水稻品種對黑條矮縮病和灰飛虱抗性的關(guān)聯(lián)性分析

溫以斌+王寶祥+劉艷+王康君+代慧敏+劉金波+蒲漢春+徐大勇

摘要：為分析水稻品種對黑條矮縮病和灰飛虱抗性的關(guān)聯(lián)性，對49個品種進行田間接種鑒定、人工接種鑒定、抗生性和排驅(qū)性試驗。結(jié)果表明，田間接種中發(fā)病率低于20%的品種較多，田間接種鑒定受到外部環(huán)境影響因素較大，發(fā)病率明顯低于人工接種鑒定。在田間接種和人工接種鑒定中，秈稻品種的發(fā)病率低于粳稻品種。抗生性試驗顯示，僅5個秈稻品種的抗生性值低于81%，粳稻品種均感蟲。秈稻品種排驅(qū)性值明顯低于粳稻品種，秈稻品種對灰飛虱的抗性高于粳稻品種。對水稻品種的黑條矮縮病抗病性和灰飛虱抗蟲性進行關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果，田間鑒定中品種發(fā)病率與對灰飛虱排驅(qū)性呈極顯著正相關(guān)，而與品種對灰飛虱抗生性沒有相關(guān)性。人工接種鑒定中品種發(fā)病率與品種對灰飛虱的抗生性和排驅(qū)性都呈顯著正相關(guān)。排驅(qū)性與田間接種鑒定發(fā)病率和人工接種鑒定發(fā)病率均呈極顯著正相關(guān)。表明在灰飛虱傳毒過程中，抗蟲品種在一定程度上影響了傳毒效果，培育抗灰飛虱品種在一定程度上可以減輕水稻黑條矮縮病的危害。

關(guān)鍵詞：水稻；黑條矮縮病；灰飛虱；關(guān)聯(lián)性

中圖分類號： S435.112+.3文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0222-04

收稿日期：2015-04-15

基金項目：江蘇省科技支撐計劃（編號：BE2013301）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號：CX（12）5112]；國家水稻產(chǎn)業(yè)體系項目（編號：CARS-01-01A）。

作者簡介：溫以斌（1969—），男，江蘇灌南人，高級農(nóng)藝師，主要從事水稻新品種選育及栽培技術(shù)推廣工作。E-mail：wbxrice@163.com。

通信作者：徐大勇，研究員。E-mail：xudayong3030@sina.com。灰飛虱[Laodelphax striatellus Fallén （Homoptera：Delphacidae）]是對水稻有嚴重危害的害蟲之一，廣泛分布于亞洲各國的水稻種植區(qū)。在水稻生產(chǎn)上，除灰飛虱自身通過取食造成危害，由其傳播的黑條矮縮病（rice black-streaked dwarf virus disease，RBSDVD）造成的產(chǎn)量損失更為嚴重[1-2]。近年來，由灰飛虱傳播的水稻黑條矮縮病在江蘇和浙江等省份大流行，主要原因在于大量感病、感蟲品種的種植，攜帶黑條矮縮病毒（rice black-streaked dwarf virus，RBSDV）的灰飛虱種群數(shù)量較大，以及易于灰飛虱種群繁殖的稻麥輪作栽培措施[3]。

目前，國內(nèi)部分學(xué)者已開展水稻黑條矮縮病和灰飛虱遺傳基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)了一批抗灰飛虱水稻品種，如RH、Mudgo、ASD7、IR36、IR64等，并定位到近20個抗灰飛虱QTL[4-9]。王寶祥等開展了抗黑條矮縮病水稻種質(zhì)資源篩選和相關(guān)基因定位工作，篩選到了多個抗病品種，如來自東南亞的秈稻品種Kanyakumari 29、Madurai 25和Vietnam 160等[10]。潘存紅等利用珍汕97B/明恢63的重組自交系群體，對水稻黑條矮縮病抗性QTL 進行分析，共檢測到6 個QTL，并對其中1個進行了精細定位，這些位點的抗性等位基因來自抗病親本明恢63[11-12]。王英利用Tetep/淮稻5號構(gòu)建分子連鎖圖譜，共檢測到4個抗性QTL[13]，但通過重復(fù)鑒定表明，明恢63和Tetep的發(fā)病率可達20%以上，高抗種質(zhì)資源的發(fā)掘和相關(guān)抗病基因的定位仍較為迫切。

水稻黑條矮縮病暴發(fā)的嚴重程度也與攜帶RBSDV的灰飛虱種群密度密切相關(guān)[14-15]，有效控制灰飛虱種群可以間接防治由其傳播的病毒病，因此，研究水稻品種對黑條矮縮病的抗病性和對灰飛虱的抗蟲性二者之間的關(guān)聯(lián)性顯得尤為重要。本研究分別開展了水稻品種對黑條矮縮病抗病性及傳毒介體灰飛虱抗蟲性試驗，并對這2種抗性之間的關(guān)聯(lián)性進行了分析，以期為闡明水稻黑條矮縮病抗性構(gòu)成機制和尋求新的抗性途徑解決生產(chǎn)實際問題提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

水稻品種共計49個，其中秈稻品種19個，粳稻品種30個（表1）。

1.2試驗方法

1.2.1黑條矮縮病田間自然接種鑒定材料種植于東海縣黃川試驗田，選用四周為麥田的地塊種植待鑒定的材料，以保證獲得足量蟲源。2013年5月15日（麥收前3周）播種，每個品種播80粒，均勻撒播1行，行長50 cm，行距10 cm。6月20—25日移栽，單苗栽插，株距15 cm，行距20 cm，每個品種和家系栽插40穴。常規(guī)肥水管理，不施用任何農(nóng)藥。通過盤拍法調(diào)查灰飛虱蟲口密度[10]，試驗田塊秧苗期的灰飛虱為 3 048萬頭/hm2，蟲口基數(shù)巨大。

水稻分蘗盛期統(tǒng)計發(fā)病率。此時期發(fā)病植株表現(xiàn)出極明顯的矮縮，心葉突破下葉葉鞘而出，部分植株表現(xiàn)為從下葉枕口呈螺旋狀伸出，部分葉片的頂端出現(xiàn)旋狀卷曲；而健康稻株分蘗旺盛，生命力強，但尚未拔節(jié)，發(fā)病植株和健康植株反差非常明顯。以2個重復(fù)發(fā)病百分率平均值作為品種抗黑條矮縮病表型值進行統(tǒng)計。

1.2.2黑條矮縮病人工接種鑒定將田間或?qū)嶒炇覂?nèi)處于分蘗盛期發(fā)病的水稻植株移至長20.5 cm、寬13.5 cm、高135 cm的塑料桶內(nèi)（底有1個小孔，便于透水），然后移至塑料箱內(nèi)，同時向箱內(nèi)接入孵化出的1～2齡灰飛虱若蟲，飼毒72 h，接蟲量為鑒定苗數(shù)的3倍。

將親本、抗病和感病對照品種浸種催芽，將待鑒定品種播種于長70.5 cm、寬50.5 cm、高41.5 cm的塑料箱內(nèi)，每個品種播種50粒，呈“一”字形，保持水層約3 cm。秧苗長至2.5～3.0 葉時間苗，淘汰病弱苗，保留約40株整齊一致的健苗，塑料箱頂端用紗布封口。

以2個重復(fù)發(fā)病百分率平均值作為品種抗黑條矮縮病表型值進行統(tǒng)計。

1.2.3排驅(qū)性試驗參照Nemoto 等的方法[16]并適當改進：催芽后的水稻種子播于長65 cm、寬44 cm、高14 cm的塑料周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，每個品種1行，每行25株。隨機排列，重復(fù)2次。幼苗長至1.5～2.0葉，剔除弱小苗，每行留苗15株，按每株5頭接入2～3齡灰飛虱若蟲，自然光照，室溫（26±1） ℃。24 h后調(diào)查每個單株上的蟲數(shù)，每天1次，調(diào)查后驅(qū)蟲，使其盡量均勻分布。5 d后計算每個品種單株上的平均蟲數(shù)，作為排驅(qū)性測驗值。

1.2.4抗生性試驗參考Duan等的方法[6]，單管單苗（種子萌發(fā)后第8天的幼苗）接入5頭1～2齡的灰飛虱若蟲，接蟲后6 h開始統(tǒng)計死蟲數(shù)，計算若蟲存活率，每天統(tǒng)計1次，連續(xù)5 d。抗生性分數(shù)（antibiosis score，AS）計算公式為：AS=[（A1×1）+（A2×2）+…+（An×n）]×100%/（1+2+…+n）。式中：n為接蟲后的天數(shù)，An為該天灰飛虱若蟲存活率。每個試驗品種測定10株幼苗。AS值在0～81%的定為抗蟲，AS>81%的品種為感蟲，AS值越小，其抗生性抗性越強，反之則弱。試驗溫度（25±1） ℃。

1.3灰飛虱帶毒率檢測

參照周彤等的方法[17]隨機對100頭灰飛虱進行水稻黑條矮縮病毒的RT-PCR檢測，結(jié)果顯示黑條矮縮病毒的攜毒率平均達到5%，具備了足量毒源。

1.4數(shù)據(jù)分析

利用SPSS軟件對不同組試驗結(jié)果進行分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同水稻品種對黑條矮縮病及灰飛虱抗性的分析

對49個水稻品種進行抗黑條矮縮病田間接種和人工接種鑒定表明，人工接種鑒定發(fā)病率高于田間接種發(fā)病率，僅1個品種的發(fā)病率低于20%（RH）。而田間接種中發(fā)病率低于20%的品種較多，與人工接種鑒定表型值相差較大，說明田間接種鑒定受到外部環(huán)境影響因素較大（表1、圖1-A、圖1-B），發(fā)病率明顯低于人工接種鑒定。在田間接種和人工接種鑒定中，秈稻品種的發(fā)病率低于粳稻品種（表1、圖1-A、圖1-B）。水稻品種對灰飛虱抗生性試驗結(jié)果，僅5個秈稻品種的抗生性值低于81%，粳稻品種抗生性值均高于81%表現(xiàn)為感蟲；秈稻品種排驅(qū)性值明顯低于粳稻品種（表1、圖1-C、圖1-D），表明秈稻品種對灰飛虱的抗性高于粳稻品種。

2.2不同水稻品種黑條矮縮病與灰飛虱抗性的關(guān)聯(lián)性分析

利用SPSS軟件對水稻品種的黑條矮縮病抗病性和灰飛虱抗蟲性進行關(guān)聯(lián)性分析，田間鑒定品種發(fā)病率與對灰飛虱排驅(qū)性呈極顯著正相關(guān)，而與品種對灰飛虱抗生性不呈相關(guān)，表明田間接種易受品種對灰飛虱排驅(qū)性的影響；另外田間接種鑒定發(fā)病率與人工接種鑒定發(fā)病率呈顯著正相關(guān)，表明2種鑒定方法結(jié)果具有一致性。

人工接種鑒定品種發(fā)病率與其對灰飛虱的抗生性和排驅(qū)性都呈顯著正相關(guān)，因此不同水稻品種對灰飛虱的排驅(qū)性和抗生性均影響人工鑒定結(jié)果。另外，排驅(qū)性與田間接種鑒定發(fā)病率和人工接種鑒定發(fā)病率均為極顯著正相關(guān)，表明水稻品種對灰飛虱排驅(qū)性是影響鑒定結(jié)果的重要因素（表2）。

3討論

傳毒介體、病毒和植物三者之間的互作導(dǎo)致了病毒病害的發(fā)生，相關(guān)對水稻黑條矮縮病抗性構(gòu)成機制的研究報道較少，但在其他病毒病害研究中已展開相關(guān)研究。日本學(xué)者Nemoto等對由灰飛虱傳播的水稻條紋葉枯病研究發(fā)現(xiàn)，中抗品種IR50和Tadukan對病毒和介體昆蟲都有抗性，提出水稻對昆蟲的抗性可減少條紋葉枯病毒傳播，水稻對條紋葉枯病的抗性包含對水稻條紋葉枯病毒的抗性和對介體灰飛虱的抗性兩層含義，對病毒的抗性又可分為抗病毒侵染和對病毒的忍耐性[16]。另外，Kobayashi等[18]和Takita等[19]分別在1983年和1986年的研究中發(fā)現(xiàn)水稻品種IR42對東格魯病毒的抗性主要由對介體昆蟲的抗性所致。

本研究利用49個不同地區(qū)和類型水稻品種進行田間接種鑒定、人工接種鑒定、抗生性和排驅(qū)性試驗，在田間接種和人工接種鑒定中，秈稻品種的發(fā)病率低于粳稻品種；在品種抗生性和排驅(qū)性試驗中，相對粳稻品種，秈稻品種對灰飛虱的抗性較強。因此，本研究中秈、粳2種類型水稻品種對黑條矮縮病和傳毒介體灰飛虱的抗性存在一定關(guān)聯(lián)性。品種田間鑒定發(fā)病率和人工鑒定發(fā)病率與抗生性值和排驅(qū)性值之間的相關(guān)性分析結(jié)果表明，品種發(fā)病率與品種對灰飛虱排驅(qū)性呈極顯著正相關(guān)，在田間鑒定中品種發(fā)病率與品種對灰飛虱抗生性不相關(guān)，說明田間接種易受品種對灰飛虱排驅(qū)性的影響，因此品種對灰飛虱的排驅(qū)性是影響田間鑒定結(jié)果的重要因素。在人工接種鑒定中品種發(fā)病率與其對灰飛虱的抗生性和排驅(qū)性均表現(xiàn)為顯著正相關(guān)，品種對灰飛虱的排驅(qū)性和抗生性均影響人工鑒定結(jié)果。因此，在灰飛虱傳毒過程中，抗蟲品種在一定程度上影響了傳毒效果，培育抗灰飛虱品種在一定程度上可以降低水稻黑條矮縮病的發(fā)生[20-23]。

秈、粳稻對相同病毒病害往往表現(xiàn)出不同的抗性反應(yīng)。Yamaguchi等提出條紋葉枯病毒的抗源廣泛存在于秈稻、爪哇稻和日本的旱稻中，而其他粳稻品種中不存在抗源[24-27]。本研究結(jié)果表明，在田間接種和人工接種鑒定中，秈稻品種的發(fā)病率低于粳稻品種，秈稻品種對灰飛虱的抗性高于粳稻品種，結(jié)果表明，秈稻品種對黑條矮縮病抗性強于粳稻品種，可能是由于秈稻品種較抗傳毒介體灰飛虱的緣故。本研究結(jié)果為闡明水稻品種對黑條矮縮病和灰飛虱抗性的關(guān)聯(lián)性提供了理論基礎(chǔ)。

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