也會發(fā)生變化目前尚未見報(bào)道。因此，本文研究不同抗性水平水稻品種對目前田間白背飛虱取食和產(chǎn)卵的影響，進(jìn)一步了解抗蟲品種對白背飛虱的抗性機(jī)制，這對指導(dǎo)抗蟲品種選育以及害蟲防治工作都有現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源和水稻品種

供試蟲源：從南寧田間采集回白背飛虱懷卵成蟲，用TN1飼養(yǎng)、繁殖，備用。

水稻品種(材料)：BG367-7、MR1532、IR54751-2-34-10-6-2、IR72、IR54742-1-18-12-11-2、IR71604- 4-1-4-10-8-5-3-1、Rathu Heenati和TNl等8個(gè)品種，以上水稻品種(材料)均來自國際水稻研究所(IRRI)。各待測水稻品種(材料)種植在防蟲網(wǎng)室備用。

1.2 方法

1.2.1 不同水稻品種對白背飛虱的抗性鑒定

采用標(biāo)準(zhǔn)苗期群體鑒定法(李青等, 1992；黃所生等, 2011)測定待測水稻品種對白背飛虱的抗性。

1.2.2 不同水稻品種對白背飛虱取食量的影響

參照吳榮宗等(1981)的蜜露測定法并略有改動。在裝有泥巴的小塑料杯上蓋上一個(gè)較大的塑料杯，大塑料杯底中央預(yù)先開個(gè)小孔，剛好夠稻株穿過并移栽到小塑料杯中。大杯頂部墊上一張用0.2%溴甲酚綠無水乙醇浸漬過的干燥濾紙，在濾紙與大杯底小孔對應(yīng)出剪個(gè)縫，剛好使稻株穿過，并在接觸處用Parafilm膜包裹好稻株。然后再用一個(gè)底部開有接蟲孔的大塑料杯(杯壁刺細(xì)孔透氣)扣在上面，稻株從接蟲孔伸出。每一裝置接入2頭白背飛虱長翅型雌成蟲(饑餓5 h)，并用棉花堵住接蟲孔。每個(gè)待測水稻品種設(shè)3個(gè)重復(fù)。24 h后取出濾紙，用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算紙測量試蟲的蜜露色斑面積。

1.2.3 不同水稻品種對白背飛虱若蟲取食選擇性的影響

試驗(yàn)按1.2.1方法進(jìn)行。每個(gè)待測品種設(shè)3個(gè)重復(fù)，接蟲后24、48、72 和96 h，觀察、記錄各待測品種上若蟲的數(shù)量。

1.2.4 不同水稻品種對白背飛虱成蟲產(chǎn)卵選擇性的影響

將一個(gè)待測水稻品種和感蟲對照品種TNl均勻移栽到裝有泥巴的瓦盆中，每個(gè)品種2株20 d齡秧苗，罩上防蟲罩。一盤即為一個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。移栽10 d后接入10頭初懷卵的短翅型雌成蟲，8 d后檢查各個(gè)品種上的卵量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水稻品種對白背飛虱的抗性

不同水稻品種對白背飛虱的抗性級別不同(圖1)。Rathu Heenati、IR54751-2-34-10-6-2和MR1532的抗性級別介于2.0-3.9，表現(xiàn)為高抗水平； IR71604-4-1-4-10-8-5-3-1、IR54742-1-18-12-11-2的抗性級別介于4.0-5.9，表現(xiàn)中抗水平；IR72的抗性級別介于6.0-7.9，表現(xiàn)為中感水平；BG367-7、TN1的抗性級別介于8.0-9.0，表現(xiàn)為高感水平。

圖1 不同水稻品種對白背飛虱的抗性Fig.1 Resistance of different rice varieties to WBPH注：圖中數(shù)字后字母相同者表示經(jīng)DMRT檢驗(yàn)在0.05水平上差異不顯著。圖2和圖3同。Note: Means followed by the same letter are not significantly different (P<0.05, Duncan’s multiple range test). Same to fig. 2 and fig.3

2.2 不同水稻品種對白背飛虱取食量的影響

不同抗性水平水稻品種對白背飛虱取食量的影響不同(圖2)。白背飛虱在抗性表現(xiàn)為高抗的品種Rathu Heenati、IR54751-2-34-10-6-2和MR1532上的蜜露量顯著少于其他品種，其中以Rathu Heenati上的蜜露量最少；在抗性表現(xiàn)為中抗的品種IR71604-4-1-4-10-8-5-3-1和IR54742-1-18-12-11-2上的蜜露量顯著少于中感或高感的品種IR72、BG367-7和TNl上的蜜露量，但卻顯著多于抗性表現(xiàn)為高抗的品種上的蜜露量；高感的品種BG367-7和TNl上的蜜露量顯著多于其他品種。以上結(jié)果表明，水稻品種對白背飛虱取食量的影響與其品種的抗性水平成反比，抗性越強(qiáng)，白背飛虱取食量越少。

圖2 不同水稻品種對白背飛虱取食量的影響Fig.2 Effects of different rice varieties on feeding amounts of WBPH

2.3 不同水稻品種對白背飛虱若蟲取食選擇性的影響

不同水稻品種對白背飛虱若蟲取食選擇性有不同的影響(圖3)。接蟲96 h后，抗性表現(xiàn)為中感或高感品種BG367-7和TN1上白背飛虱若蟲比例的平均值處在圖中最上部位置，白背飛虱若蟲對其取食趨性最強(qiáng)；中抗品種IR71604-4-1-4-10-8-5-3-1、IR54742-1-18-12-11-2和IR72的處在圖中最中部位置，白背飛虱若蟲對其取食趨性較強(qiáng)；抗性表現(xiàn)為高抗的品種Rathu Heenati、IR54751-2-34-10-6-2和MR1532的則處在圖中最下部位置，白背飛虱若蟲對其取食趨性較弱。接蟲后48、72和96 h，各品種上白背飛虱若蟲比例在圖中的位置基本與平均值的相一致。以上結(jié)果表明，水稻品種對白背飛虱取食選擇性的影響與品種的抗性表現(xiàn)成反比。水稻品種抗性程度越高，白背飛虱若蟲的取食趨性越弱；反之，則越強(qiáng)。而接蟲后24 h，各品種上白背飛虱若蟲比例在圖中的位置基本與平均值的不一致，可能與接蟲后24 h內(nèi)白背飛虱若蟲對各品種的取食趨性還沒穩(wěn)定有關(guān)。

圖3 不同時(shí)間若蟲在各品種上所占的比例(%)Fig.3 Proportions of the insect population in different rice varieties at different times

圖4 白背飛虱成蟲成蟲產(chǎn)卵選擇性Fig.4 Oviposition preference of WBPH adults注：圖中數(shù)字后字母相同者表示經(jīng)成對數(shù)據(jù)法的t檢驗(yàn)，在0.05水平上差異不顯著。Note: Means followed by the same letter are not significantly different (P<0.05, t-test of one paired data method).

2.4 水稻品種對白背飛虱成蟲產(chǎn)卵選擇性的影響

不同水稻品種對白背飛虱成蟲產(chǎn)卵選擇性影響不同(圖4)。對照品種TNI的卵量顯著多于抗性表現(xiàn)為高抗的品種Rathu Heenati、IR54751-2-34-10-6-2 和MR1532上的卵量；中抗或中感或高感的品種IR54742-1-18-12-11-2、IR71604-4-1-4-10-8-5-3-1和IR72上的卵量與對照品種TNI上的卵量差異不顯著；高感品種BG367-7上的卵量顯著多于對照品種TNI上的卵量。說明抗性表現(xiàn)為高抗的品種明顯影響白背飛虱成蟲的產(chǎn)卵，而中抗或中感或高感的品種對白背飛虱產(chǎn)卵影響不明顯。

3 結(jié)論與討論

前人關(guān)于水稻品種對白背飛虱取食行為的研究結(jié)果比較一致，認(rèn)為抗性品種對白背飛虱取食有抑制作用(Khanetal., 1984, 1985; 胡國文等, 1988, 1989; 唐健等, 1991, 1992)。本研究結(jié)果表明水稻品種抗性越強(qiáng)，白背飛虱取食量越少，取食趨性越弱，支持了前人的觀點(diǎn)。同時(shí)這也表明白背飛虱的性質(zhì)變化后，抗蟲品種抗對白背飛虱取食行為的影響沒發(fā)生變化。本研究還發(fā)現(xiàn)，接蟲后24 h，白背飛虱若蟲取食選擇性與品種抗性表現(xiàn)非完全一致，這是否與接蟲后24 h內(nèi)白背飛虱若蟲對各品種的取食趨性還沒穩(wěn)定有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

關(guān)于在不同水稻品種上白背飛虱的產(chǎn)卵是否存在差異性的問題。少數(shù)國外學(xué)者認(rèn)為抗蟲品種對白背飛虱產(chǎn)卵沒影響(Khan and Saxena, 1984; Pablo, 1997)，而多數(shù)學(xué)者認(rèn)為抗蟲品種對白背飛虱產(chǎn)卵有影響(Heinrichsetal., 1985; 胡國文等，1988; 俞曉平, 1990； 唐健等, 1991; 劉芳等, 1998)。本研究結(jié)果表明，抗性表現(xiàn)為高抗的品種對白背飛虱成蟲產(chǎn)卵明顯影響，而中抗或中感或高感的品種對白背飛虱產(chǎn)卵影響不明顯。這一結(jié)果支持了多數(shù)學(xué)者的觀點(diǎn)。同時(shí)這也表明白背飛虱的性質(zhì)變化后，抗蟲品種抗對白背飛虱產(chǎn)卵行為的影響沒發(fā)生變化。

不同抗性水平的水稻品種次生化合物的種類和數(shù)量可能存在很大差異，從而導(dǎo)致水稻品種對白背飛虱的取食和產(chǎn)卵的影響程度不同。胡國文等(1994)發(fā)現(xiàn)抗蟲與感蟲稻株上揮發(fā)性次生物質(zhì)影響白背飛虱對寄主的趨性與取食反應(yīng)。劉光杰等(1996)用“丁醇提取法”提取水稻“rathu heenati”的拒食物質(zhì), 發(fā)現(xiàn)磷酸三丁酯為主要的次生物質(zhì)與抗白背飛虱有關(guān)。目前，田間白背飛虱的性質(zhì)已發(fā)生改變，已經(jīng)出現(xiàn)生物型分化。不同品種對白背飛虱不同生物型的取食和產(chǎn)卵影響以及生理生化機(jī)制有待研究。

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Effects of different rice varieties on feeding and oviposition preference of white-backed planthopper，Sogatellafurcifera(Horváth)

CHENG Zheng-Xin1,3, HUANG Suo-Sheng1,2, WU Bi-Qiu1,2, HUANG Feng-Kuan1,2*, WEI Su-Mei1

(1. Institute of Plant Protection, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007,China; 2. Guangxi Key Laboratory for Biology of Crop Disease s and Insect Pests, Nanning 530007,China; 3. Jiangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanchang 330200,China)

In order to further understand the resistance mechanisms of rice variety to white-backed planthopper，Sogatellafurcifera(Horváth)(WBPH)，population group detection and honeydew quantity detection methods were used to study the effects of eight rice varieties on feeding and oviposition preference of WBPH. The results showed that MR1532, IR54751-2-34-10-6-2 and Rathu Heenati were resistant to WBPH, these resistant rice varieties affected the feeding of WBPH strongly. The egg number on MR1532, or on Rathu Heenati and IR54751-2-34-10-6-2 was significantly less than that on TN1. The egg number on IR54742-l-18-12-11-2, or on IR71604-4-l-4-10-8-5-3-l and IR72 was not significant difference from that on TNI. WBPH did not never suck on resistant rice varieties, but the stronger the resistance of rice varieties are, the less feeding amount the WBPH takes. The resistant rice varieties significantly affect the oviposition preference of WBPH.

Sogatellafurcifera(Horváth); resistant rice variety; feeding; oviposition preference；resistance mechanism

廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(桂科合14125007-2-4)；“十二五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD19B03)；廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2015GXNSFAA139055, 2015GXNSFAA139054)；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)項(xiàng)目(桂農(nóng)科2016YM51)

程正新，男，1973年生，江西省武寧縣人，助理研究員，碩士研究生，主要從事水稻抗蟲性研究工作，E-mail: chengzxbeetle@163.com

*通訊作者: Author for correspondence, E-mail: huangfengkuan@gxaas.net

Received：2016-10-22；接受日期 Accepted：2016-11-13

Q968.1；S433

A

1674-0858(2016)06-1084-06