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水稻品种对黑条矮缩病和灰飞虱抗性的关联性分
代写论文库:农业工程论文    时间:2018-06-22 14:33    点击:

  摘要:为分析水稻品种对黑条矮缩病和灰飞虱抗性的关联性,对49个品种进行田间接种鉴定、人工接种鉴定、抗生性和排驱性试验。结果表明,田间接种中发病率低于20%的品种较多,田间接种鉴定受到外部环境影响因素较大,发病率明显低于人工接种鉴定。在田间接种和人工接种鉴定中,籼稻品种的发病率低于粳稻品种。抗生性试验显示,仅5个籼稻品种的抗生性值低于81%,粳稻品种均感虫。籼稻品种排驱性值明显低于粳稻品种,籼稻品种对灰飞虱的抗性高于粳稻品种。对水稻品种的黑条矮缩病抗病性和灰飞虱抗虫性进行关联性分析结果,田间鉴定中品种发病率与对灰飞虱排驱性呈极显著正相关,而与品种对灰飞虱抗生性没有相关性。人工接种鉴定中品种发病率与品种对灰飞虱的抗生性和排驱性都呈显著正相关。排驱性与田间接种鉴定发病率和人工接种鉴定发病率均呈极显著正相关。表明在灰飞虱传毒过程中,抗虫品种在一定程度上影响了传毒效果,培育抗灰飞虱品种在一定程度上可以减轻水稻黑条矮缩病的危害。

  关键词:水稻;黑条矮缩病;灰飞虱;关联性

  中图分类号: S435.112+.3文献标志码: A文章编号:1002-1302(2016)06-0222-04

  收稿日期:2015-04-15

  基金项目:江苏省科技支撑计划(编号:BE2013301);江苏省农业科技自主创新资金[编号:CX(12)5112];国家水稻产业体系项目(编号:CARS-01-01A)。

  作者简介:温以斌(1969—),男,江苏灌南人,高级农艺师,主要从事水稻新品种选育及栽培技术推广工作。E-mail:wbxrice@163.com。

  通信作者:徐大勇,研究员。E-mail:xudayong3030@sina.com。灰飞虱[Laodelphax striatellus Fallén (Homoptera:Delphacidae)]是对水稻有严重危害的害虫之一,广泛分布于亚洲各国的水稻种植区。在水稻生产上,除灰飞虱自身通过取食造成危害,由其传播的黑条矮缩病(rice black-streaked dwarf virus disease,RBSDVD)造成的产量损失更为严重[1-2]。近年来,由灰飞虱传播的水稻黑条矮缩病在江苏和浙江等省份大流行,主要原因在于大量感病、感虫品种的种植,携带黑条矮缩病毒(rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)的灰飞虱种群数量较大,以及易于灰飞虱种群繁殖的稻麦轮作栽培措施[3]。

  目前,国内部分学者已开展水稻黑条矮缩病和灰飞虱遗传基础研究,发现了一批抗灰飞虱水稻品种,如RH、Mudgo、ASD7、IR36、IR64等,并定位到近20个抗灰飞虱QTL[4-9]。王宝祥等开展了抗黑条矮缩病水稻种质资源筛选和相关基因定位工作,筛选到了多个抗病品种,如来自东南亚的籼稻品种Kanyakumari 29、Madurai 25和Vietnam 160等[10]。潘存红等利用珍汕97B/明恢63的重组自交系群体,对水稻黑条矮缩病抗性QTL 进行分析,共检测到6 个QTL,并对其中1个进行了精细定位,这些位点的抗性等位基因来自抗病亲本明恢63[11-12]。王英利用Tetep/淮稻5号构建分子连锁图谱,共检测到4个抗性QTL[13],但通过重复鉴定表明,明恢63和Tetep的发病率可达20%以上,高抗种质资源的发掘和相关抗病基因的定位仍较为迫切。

  水稻黑条矮缩病暴发的严重程度也与携带RBSDV的灰飞虱种群密度密切相关[14-15],有效控制灰飞虱种群可以间接防治由其传播的病毒病,因此,研究水稻品种对黑条矮缩病的抗病性和对灰飞虱的抗虫性二者之间的关联性显得尤为重要。本研究分别开展了水稻品种对黑条矮缩病抗病性及传毒介体灰飞虱抗虫性试验,并对这2种抗性之间的关联性进行了分析,以期为阐明水稻黑条矮缩病抗性构成机制和寻求新的抗性途径解决生产实际问题提供理论依据。

  1材料与方法

  1.1供试材料

  水稻品种共计49个,其中籼稻品种19个,粳稻品种30个(表1)。

  1.2试验方法

  1.2.1黑条矮缩病田间自然接种鉴定材料种植于东海县黄川试验田,选用四周为麦田的地块种植待鉴定的材料,以保证获得足量虫源。2013年5月15日(麦收前3周)播种,每个品种播80粒,均匀撒播1行,行长50 cm,行距10 cm。6月20—25日移栽,单苗栽插,株距15 cm,行距20 cm,每个品种和家系栽插40穴。常规肥水管理,不施用任何农药。通过盘拍法调查灰飞虱虫口密度[10],试验田块秧苗期的灰飞虱为 3 048万头/hm2,虫口基数巨大。

  水稻分蘖盛期统计发病率。此时期发病植株表现出极明显的矮缩,心叶突破下叶叶鞘而出,部分植株表现为从下叶枕口呈螺旋状伸出,部分叶片的顶端出现旋状卷曲;而健康稻株分蘖旺盛,生命力强,但尚未拔节,发病植株和健康植株反差非常明显。以2个重复发病百分率平均值作为品种抗黑条矮缩病表型值进行统计。

  1.2.2黑条矮缩病人工接种鉴定将田间或实验室内处于分蘖盛期发病的水稻植株移至长20.5 cm、宽13.5 cm、高135 cm的塑料桶内(底有1个小孔,便于透水),然后移至塑料箱内,同时向箱内接入孵化出的1~2龄灰飞虱若虫,饲毒72 h,接虫量为鉴定苗数的3倍。

  将亲本、抗病和感病对照品种浸种催芽,将待鉴定品种播种于长70.5 cm、宽50.5 cm、高41.5 cm的塑料箱内,每个品种播种50粒,呈“一”字形,保持水层约3 cm。秧苗长至2.5~3.0 叶时间苗,淘汰病弱苗,保留约40株整齐一致的健苗,塑料箱顶端用纱布封口。

  以2个重复发病百分率平均值作为品种抗黑条矮缩病表型值进行统计。

  1.2.3排驱性试验参照Nemoto 等的方法[16]并适当改进:催芽后的水稻种子播于长65 cm、宽44 cm、高14 cm的塑料周转箱内,每个品种1行,每行25株。随机排列,重复2次。幼苗长至1.5~2.0叶,剔除弱小苗,每行留苗15株,按每株5头接入2~3龄灰飞虱若虫,自然光照,室温(26±1) ℃。24 h后调查每个单株上的虫数,每天1次,调查后驱虫,使其尽量均匀分布。5 d后计算每个品种单株上的平均虫数,作为排驱性测验值。

  1.2.4抗生性试验参考Duan等的方法[6],单管单苗(种子萌发后第8天的幼苗)接入5头1~2龄的灰飞虱若虫,接虫后6 h开始统计死虫数,计算若虫存活率,每天统计1次,连续5 d。抗生性分数(antibiosis score,AS)计算公式为:AS=[(A1×1)+(A2×2)+…+(An×n)]×100%/(1+2+…+n)。式中:n为接虫后的天数,An为该天灰飞虱若虫存活率。每个试验品种测定10株幼苗。AS值在0~81%的定为抗虫,AS>81%的品种为感虫,AS值越小,其抗生性抗性越强,反之则弱。试验温度(25±1) ℃。

  1.3灰飞虱带毒率检测

  参照周彤等的方法[17]随机对100头灰飞虱进行水稻黑条矮缩病毒的RT-PCR检测,结果显示黑条矮缩病毒的携毒率平均达到5%,具备了足量毒源。

  1.4数据分析

  利用SPSS软件对不同组试验结果进行分析。

  2结果与分析

  2.1不同水稻品种对黑条矮缩病及灰飞虱抗性的分析

  对49个水稻品种进行抗黑条矮缩病田间接种和人工接种鉴定表明,人工接种鉴定发病率高于田间接种发病率,仅1个品种的发病率低于20%(RH)。而田间接种中发病率低于20%的品种较多,与人工接种鉴定表型值相差较大,说明田间接种鉴定受到外部环境影响因素较大(表1、图1-A、图1-B),发病率明显低于人工接种鉴定。在田间接种和人工接种鉴定中,籼稻品种的发病率低于粳稻品种(表1、图1-A、图1-B)。水稻品种对灰飞虱抗生性试验结果,仅5个籼稻品种的抗生性值低于81%,粳稻品种抗生性值均高于81%表现为感虫;籼稻品种排驱性值明显低于粳稻品种(表1、图1-C、图1-D),表明籼稻品种对灰飞虱的抗性高于粳稻品种。

  2.2不同水稻品种黑条矮缩病与灰飞虱抗性的关联性分析

  利用SPSS软件对水稻品种的黑条矮缩病抗病性和灰飞虱抗虫性进行关联性分析,田间鉴定品种发病率与对灰飞虱排驱性呈极显著正相关,而与品种对灰飞虱抗生性不呈相关,表明田间接种易受品种对灰飞虱排驱性的影响;另外田间接种鉴定发病率与人工接种鉴定发病率呈显著正相关,表明2种鉴定方法结果具有一致性。

  人工接种鉴定品种发病率与其对灰飞虱的抗生性和排驱性都呈显著正相关,因此不同水稻品种对灰飞虱的排驱性和抗生性均影响人工鉴定结果。另外,排驱性与田间接种鉴定发病率和人工接种鉴定发病率均为极显著正相关,表明水稻品种对灰飞虱排驱性是影响鉴定结果的重要因素(表2)。

  3讨论

  传毒介体、病毒和植物三者之间的互作导致了病毒病害的发生,相关对水稻黑条矮缩病抗性构成机制的研究报道较少,但在其他病毒病害研究中已展开相关研究。日本学者Nemoto等对由灰飞虱传播的水稻条纹叶枯病研究发现,中抗品种IR50和Tadukan对病毒和介体昆虫都有抗性,提出水稻对昆虫的抗性可减少条纹叶枯病毒传播,水稻对条纹叶枯病的抗性包含对水稻条纹叶枯病毒的抗性和对介体灰飞虱的抗性两层含义,对病毒的抗性又可分为抗病毒侵染和对病毒的忍耐性[16]。另外,Kobayashi等[18]和Takita等[19]分别在1983年和1986年的研究中发现水稻品种IR42对东格鲁病毒的抗性主要由对介体昆虫的抗性所致。

  本研究利用49个不同地区和类型水稻品种进行田间接种鉴定、人工接种鉴定、抗生性和排驱性试验,在田间接种和人工接种鉴定中,籼稻品种的发病率低于粳稻品种;在品种抗生性和排驱性试验中,相对粳稻品种,籼稻品种对灰飞虱的抗性较强。因此,本研究中籼、粳2种类型水稻品种对黑条矮缩病和传毒介体灰飞虱的抗性存在一定关联性。品种田间鉴定发病率和人工鉴定发病率与抗生性值和排驱性值之间的相关性分析结果表明,品种发病率与品种对灰飞虱排驱性呈极显著正相关,在田间鉴定中品种发病率与品种对灰飞虱抗生性不相关,说明田间接种易受品种对灰飞虱排驱性的影响,因此品种对灰飞虱的排驱性是影响田间鉴定结果的重要因素。在人工接种鉴定中品种发病率与其对灰飞虱的抗生性和排驱性均表现为显著正相关,品种对灰飞虱的排驱性和抗生性均影响人工鉴定结果。因此,在灰飞虱传毒过程中,抗虫品种在一定程度上影响了传毒效果,培育抗灰飞虱品种在一定程度上可以降低水稻黑条矮缩病的发生[20-23]。

  籼、粳稻对相同病毒病害往往表现出不同的抗性反应。Yamaguchi等提出条纹叶枯病毒的抗源广泛存在于籼稻、爪哇稻和日本的旱稻中,而其他粳稻品种中不存在抗源[24-27]。本研究结果表明,在田间接种和人工接种鉴定中,籼稻品种的发病率低于粳稻品种,籼稻品种对灰飞虱的抗性高于粳稻品种,结果表明,籼稻品种对黑条矮缩病抗性强于粳稻品种,可能是由于籼稻品种较抗传毒介体灰飞虱的缘故。本研究结果为阐明水稻品种对黑条矮缩病和灰飞虱抗性的关联性提供了理论基础。

  参考文献:

  [1]王宝祥,江玲,陈亮明,等. 水稻黑条矮缩病抗性资源的筛选和抗性QTL的定位[J]. 作物学报,2010,36(8):1258-1264.

  [2]段灿星,张世贤,陈青,等. 水稻种质资源抗灰飞虱评价及抗性机制分析[J]. 中国水稻科学,2007,21(4):425-430.

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