水稻抗性品種對褐飛虱自然誘發抗性的研究

摘要：為了有效控制褐飛虱的暴發危害，進行了抗性品種對褐飛虱自然誘發抗性試驗研究，結果顯示，在第三代以白背飛虱為優勢種群時，抗性品種自然誘發對白背飛虱無明顯抗性。在第四代以褐飛虱為優勢種群時，不同抗性品種對褐飛虱自然誘發抗性差異顯著，抗性品種對褐飛虱自然誘發抗性在降低低齡若蟲量的同時抑制了低齡向高齡轉化。

關鍵詞：水稻；抗性；褐飛虱；自然誘發抗性

中圖分類號：S435.12文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）11－2230-04

Ｒｅｓearch on the Spontaneous Inductive Resistance to Brown Planthopper

in Cultivated Rice

ＬＩＵ Ｈｕａ－ｌｉｎ１，2，Ｌ?譈 Ｌｉａｎｇ3，ＺＨＡＮＧ Ｓｈｕ3，ＣＨＥＮ Ｑｉ－ｚｈｉ3，ＤＩＮＧ Ｚｈｅｎ－ｈｕａ4，ＤＯＮＧ Ｊｉｎ－ｍｅｉ5，ＷＥＮ Ｊｉａ6，ＮＩＵ Ｌｉｎ6

（１． Ｔｈｅ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ Ｘｉａｏｇａｎ Ｃｉｔｙ， Ｘｉａｏｇａｎ ４３２０００，Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ；

２． College of Life Science and Technology，Xiaogan University，Xiaogan 432000 Hubei，China；

3. Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ＆ Ｓｏｉｌ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ， Ｈｕｂｅｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｗｕｈａｎ ４３００６４，Ｃｈｉｎａ；

4．Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｘｉａｏｎａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｘｉａｏｇａｎ ４３２０００，Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ； 5．Ｘｉａｏｇａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｘｉａｏｇａｎ ４３２０００， Ｈｕｂｅｉ， Ｃｈｉｎａ；6．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Iｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ the invasion of bｒｏｗｎ ｐｌａｎｔｈｏｐｐｅｒ， which was the main insect pest in cultivated rice， the resistant cultuvated varieties were applied for natural inductive experiments. The results indicated that the cultivated rice had no obvious resistance to white backed planthopper as in the ３ｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ. However，when confronted bｒｏｗｎ ｐｌａｎｔｈｏｐｐｅｒ as dominant species， prominent resistant differences were demostrated among different breeds. In addition，the natural inductive resistance of these varieties can suppress the transition from young to old stage of Ｂｒｏｗｎ ｐｌａｎｔｈｏｐｐｅｒ along with an decreased number of immature inseets．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｒｉｃｅ； ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ； ｂｒｏｗｎ ｐｌａｎｔｈｏｐｐｅｒ； ｎａｔｕｒａｌ ｅｖｏｋｅｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ

稻飛虱是水稻上的主要害蟲，分白背飛虱（Ｓｏｇａｔｅｌｌａ ｆｕｒｃｉｆｅｒａ）和褐飛虱（Ｎｉｌａｐａｒｖａｔａ ｌｕｇｅｎｓ）兩個種類，２０世紀７０～９０年代間，孝感市稻田飛虱呈間歇性大發生，如１９７４、１９７５、１９８０、１９９１、１９９７年均為大發生；進入２１世紀，其由間歇性暴發害蟲變成常發性、重發性害蟲，２００２、２００４、２００５、２００７年呈大發生，２００６年呈特大發生，典型重發田塊百蔸蟲量達到１０萬頭，對水稻生產構成了嚴重威脅。為了達到有效控制水稻褐飛虱的暴發危害，確保水稻生產安全，根據國家農業行業計劃“水稻褐飛虱防控技術”試驗與示范項目的要求，２００９年在湖北省孝感示范區作了抗性品種對褐飛虱自然誘發抗性試驗研究，現將試驗結果總結如下。

１材料與方法

１．１供試材料

在全國各試驗區選擇了７個抗褐飛虱的水稻品種和當地主栽品種（對照），在田間進行自然誘發抗性鑒定，其品種為：廣兩優４７６（湖北省農業科學院選育）、中９優１４６２（華中農業大學提供）、中組１４（中國水稻研究所選育）、超優２８（湖北省農業科學院提供）、粳秈８９（廣東省佛山市農科所選育）、玉香油占（廣東省農業科學院選育）、株兩優２１１（隆平高科湖南亞華種業科學院選育）、揚兩優６號（ＣＫ）（江蘇里下河地區農科所選育）。

１．２試驗設計

１）試驗田地點設在孝感市孝南區新鋪鎮徐山村，為中稻集中種植區，種植面積２００ ｈｍ２，主要品種為揚兩優６號，土壤為棕壤水稻土，田間肥力為中等，上茬作物為油菜。

２）田間試驗設兩個試驗區，第一試驗區為不防治自然誘發區，該試驗區不用化學藥劑防治褐飛虱，田間管理按正常農事操作進行；第二試驗區為藥劑防治自然誘發區，根據田間蟲情發生情況，在褐飛虱低齡若蟲激增期，當百蔸蟲量達到１ ５００頭時，即８月１８日，用化學農藥吡蚜酮進行了防治。

兩個試驗區用同樣品種和田間設計，田塊相鄰，田間管理措施相同。試驗各設８個處理，重復３次，每小區的面積為２４ ｍ２，共設小區２４個，隨機區組排列，株行距１６．７ ｃｍ × ２３．３ ｃｍ，小區周圍開寬度５０ ｃｍ的排水溝。４月３０日播種， ６月１日移栽，７月４日曬田，７月２４日復水，９月３日收割，在參試品種中，株兩優２１１于７月１日齊穗，７月１７日已灌漿，８月１３日已成熟，倒伏枯死，田間褐飛虱量少于其他品種，不列入數據分析。

１．３調查方法

１）田間農事操作與常規操作相同，并分別記載農事操作措施。

２）蟲情調查采用定點系統調查，根據蟲情和品種的生育期從第三代若蟲激增期７月１７日開始，至８月２８日第四代褐飛虱為害基本定型止，用盆拍法調查，每７ d調查一次，每小區５點取樣，每點拍2蔸水稻，拍2下，迅速統計各類飛虱數量，記載成蟲（長翅、短翅）、１～３齡和４～５齡若蟲數量，并折算成百蔸蟲量做相關的數據分析。

３）記載水稻生長情況和主要病蟲發生情況，成熟時進行測試。

４）用鄧肯氏新復極差（ＤＭＲＴ）法對調查數據進行統計分析和比較。

２結果與討論

２．１褐飛虱與白背飛虱混發期參試品種對稻飛虱自然誘發抗性情況

在第三代以前（８月上旬以前）褐飛虱與白背飛虱混發期，白背飛虱種群數量大于褐飛虱種群數量，第三代若蟲激增期為７月中旬至８月上旬，各代次中白背飛虱種群數量最大，然后隨著對環境氣候適應性，７月下旬至８月上中旬大量遷出，在８月中旬以后種群數量大幅度下降，褐飛虱自然增殖的速度加快。

表１顯示，７月１７日第三代稻飛虱進入若蟲激增期，各品種的小區平均蟲量為１７３．４～８８０.0頭／百蔸，總計平均為５００．０頭／百蔸，其中白背飛虱占８６．３％，褐飛虱占１３．７％，褐飛虱種群數量仍處于較低的水平，各品種平均蟲量為１３．３～１５０．０頭／百蔸，總計平均為６８．３頭／百蔸。

７月２４日第三代稻飛虱進入若蟲高峰期，白背飛虱種群數量上升較快，而褐飛虱種群數量無明顯增加，平均總蟲量為８７３．３～１ ２００.0頭／百蔸，總計平均為１ ０４9．２頭／百蔸，其中白背飛虱占９１．4％，品種間白背飛虱發生量差異不顯著，表明參試品種對白背飛虱無明顯抗性。褐飛虱總體平均數量為９０.0頭／百蔸，比７月１７日僅增長了３１．8％，除株兩優２１１已經進入灌漿期（其他品種此時正值孕穗期），褐飛虱的量較低外，其他品種間差異不顯著。

７月３１日，第三代稻飛虱進入了若蟲的盛末期，白背飛虱數量下降，而褐飛虱種群數量上升較快。參試８個品種平均總蟲量為６９８．８頭／百蔸，比７月２４日減少３３．4％，白背飛虱平均蟲量為５４４．６頭／百蔸，比７月２４日減少４３．２％，品種間自背飛虱蟲量方差分析也無顯著差異，表明參試品種對白背飛虱無明顯抗性。而褐飛數種群數量明顯上升，其平均蟲量幅度為４０．０～２７３．３頭／百蔸，總計平均為１５４．２頭／百蔸，比７月２４日增加７１．３％，在褐飛虱種群數量處于較低水平時，參試品種對褐飛虱的自然誘發抗性不明顯。

２．２參試品種對褐飛虱自然誘發抗性

２．２．１第四代稻飛虱是主害代，褐飛虱為優勢種群從田間系統調查分析，８月７日第四代稻飛虱進入若蟲始盛期，其中褐飛虱增殖率高，種群數量上升快，由第三代的次要種群上升為主要種群。從對照品種揚兩優６號田間褐飛虱種群數量來看，８月７日褐飛虱占稻飛虱比例４５．８％，褐飛虱量比７月３１日增加406.3％；８月１３日，褐飛虱占稻飛虱的比例提高到７０．０％，比８月７日上升了２４.2個百分點，褐飛虱量比８月７日增加９２．６％；８月２１日，褐飛虱占稻飛虱比例為９４．２％，褐飛虱比８月１３日增加８６．２％；８月２８日，褐飛虱占稻飛虱比例為９９．９％，褐飛虱比８月２１日增加１７０．９％，褐飛虱８月２８日比７月３１日自然增殖倍數為49.2倍。

２．２．２不同參試品種對褐飛虱自然誘發抗性差異顯著從田間試驗結果分析（表2），８月７日在進入第四代稻飛虱始盛之初，隨著褐飛虱種群數量上升，不同參試品種對褐飛虱若蟲產生了一定的抗性，除玉香油占、株兩優２１１外，其他品種褐飛虱蟲量與對照品種揚兩優６號蟲量比較差異未達極顯著水平。而對照品種田間褐飛虱蟲量明顯高于抗性品種，參試品種褐飛虱量為２０．０～６０６．４頭／百蔸，對照品種褐飛虱已達到１０８０．０頭／百蔸。褐飛虱總蟲量從大到小排序為：揚兩優６號＞廣兩優４７６＞中組１４＞中９優１４６２＞粳秈８９＞超優２８＞玉香油占＞株兩優２１１（已經黃熟）。

隨著褐飛虱種群數量不斷上升，蟲齡逐漸增高，不同參試品種對褐飛虱逐步表現出了顯著的差異。８月１３日，對照品種褐飛虱達到２ ０８０．０頭／百蔸，參試品種的抗性開始表現，廣兩優４７６、粳秈８９、玉香油占褐飛虱百蔸蟲量分別為１ ２８６．７、９１３．３和９１３．３頭，表現出了顯著差異；而中９優１４６２、中組１４、超優２８褐飛虱百蔸蟲量分別為６１３．３、４９３．３、４２６．７頭，與對照差異達到極顯著水平，參試品種褐飛虱總蟲量從大到小排序為：廣兩優１４７６＞粳秈８９＞玉香油占＞中９優１４６２＞中組１４＞超優２８。

８月２１日田間試驗結果表明，參試品種的抗性不僅與對照品種間存在極顯著差異，參試品種間也顯示出了一定的差異。其中廣兩優４７６、中組１４、超優２８、玉香油占的褐飛虱百蔸蟲量分別為６３３．３、４５３．３、６４０．０、９５３．３頭，與中９優１４６２、粳秈８９表現出了極顯著的差異。其褐飛虱蟲量由大到小排序為：中９優１４６２＞粳秈８９＞玉香油占＞超優２８＞廣兩優４７６＞中組１４。

８月２８日褐飛虱若蟲進入了高峰期，對照品種百蔸蟲量達到１０ ４９３．３頭，參試品種田間蟲量與對照品種田間蟲量比較存在極顯著差異，而參試品種間的差異縮小。除株兩優２１１外，其他抗性品種間田間蟲量差異不顯著，均表現出了對褐飛虱明顯的抗性。其抗性由大到小排列為：廣兩優４７６＞中組１４＞玉香油占＞超優２８＞粳秈８９＞中９優１４６２。

另外還可以看出，８月２８日進入褐飛虱若蟲高峰期，對照品種的高齡若蟲達到３ ００６．６頭／百蔸，而抗性品種（除株兩優２１１外）高齡若蟲為４６．６～４００．０頭／百蔸，平均為２３１．３頭／百蔸，僅為對照品種的７．７％；低齡若蟲為８０.0～１ ０７３．３頭／百蔸，平均為４５２．２頭／百蔸，為對照品種低齡若蟲量的６．１％，表明抗性品種自然誘發抗性對褐飛虱若蟲有明顯控制效果。

２．３褐飛虱為害對不同品種產量的影響

８月２８日調查，自然誘發試驗區，除了廣兩優４７６、中組１４外，其他抗性品種均出現了倒伏。在品種成熟時，對兩個試驗區的每個小區采用五點取樣法，取５蔸考種，記錄平均每蔸的實粒數，測量千粒重，并計算每小區的理論產量，將自然誘發試驗區和藥劑防治試驗區的相對應品種的小區的理論產量進行比較分析，小區理論產量減少量最大的為揚兩優６號，達到５．２３ ｋｇ，減產率達到２３．１％；減產最小的是中組１４，為０．６３ ｋｇ，減產率僅為３．１％。減產量大小排序分別為：揚兩優６號＞中９優１４６２＞粳秈８９＞玉香油占＞超優２８＞中組１４＞廣兩優４７６。經過方差分析，參試品種的減產量明顯低于對照品種，達極顯著差異，在參試品種內廣兩優４７６和中組１４與其他品種的減產量存在極顯著差異。

３結果與討論

１）試驗結果顯示，參試的水稻品種對白背飛虱沒有明顯的抗性；當褐飛虱種群達到一定量時，廣兩優４７６、中組１４、玉香油占、粳秈８９、中９優１４６２等參試品種對褐飛虱抗性效果明顯，與對照品種比較，褐飛虱的種群數量存在極顯著的差異。

２）從同一品種藥劑防治和不防治的比較，可以看出參試品種的減產率明顯低于對照品種，說明參試品種對褐飛虱具有一定的抗性，能有效抑制褐飛虱若蟲種群數量上升，有效控制褐飛虱的為害，降低褐飛虱的危害損失。

３）抗性水稻品種種植是控制褐飛虱的一個經濟、安全、有效措施，但要防治好其他病蟲害，同時要加強自然誘發抗性機理研究和不同區域品種布局，避免蟲源地與遷入地的品種同源，從而影響抗性品種的推廣應用。

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文