安徽發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害水稻秧苗

徐麗娜, 陳永田, 徐婷婷, 畢思佳, 佟 強(qiáng),胡本進(jìn), 胡 飛*, 王振營(yíng)

(1. 安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所, 合肥 230031; 2. 安徽省無(wú)為市植保站, 無(wú)為 238300;3. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100193)

2019年5月17日,草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda入侵安徽[1],此后發(fā)生范圍迅速擴(kuò)大,當(dāng)年即在全省16市89個(gè)縣(市、區(qū))發(fā)生為害[2],成為危害安徽糧食生產(chǎn)的又一重大害蟲(chóng)。張磊等根據(jù)遺傳結(jié)構(gòu)分析結(jié)果,推測(cè)入侵我國(guó)的草地貪夜蛾群體是一個(gè)“水稻型”母本和“玉米型”父本雜交群體的后代,在長(zhǎng)期的演化擴(kuò)散過(guò)程中,“玉米型”的核基因組占據(jù)了主導(dǎo)地位[3]。2019年針對(duì)安徽地區(qū)草地貪夜蛾的群體遺傳結(jié)構(gòu)分析與張磊等的結(jié)果基本一致。只是在核基因組Tpi基因第174和175位差異單倍型位點(diǎn)除了玉米型和雜合型,還發(fā)現(xiàn)11.98%樣本表現(xiàn)為水稻型[4]。說(shuō)明入侵安徽省的草地貪夜蛾種群存在為害水稻的風(fēng)險(xiǎn)。近年廣西、湖北、福建陸續(xù)發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害水稻成株或秧苗的現(xiàn)象[5-7]。

水稻是安徽省第二大糧食作物,2019年全省水稻種植面積為2 509.04萬(wàn) hm2,2019年-2020年的田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),草地貪夜蛾在安徽省主要為害玉米,部分地區(qū)發(fā)現(xiàn)為害高粱、小麥、油菜、甘蔗等[2],尚未發(fā)現(xiàn)其對(duì)當(dāng)?shù)厮驹斐晌：Α?021年7月21日,筆者在安徽省無(wú)為市首次發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害水稻秧苗,隨即對(duì)其為害特點(diǎn)及生物型展開(kāi)調(diào)查研究,以期為更好地開(kāi)展草地貪夜蛾監(jiān)測(cè)和防控提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 野外調(diào)查與采集

2021年7月發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害的農(nóng)場(chǎng)位于蕪湖無(wú)為市陡溝社區(qū)霞秀家庭農(nóng)場(chǎng)育秧田(117.92°E, 31.30°N),被害秧苗品種為‘中粳糯588’,7月1日播種,秧齡20 d,發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害時(shí)秧苗處于2葉1心期。該批育秧共2 320盤(pán),育苗盤(pán)規(guī)格為25 cm×60 cm,露天育秧。在育秧盤(pán)旁邊有玉米種植田塊,此時(shí)大部分玉米已收獲,田間以玉米秸稈為主,但并未完全黃熟(圖1)。

7月21日對(duì)被害育秧盤(pán)進(jìn)行了調(diào)查,現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)調(diào)查5點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查秧盤(pán)50個(gè),調(diào)查有蟲(chóng)盤(pán)數(shù),統(tǒng)計(jì)有蟲(chóng)盤(pán)率,同時(shí)每點(diǎn)隨機(jī)選擇其中一個(gè)帶蟲(chóng)盤(pán),每盤(pán)選擇3個(gè)點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查秧苗225株,調(diào)查其中被害秧苗株數(shù),統(tǒng)計(jì)被害株率。

圖1 被害水稻秧苗田間種植情況Fig.1 Planting environment of damaged rice seedling in the field

采集水稻秧苗上的草地貪夜蛾幼蟲(chóng)20頭,并從黃山、東至和石臺(tái)玉米田采集草地貪夜蛾幼蟲(chóng)34頭,作為生物型分析試蟲(chóng)。

1.2 草地貪夜蛾生物型分析

分別提取水稻秧苗上采集的20頭草地貪夜蛾幼蟲(chóng),以及從黃山、東至和石臺(tái)玉米田采集的34頭草地貪夜蛾幼蟲(chóng)的DNA,進(jìn)而對(duì)線粒體細(xì)胞色素C氧化酶亞基Ⅰ基因(cytochrome c oxidase subunit Ⅰ,COⅠ)以及位于Z染色體上的磷酸甘油醛異構(gòu)酶基因(triose-phosphate isomerase,Tpi)兩個(gè)分子標(biāo)記基因進(jìn)行擴(kuò)增,據(jù)此對(duì)樣品的群體遺傳特征進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 草地貪夜蛾為害水稻秧苗發(fā)生情況

對(duì)被害育秧盤(pán)進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),有蟲(chóng)盤(pán)率平均為7.64%,平均幼蟲(chóng)量3.2頭/盤(pán),草地貪夜蛾幼蟲(chóng)多為5～6齡,部分為3～4齡,秧盤(pán)平均被害株率為18.52%(表1)。觀察發(fā)現(xiàn),草地貪夜蛾幼蟲(chóng)多隱藏在秧苗基部為害,部分秧苗在基部被齊根咬斷,葉片也有明顯被害狀,如葉片出現(xiàn)半透明天窗、孔洞、缺刻、干尖等現(xiàn)象。

表1 無(wú)為市陡溝水稻秧苗被草地貪夜蛾為害情況

2.2 草地貪夜蛾生物型

通過(guò)對(duì)COⅠ基因序列進(jìn)行比對(duì)分析發(fā)現(xiàn),在采集到的54個(gè)草地貪夜蛾樣本中鑒定出“玉米型”和“水稻型”兩種基因型,二者的比例分別為48.15%和51.85%;而在無(wú)為的水稻秧苗上采集的草地貪夜蛾樣本,90.00%為“玉米型”,僅有10.00%為“水稻型”(表2)。

圖2 草地貪夜蛾為害水稻的癥狀Fig.2 Symptoms on rice damaged by Spodoptera frugiperda

對(duì)本次采集的54頭草地貪夜蛾幼蟲(chóng)的Tpi基因序列進(jìn)行分析,針對(duì)“玉米型”和“水稻型”的差異單倍型位點(diǎn)進(jìn)行比對(duì),發(fā)現(xiàn)本次采集的草地貪夜蛾樣本Tpi基因第174位和175位差異單倍型位點(diǎn)存在玉米型單倍型(AT)、水稻型單倍型(GA)和玉米水稻雜合型(AT/GA)3種類型(表3)。根據(jù)已有文獻(xiàn)報(bào)道，10個(gè)差異單倍型位點(diǎn)中若有7個(gè)表現(xiàn)為“玉米型”即可被認(rèn)為是該類型[8],因此,根據(jù)Tpi序列分析，本次所有草地貪夜蛾樣品仍為“玉米型”。

表2 基于COⅠ基因片段鑒定草地貪夜蛾樣品的分型結(jié)果

表3 Tpi基因第174位和175位差異單倍型位點(diǎn)類型

3 討論

2019年草地貪夜蛾入侵我國(guó)后,雖然主要為害玉米,但水稻被害的現(xiàn)象也時(shí)有報(bào)道,2019年廣西欽州市靈山縣武利鎮(zhèn)、2020年福建漳州云霄和湖北武穴均發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害水稻[6-7]。室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn),水稻雖不是目前侵入我國(guó)的草地貪夜蛾的嗜食寄主,但其可以通過(guò)取食水稻幼苗正常生長(zhǎng)發(fā)育并完成生活史[9]。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害水稻秧苗的農(nóng)場(chǎng)位于安徽省無(wú)為市,該地位于安徽省中部,長(zhǎng)江中下游沿江北岸,常年玉米種植面積約8 000 hm2,按播期可分為春、夏、秋玉米[10]。2021年5月8日,當(dāng)?shù)厥状涡哉T監(jiān)測(cè)到草地貪夜蛾成蟲(chóng),5月31日,發(fā)現(xiàn)幼蟲(chóng)為害玉米。本次發(fā)現(xiàn)被草地貪夜蛾為害的水稻秧田旁即有玉米種植,此時(shí)玉米已經(jīng)進(jìn)入收獲期,田間以秸稈為主,推測(cè)水稻秧苗上出現(xiàn)的草地貪夜蛾幼蟲(chóng),可能是在玉米成熟后,轉(zhuǎn)移至附近秧盤(pán)為害。近年來(lái)水稻集中育秧發(fā)展迅猛,育秧素質(zhì)的好壞直接關(guān)系到機(jī)插秧的成敗和水稻產(chǎn)量高低。水稻秧苗被草地貪夜蛾為害后造成的葉片缺刻,甚至缺苗斷株,將嚴(yán)重影響到機(jī)插秧的質(zhì)量,嚴(yán)重的將直接導(dǎo)致育秧盤(pán)無(wú)法成功移栽。建議位于草地貪夜蛾遷飛過(guò)渡區(qū),同時(shí)有玉米和水稻種植的區(qū)域,在進(jìn)行水稻集中育秧時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離玉米田塊,避免草地貪夜蛾轉(zhuǎn)移為害。

根據(jù)COⅠ基因序列比對(duì)結(jié)果發(fā)現(xiàn),在本次采集的54個(gè)草地貪夜蛾樣本中,“玉米型”和“水稻型”的比例分別為48.15%和51.85%,與2019年對(duì)安徽省草地貪夜蛾進(jìn)行遺傳分析的結(jié)果相比,“玉米型”占比明顯上升;同時(shí),針對(duì)Tpi基因“玉米型”和“水稻型”的差異單倍型位點(diǎn)比對(duì)中,僅在東至地區(qū)采集的2頭草地貪夜蛾樣本中發(fā)現(xiàn)了第174位和第175位差異單倍型位點(diǎn)為水稻型單倍型(GA),僅占所有樣品的3.70%,而2019年的分析中這一比例達(dá)到16.95%[3]。推測(cè)入侵安徽的草地貪夜蛾遺傳結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)發(fā)生了變化,需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本數(shù)量對(duì)其進(jìn)行深入研究。