廣西普通野生稻抗白背飛虱鑒定

祝亞 徐安隆 姬莉 賀文愛 李容柏 邱永福

摘要：【目的】從一批廣西普通野生稻材料中篩選出新的抗白背飛虱材料，為水稻抗性品種培育和栽培稻遺傳改良提供優異的抗性資源。【方法】通過成株期鑒定法對218份普通野生稻進行白背飛虱抗性株的初步篩選，以Ptb33為抗性對照、9311為感性對照；利用苗期集團法對初步篩選到的抗性材料進行抗白背飛虱鑒定，并對部分抗性較好的材料進行重復鑒定，確定試驗結果的可靠性。【結果】利用成株期鑒定法從218份普通野生稻材料中初步篩選出60份對白背飛虱具有一定抗性的材料，占總鑒定材料的27.5%。利用苗期集團法從60份普通野生稻材料中鑒定出抗性材料22份，其中高抗材料1份，占鑒定材料數的1.7%，中抗材料21份，占鑒定材料的35.0%；對22份抗性材料中平均抗性水平較高的9份材料的重復鑒定結果與前期鑒定結果一致。【結論】通過對218份廣西普通野生稻的抗性篩選，獲得22份對白背飛虱具有中抗以上水平的抗性資源，這些抗性材料可應用于水稻抗性品種培育和栽培稻遺傳改良。

關鍵詞： 普通野生稻；白背飛虱；抗性鑒定；抗性資源

中圖分類號： S433.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）10-1693-05

0 引言

【研究意義】白背飛虱（Sogatella furcifera）作為水稻主要害蟲之一幾乎遍及我國所有稻區，其通過刺吸水稻汁液和傳播病毒危害水稻的正常生長（沈君輝等，2003）。目前使用化學農藥仍是對抗白背飛虱的主要防治措施，但長期使用化學農藥會導致白背飛虱的抗藥性不斷增強，使其天敵遭到破壞，并造成地方水土污染。一般認為防治白背飛虱最有效的措施是通過鑒定抗白背飛虱新抗源，再借助分子標記、圖位克隆和轉基因等技術培育新的抗性品種，這樣既保護水稻不受白背飛虱的危害，又避免破壞原有的生態平衡。野生稻作為重要的稻種資源在水稻育種中發揮了重要作用，眾多研究表明在野生稻中存在大量可用于栽培稻品種改良的優異基因，特別是一些栽培稻品種稀缺的關鍵性基因。野生稻中存在很多有利用價值的性狀，其中抗病蟲類性狀最受國內外育種家們重視（吳妙桑和李道遠，1995；湯圣祥等，2008）。廣西作為我國重要的野生稻自然分布區之一，具有豐富的野生稻抗性資源，而普通野生稻相對于藥用野生稻而言，在水稻遺傳改良方面有著更廣闊的應用前景。因此，挖掘普通野生稻抗性資源，對于水稻品種改良具有重要意義。【前人研究進展】秦學毅等（1993）對廣西普通野生稻進行鑒定，結果發現18份對兩病（白葉枯病、稻瘟病）三蟲（褐稻虱、白背飛虱、稻癭蚊）兼有抗性（l～5級）的野生稻材料。李容柏和秦學毅（1994）對1236份普通野生稻和197份藥用野生稻材料進行了白背飛虱抗性鑒定，結果發現1236份普通野生稻對白背飛虱的抗性全部表現為5～9級；在197份藥用野生稻材料中，對白背飛虱免疫的有47份，l 級的有70份，3級的有67份，5級的有13份， 沒有7級和9級感蟲材料。李西明等（1996）通過對18份國內外抗源品種的嚴格鑒定篩選，發掘了6份白背飛虱抗源材料，并對其進行了抗性遺傳分析。李西明（2003）應用標準苗盤法對經過初篩的對白背飛虱表現一定抗性的312份地方品種和81份改良品種進行了抗白背飛虱鑒定，結果發現，鬼衣谷、 Rathu Heenati（RHT）、農香16等16份資源高抗白背飛虱，便谷等60份材料中抗白背飛虱。程正新（2007）對國際水稻遺傳評價試驗網的520份水稻品種進行了抗白背飛虱鑒定，篩選出118份抗性資源，其中2份表現為高抗，33份表現為抗，83份表現為中抗。黃鳳寬等（2012）采用苗期群體鑒定法對383份水稻種質資源進行了抗性鑒定，發掘出107份抗褐飛虱兼抗白背飛虱的水稻種資源。周宇航等（2015）對4個化感水稻品系和3個非化感水稻品系進行了白背飛虱抗性鑒定，發現化感稻3號、化兩優3號和華兩優689等3個品系對白背飛虱具有一定的抗性。【本研究切入點】雖然我國學者進行了大量的白背飛虱抗性資源篩選工作，但目前發現的抗白背飛虱材料還很少，且僅有少部分材料可在白背飛虱抗性育種中應用，因此，有必要篩選可以利用的新抗源，拓寬抗源材料的遺傳多樣性；此外，1994年李容柏和秦學毅對1236份廣西普通野生稻進行了抗白背飛虱鑒定，20多年后，這些材料對現在田間白背飛虱群體的抗性尚不明確。【擬解決的關鍵問題】基于目前廣西水稻田間白背飛虱群體，利用成株期鑒定法和苗期集團法對218份廣西普通野生稻材料進行白背飛虱抗性鑒定，從中篩選出新的抗白背飛虱材料，以期為水稻抗性品種的培育和栽培稻的遺傳改良提供優異的抗性資源。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試普通野生稻種質資源共218份，為李容柏和秦學毅于1994年鑒定為中抗的材料，由廣西大學李容柏研究員提供；以9311為感性對照、Ptb33為抗性對照。

試驗用白背飛虱蟲源從廣西大學試驗田采集，并在水稻溫室的飼養室內用感蟲品種TN1飼養，飼養室溫度25～28 ℃。試驗所用蟲源為成蟲和2～3齡若蟲。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 抗性材料的初步篩選 利用成株期鑒定法初步鑒定218份普通野生稻材料對白背飛虱的抗性水平。具體方法：將預先浸種催芽的供試野生稻材料播種于水稻溫室中，每個材料播種15粒左右，待植株生長約15 d后，將幼苗移栽于黑色塑料桶內（直徑25 cm，高為15 cm），按每個材料確保3株健康苗為標準，每桶種植5個材料，置于培養箱中恢復生長后（約7 d）進行接蟲處理，按每株5頭成蟲處理42 d。培養箱溫度27～29 ℃，相對濕度75%，白天12 h、黑夜12 h，處理結束后統計每個材料的存活植株數。

1. 2. 2 苗期集團法鑒定 經過初步篩選后的野生稻材料鑒定方法參照Qiu等（2010）用于抗褐飛虱鑒定的苗期集團法標準。此法最早由國際水稻研究所（IRRI，1988）建立，適合大批量水稻材料的抗蟲鑒定。具體方法：將預先浸種催芽的供試野生稻材料播于長方體托盤（48 cm×35 cm×3 cm）內，每盤播13個品種，其中待測品種11份，抗蟲對照（Ptb33）和感蟲對照（9311）各1份；待幼苗生長至2葉1心期剔除弱苗和死苗，每行留約20株生長均勻一致的壯苗，然后每株接8～10頭2～3齡白背飛虱若蟲，當感蟲對照品系9311死亡率>90%時，即接蟲處理約12 d，根據苗期集團法0～9級的抗性評級標準進行逐株定級（共分為10級），最后計算各品種的平均受害級別。

平均受害級別=∑每個單株的受害級別/總株數

抗性級別：0級，植株生長健康，無葉片受害；1級，1片葉黃；3級，1～2片葉黃，或1片葉枯萎；5級，2～3片葉黃，或2片葉枯萎；7級，3～4片葉枯萎，但植株尚未死亡；9級，整株死亡。

抗性級別評價標準：平均受害級別0～3.9級為高抗（HR），4.0～6.9級為中抗（MR），7.0～9.0級為感蟲（S）。

2 結果與分析

2. 1 成株期鑒定結果

成株期鑒定結果（表1）顯示，218份材料中3株全部存活的野生稻材料有8份，占全部鑒定材料的3.7%；2株存活的材料有52份，占23.9%；1株存活的材料有67份，占30.7%；3株全部死亡的材料有91份，占41.7%。表明大部分的野生稻材料表現為感蟲，需對存活的野生稻材料進行進一步的鑒定驗證。

2. 2 苗期集團法鑒定結果

基于成株期鑒定結果，從中選擇存活2株和3株的材料共60份，并利用苗期集團法對60份材料進行抗白背飛虱鑒定。結果（表2）表明，在60份普通野生稻材料中表現為高抗（HR）的材料有1份，為05WRBL44，占總數的1.7%，平均抗性級別為3.67；中抗（MR）材料21份，平均抗性級別為4.00～6.87，占總數的35.0%；其余38份（占63.3%）材料表現為高感（S），平均抗性級別為6.97～9.00。

為進一步確認所鑒定的60份材料對白背飛虱的抗性水平，選擇表2中平均抗性水平較高的9份野生稻材料進行重復鑒定。結果（表3）表明，05WRBL44對白背飛虱仍表現出高抗水平，平均抗性級別為3.56；其余材料仍表現出中抗水平，平均抗性級別為4.11～6.75，可見本研究中不同批次的苗期集團法鑒定重復性較好，鑒定結果具有可靠性。

3 討論

在前期研究中，李容柏和秦學毅（1994）對大量的廣西普通野生稻進行了抗白背飛虱苗期鑒定，結果表明大部分材料對其表現出感性，剩余部分也僅表現為中抗，20多年后，這些材料對現在田間白背飛虱群體的抗性需要進行重新鑒定。本研究選取前期鑒定（李容柏和秦學毅，1994）中表現為中抗的218份材料進行抗蟲鑒定，鑒定結果表明，利用成株期鑒定法鑒定的218份廣西普通野生稻材料中有27.5%（60份）的材料對白背飛虱表現出一定的抗性；在苗期集團法鑒定的60份材料中有高抗（HR）材料1份（05WRBL44），占1.7%，抗性值為3.67；中抗（MR）材料21份，占35.0%，平均抗性值為4.00～6.87；感蟲材料38，占63.3%，抗性值為6.97～9.00。在此之前，廣西農科院植保所稻蟲組和廣西農科院品資所栽培稻組（1994）也曾通過苗期集團鑒定法對3384份廣西栽培稻進行了白背飛虱抗性鑒定，通過初次和重復篩選，獲得56份具有抗性水平的品種，占總參試品種數的1.4%。從苗期鑒定法中可看出本次鑒定中感蟲材料所占的比例最高，其次為中抗材料，高抗材料所占的比例最低，鑒定結果與李容柏和秦學毅（1994）的研究結果大體一致。后續又對其中抗性水平較高的9份材料進行了重復鑒定，兩次鑒定結果基本一致，保證了此次試驗結果的可靠性。張建福等（2013）將分子標記輔助選擇與傳統育種技術相結合，創制了米質好、配合力好且抗白背飛虱的新恢復系材料；程正新等（2014）以101份水稻抗白背飛虱材料為對象，通過分組、聚類分析等方法構建了由這些材料組成的抗白背飛虱核心種質，作為水稻抗白背飛虱育種的抗源親本；鄧飛等（2016）在進行抗性評價時獲得了7份抗褐飛虱兼抗白背飛虱的水稻改良品系。上述研究結果均表明利用水稻抗性資源對水稻品種進行定向改造和選育水稻新品種的可行性，而本研究得到的抗性材料也將為今后的水稻育種打下良好基礎。

本研究在鑒定過程中也遇到了諸多問題，如利用成株期鑒定法和苗期集團法對試驗材料進行白背飛虱抗性鑒定，雖然鑒定方法簡單、易行，但在鑒定過程中不能對每個編號進行定性鑒定；另外，白背飛虱蟲源的養殖是本次鑒定的關鍵，由于白背飛虱耐高溫能力相對較低，超過33 ℃會導致白背飛虱大量死亡，使鑒定過程無法進行，因此飼養白背飛虱時室內溫度一般要控制在25～28 ℃，才能保證鑒定試驗的順利進行。而對于同種水稻材料對白背飛虱的抗性變化，可能與白背飛虱在長時間的生存進化中其生物型的改變有關，關于這方面的原因還需要結合白背飛虱的生物型與抗性材料的相互作用作進一步研究。

野生稻是我國重要的稻種資源，其所蘊含的豐富抗病蟲害資源能為我國水稻品種的遺傳改良提供優異的抗性基因，尤其是針對我國白背飛虱重災區而言，抗性品種的培育已成為解決這一問題的關鍵，但在野生稻材料的利用方面仍困難重重，將是今后在抗性資源利用上需要重點解決的問題。

4 結論

本研究對218份廣西普通野生稻材料進行了白背飛虱抗性鑒定，發現22份對白背飛虱具有中抗以上水平的野生稻材料，其中高抗材料1份、中抗材料21份，這些抗源材料可應用于水稻抗性品種培育和栽培稻遺傳改良。

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（責任編輯 麻小燕）