沿黃稻區(qū)介體灰飛虱有效接種蟲(chóng)量與水稻病毒病發(fā)生關(guān)系研究

馮超紅，劉文文，楊琳琳，王光華，任應(yīng)黨

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所/河南省農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部華北南部有害生物綜合防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450002； 2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，北京 100081)

水稻條紋葉枯病(Rice stripe disease，RSD)和黑條矮縮病(Rice black-streaked dwarf disease，RBSDD)是水稻生產(chǎn)中的主要病毒病，分別由水稻條紋病毒(Rice stripe virus,RSV)和水稻黑條矮縮病毒(Rice black streaked dwarf virus,RBSDV)引起，在我國(guó)至少20個(gè)省、市發(fā)生或流行，受害嚴(yán)重田塊減產(chǎn)超過(guò)50%，有的甚至絕收，嚴(yán)重威脅著我國(guó)水稻的安全生產(chǎn)。RSV屬于單鏈RNA病毒纖細(xì)病毒屬(Tenuiviruses)，可經(jīng)灰飛虱的卵傳毒[1-2]；RBSDV為呼腸孤病毒科(Reoviridae)斐濟(jì)病毒屬(Fijivirus)，是雙鏈RNA病毒，灰飛虱獲RBSDV后終生帶毒卻不能經(jīng)卵傳給后代[3-5]。這2種病毒均可以在灰飛虱體內(nèi)復(fù)制并由灰飛虱傳播給水稻或其他禾本科植物。

水稻的這2種病毒在同一稻區(qū)通常呈此起彼伏的流行規(guī)律。盧百關(guān)等[6]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2001—2005年水稻條紋葉枯病在連云港市發(fā)病較嚴(yán)重。而隨著抗條紋葉枯病水稻品種的大面積種植，2005年后水稻條紋葉枯病的發(fā)生大幅下降，而2005—2009年水稻黑條矮縮病發(fā)病率逐年上升，該現(xiàn)象與抗條紋葉枯病但不抗黑條矮縮病品種的推廣種植有一定關(guān)系。河南省沿黃稻區(qū)在1995—2010年水稻條紋葉枯病多次暴發(fā)流行[7-8]，而隨著抗條品種的推廣種植，條紋葉枯病的發(fā)生呈下降趨勢(shì)，但是水稻黑條矮縮病來(lái)勢(shì)迅猛，開(kāi)封2012年發(fā)生面積不足6.67 hm2，而2013年和2014年發(fā)生面積均超過(guò)2 666.67 hm2，發(fā)生面積呈逐年增加態(tài)勢(shì)，嚴(yán)重影響著當(dāng)?shù)氐乃旧a(chǎn)。鑒于此，對(duì)2014—2018年開(kāi)封市杜良鎮(zhèn)灰飛虱群體動(dòng)態(tài)規(guī)律和不同水稻品種病毒病的發(fā)病情況進(jìn)行研究，以揭示開(kāi)封市杜良鎮(zhèn)水稻病毒病暴發(fā)流行的原因，為水稻條紋葉枯病和黑條矮縮病的綜合防控提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 灰飛虱發(fā)生高峰期蟲(chóng)量調(diào)查

在灰飛虱發(fā)生高峰期(5月中旬—6月初)，選取示范區(qū)外撒播麥田，用捕蟲(chóng)網(wǎng)(網(wǎng)口直徑33.3 cm，網(wǎng)眼大小0.147 mm，網(wǎng)深750 mm，柄長(zhǎng)1.2 m)作為調(diào)查工具，定期掃網(wǎng)一次，采用對(duì)角線5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)掃10網(wǎng)次(振幅為1 m)。將各點(diǎn)采集的蟲(chóng)子分別裝入孔徑為0.25 mm的小尼龍網(wǎng)袋內(nèi)，帶回室內(nèi)計(jì)數(shù)。

1.2 灰飛虱帶毒率檢測(cè)

隨機(jī)挑取田間采回的灰飛虱100頭，參考王貴珍等[9]的斑點(diǎn)酶聯(lián)免疫吸附法(Dot-Elisa)檢測(cè)灰飛虱的帶毒率(PVS)。

1.3 田間有效接種蟲(chóng)量統(tǒng)計(jì)

在成蟲(chóng)高峰期調(diào)查灰飛虱發(fā)生量，折合為每公頃蟲(chóng)量，同時(shí)通過(guò)檢測(cè)PVS，按公式(1)計(jì)算每公頃有效接種蟲(chóng)量(FVS，萬(wàn)頭/hm2)，計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后2位。在水稻黑條矮縮病抗性鑒定試驗(yàn)中，若進(jìn)行田間自然誘發(fā)鑒定，按照《水稻品種試驗(yàn) 水稻黑條矮縮病抗性鑒定與評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》(NY/T 2955—2016)要求，當(dāng)FVS值處于150萬(wàn)～600萬(wàn)頭/hm2時(shí)，方可認(rèn)為試驗(yàn)有效。

FVS=n×PVS

(1)

式中，F(xiàn)VS為田間有效接種蟲(chóng)量；n為每公頃灰飛虱總蟲(chóng)量；PVS為灰飛虱帶毒率。

1.4 不同水稻品種條紋葉枯病和黑條矮縮病的發(fā)病率調(diào)查和對(duì)RBSDV的抗病性評(píng)價(jià)

試驗(yàn)水稻秧田和本田均設(shè)在河南省開(kāi)封市祥符區(qū)杜良鎮(zhèn)小崗村，該地臨近公路，交通便利，田間道路寬，溝渠等基礎(chǔ)設(shè)施齊全，農(nóng)戶管理水平較好。秧田鑒定圃田塊為長(zhǎng)方形，兩面與麥田緊鄰，地勢(shì)平坦，肥力均勻，排灌方便。每年選取黃淮稻區(qū)生產(chǎn)上的主栽水稻品種若干，每個(gè)品種秧田小區(qū)面積1 m×2 m=2 m2，小區(qū)間預(yù)留30 cm間距，不設(shè)重復(fù)。各參試品種于5月中旬播種。除用25%咪鮮胺乳油2 000倍液浸種外，秧田期不使用任何農(nóng)藥，其他管理照常規(guī)進(jìn)行。秧苗在自然條件下感蟲(chóng)獲毒。于6月中旬移栽，小區(qū)面積5 m×4 m=20 m2，小區(qū)間及試驗(yàn)與保護(hù)行間留40 cm寬操作道，以便于試驗(yàn)調(diào)查和農(nóng)事操作。各參試水稻品種均單本移栽，即每穴只插1株秧苗。行距25 cm，株距13 cm；鑒定圃四周栽種4行淮稻5號(hào)作為保護(hù)行。整個(gè)本田期不使用任何藥劑，澆水、施肥、除草等栽培管理按當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行。

根據(jù)水稻黑條矮縮病發(fā)病率評(píng)價(jià)品種的田間抗性水平，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照NY/T 2955—2016。當(dāng)水稻品種抗性在不同地區(qū)、不同年度或批次鑒定結(jié)果表現(xiàn)不一致時(shí)，以最差抗性表現(xiàn)為準(zhǔn)。

田間鑒定根據(jù)發(fā)病率進(jìn)行抗性評(píng)價(jià)，各級(jí)別評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為，0級(jí)：發(fā)病率為0，免疫(I)；1級(jí)：發(fā)病率為0.1%～5%，抗病(R)；3級(jí)：發(fā)病率為5.1%～15%，中抗(MR)；5級(jí)：發(fā)病率為15.1%～30%，中感(MS)；7級(jí)：發(fā)病率為30.1%～50%，感病(S)；9級(jí)：發(fā)病率大于50.1%，高感(HS)。

2 結(jié)果與分析

2.1 2014—2018年麥田灰飛虱蟲(chóng)量、帶毒率和有效接種蟲(chóng)量

每年5月中旬—6月上旬是灰飛虱全年蟲(chóng)量最大的時(shí)期。田間調(diào)查結(jié)果(表1)發(fā)現(xiàn)，不同年份間高峰期蟲(chóng)量差異較大。其中，2016年最高，達(dá)3 290.64萬(wàn)頭/hm2。其次是2017年和2014年，灰飛虱蟲(chóng)量平均分別為1 459.73萬(wàn)頭/hm2和1 498.75萬(wàn)頭/hm2。2015年灰飛虱蟲(chóng)量平均為1 096.55萬(wàn)頭/hm2，而2018年高峰期蟲(chóng)量最低，平均為327.16萬(wàn)頭/hm2。

表1 2014—2018年灰飛虱發(fā)生高峰期蟲(chóng)量、帶毒率和病毒有效接種蟲(chóng)量

2014—2018年，開(kāi)封市杜良鎮(zhèn)麥田灰飛虱攜帶RBSDV的帶毒率普遍比較高，且明顯高于RSV的帶毒率，因而RBSDV的有效接種蟲(chóng)量均明顯高于RSV，該結(jié)果與2014—2018年水稻黑條矮縮病發(fā)生普遍而水稻條紋葉枯病發(fā)病很輕的現(xiàn)象一致。2014年、2016年RBSDV的有效接種蟲(chóng)量分別為194.84萬(wàn)、171.11萬(wàn)頭/hm2，達(dá)到了RBSDV病毒品種抗性鑒定試驗(yàn)所要求的有效接種蟲(chóng)量范圍(150萬(wàn)～600萬(wàn)頭/hm2)，因此在2014年和2016年進(jìn)行的RBSDV品種抗性鑒定試驗(yàn)結(jié)果有效，而2015年和2017年RBSDV有效接種蟲(chóng)量雖低于150萬(wàn)頭/hm2，但其品種抗性水平仍然可供參考，2018年RBSDV有效接種蟲(chóng)量最低，僅有25.23萬(wàn)頭/hm2，該結(jié)果與當(dāng)年水稻黑條矮縮病發(fā)病率最輕的現(xiàn)象一致。

2.2 不同水稻品種病毒病的田間發(fā)病率

2014—2018年，水稻黑條矮縮病在各個(gè)品種中均普遍發(fā)生，不同品種發(fā)病率各有差異，但水稻條紋葉枯病僅在少數(shù)品種上有零星發(fā)生，如黃金晴、豫粳6號(hào)、鎮(zhèn)稻88、寧粳4號(hào)、新科稻31和新豐6號(hào)等品種，發(fā)病率均在3%以內(nèi)。由于2014—2018年大田灰飛虱RSV的帶毒率均明顯低于RBSDV，結(jié)合灰飛虱高峰期蟲(chóng)量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)得到的RSV有效接種蟲(chóng)量均達(dá)不到抗性鑒定試驗(yàn)有效的范圍，從而在一定程度上解釋了開(kāi)封杜良鎮(zhèn)水稻條紋葉枯病發(fā)病輕的原因。

對(duì)于水稻黑條矮縮病(表2)，2014年和2016年發(fā)病最嚴(yán)重，其次是2015年和2017年，2018年發(fā)病最輕。由于2018年統(tǒng)計(jì)的有效接種蟲(chóng)量最低，僅有25.23萬(wàn)頭/hm2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到RBSDV病毒品種抗性鑒定試驗(yàn)所要求的有效接種蟲(chóng)量范圍(150萬(wàn)～600萬(wàn)頭/hm2)，同時(shí)各個(gè)品種發(fā)病率均很低，因此未做抗病等級(jí)評(píng)價(jià)?；吹?號(hào)的發(fā)病率在2014年和2016年分別高達(dá)50.6%和70.8%，均表現(xiàn)為高感，2015和2017年分別為22.5%和15.7%，均表現(xiàn)為中感，2018年僅為11.0%。蘇秀298在2016年的發(fā)病率達(dá)85.9%，表現(xiàn)為高感，2017年發(fā)病率為15.4%，表現(xiàn)為中感，2018年發(fā)病率為9.9%。鎮(zhèn)稻88在2014年發(fā)病率為30.6%，表現(xiàn)為感病，2016年發(fā)病率高達(dá)29.3%，表現(xiàn)為中感，2015年為13.7%，表現(xiàn)為中抗，2017年為4.8%，表現(xiàn)為抗病，而在2018年為5.0%。徐稻3號(hào)在2016年發(fā)病率高達(dá)45.1%，表現(xiàn)為感病，在2015年和2017年分別為10.8%和9.7%，均表現(xiàn)為中抗，在2018年發(fā)病率僅為1.4%。2014年抗性表現(xiàn)最好的水稻品種是寧粳4號(hào)，為中感，其余品種為感病或高感；2016年絕大多數(shù)品種表現(xiàn)為感病或高感，只有鎮(zhèn)稻88表現(xiàn)為中感；2015年供試水稻品種均為中感或中抗；2017年絕大多數(shù)品種表現(xiàn)為中感或中抗，僅有鎮(zhèn)稻88表現(xiàn)為抗病?？梢?jiàn)，2014—2018年對(duì)水稻黑條矮縮病抗性表現(xiàn)較好的有鎮(zhèn)稻88和寧粳4號(hào)，而徐稻3號(hào)和寧粳4號(hào)在2015年和2017年均表現(xiàn)為中抗，5 a中抗性均相對(duì)較差的有鎮(zhèn)稻99、淮稻5號(hào)、蘇秀298和鑫稻538。

表2 2014—2018年不同水稻品種黑條矮縮病的發(fā)病率

2.3 灰飛虱攜帶RBSDV有效接種蟲(chóng)量與水稻黑條矮縮病發(fā)生的變化趨勢(shì)分析

由圖1可知，與2014年相比，2015年灰飛虱攜帶RBSDV的有效接種蟲(chóng)量有所下降，2016年升高，之后逐年降低。黃金晴、鎮(zhèn)稻99等6個(gè)水稻品種黑條矮縮病的發(fā)病率在2014年和2016年較嚴(yán)重，其次是2015年和2017年，2018年發(fā)病最輕。結(jié)果表明，6個(gè)水稻品種的發(fā)病率與有效接種蟲(chóng)量隨年份變化的趨勢(shì)基本一致，可見(jiàn)，由灰飛虱高峰期蟲(chóng)量和帶毒率所決定的有效接種蟲(chóng)量是影響水稻黑條矮縮病發(fā)生的重要因素。

圖1 2014—2018年灰飛虱攜帶RBSDV有效接種蟲(chóng)量與6個(gè)水稻品種RBSDD的發(fā)病率Fig.1 Effective inoculation quantities of SBPH carrying RBSDV and disease rates of six rice cultivars for RBSDD during 2014—2018

3 結(jié)論與討論

本研究分析了2014—2018年5 a間開(kāi)封市杜良鎮(zhèn)水稻病毒病(黑條矮縮病)的發(fā)生情況與當(dāng)年有效接種蟲(chóng)量之間的關(guān)系，有效接種蟲(chóng)量大則發(fā)病重，反之則輕。有效接種蟲(chóng)量由高峰期蟲(chóng)量和帶毒率得出。田間灰飛虱高峰期蟲(chóng)量取樣具有一定的隨機(jī)性，由此檢出的帶毒率和統(tǒng)計(jì)的有效接種蟲(chóng)量也具有一定的隨機(jī)性，但仍在一定程度上反映當(dāng)年水稻病毒病暴發(fā)的嚴(yán)重程度，二者呈正相關(guān)[10-13]。因此，由灰飛虱高峰期蟲(chóng)量和帶毒率所決定的有效接種蟲(chóng)量可以作為一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)用于水稻病毒病的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

關(guān)于田間水稻黑條矮縮病和條紋葉枯病抗性鑒定的報(bào)道很多[11,14-18]，但不同研究甚至同一研究中相同品種的抗性鑒定結(jié)果不一致。王寶祥等[15]研究發(fā)現(xiàn)，鎮(zhèn)稻88和揚(yáng)粳9538水稻黑條矮縮病的發(fā)病率比較接近，即兩者的抗性可能是在同等水平，而李愛(ài)宏等[14]鑒定揚(yáng)粳9538為高感，鎮(zhèn)稻88為中抗，二者的抗性水平相差較大。周彤[16]分別在2010年和2011年開(kāi)展了水稻黑條矮縮病抗性品種的篩選鑒定試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)各鑒定圃感病對(duì)照品種淮稻5號(hào)的發(fā)病率與有效接種蟲(chóng)量并不呈一致關(guān)系，且不同年份、不同地區(qū)淮稻5號(hào)的發(fā)病率差異較大(36.5%～93.07%)，分析原因可能是由于帶毒率調(diào)查的不準(zhǔn)確性和帶RBSDV灰飛虱在田間分布的不均勻性，不同年份和不同地區(qū)的天氣環(huán)境因素不一致等。本試驗(yàn)研究也得到了類似的結(jié)果，不同水稻品種在不同年份的發(fā)病率差異較大，如淮稻5號(hào)在2015年和2017年對(duì)水稻黑條矮縮病表現(xiàn)為中感，在2014年和2016年均表現(xiàn)為高感；鎮(zhèn)稻88在2014年表現(xiàn)為感病，2015年表現(xiàn)為中抗，2016年為中感，2017年為抗性；徐稻3號(hào)通常作為抗性對(duì)照品種，但是在本試驗(yàn)中2016年卻表現(xiàn)為感病。

由上可知，同一品種在不同年份、不同地區(qū)、不同試驗(yàn)條件下表現(xiàn)出的抗感會(huì)有較明顯的差異，這可能與不同年份害蟲(chóng)發(fā)生輕重不同以及灰飛虱取食傳毒的隨機(jī)性等因素有關(guān)。根據(jù)《水稻品種試驗(yàn) 水稻黑條矮縮病抗性鑒定與評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》中有效接種蟲(chóng)量為150萬(wàn)～600萬(wàn)頭/hm2的要求，2014年和2016年進(jìn)行的RBSDV品種抗性鑒定試驗(yàn)結(jié)果有效，而2015年和2017年RBSDV有效接種蟲(chóng)量雖低于150萬(wàn)頭/hm2，但根據(jù)不同品種的發(fā)病情況來(lái)看，品種抗性水平仍然可供參考。因此，現(xiàn)有的抗性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也許并不能完全體現(xiàn)品種的真實(shí)抗性水平，需要進(jìn)一步優(yōu)化和建立完善的水稻黑條矮縮病抗性評(píng)價(jià)體系。