云南秈稻主栽品種對白背飛虱的抗性篩選

尹艷瓊, 李向永, 趙雪晴, 翟保平, 諶愛東*

(1.云南省農業科學院農業環境資源研究所, 昆明 650205; 2.南京農業大學昆蟲學系, 南京 210095)

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云南秈稻主栽品種對白背飛虱的抗性篩選

尹艷瓊1, 李向永1, 趙雪晴1, 翟保平2, 諶愛東1*

(1.云南省農業科學院農業環境資源研究所, 昆明 650205; 2.南京農業大學昆蟲學系, 南京 210095)

為明確云南秈稻主栽品種對白背飛虱Sogatellafurcifera(Horváth)的抗蟲性及其影響產量的水稻關鍵生育期,為抗蟲品種選育和推廣提供參考依據,本文利用苗期和分蘗盛期單株接蟲鑒定、成株期(移栽期—乳熟期)田間自然種群發生鑒定等方法,測定了云南秈稻區31個水稻主栽品種對白背飛虱的抗蟲性及其產量。結果表明,苗期有7個品種表現高抗,23個品種表現中抗—中感,1個品種表現高感;分蘗期有20個品種表現高抗,有11個表現中抗—中感;成株期田間自然種群鑒定,31個品種成株期白背飛虱田間自然種群的累計蟲量都超過了對照品種TN1,均表現為感蟲。單株接蟲鑒定多數品種表現抗蟲,而大田期自然種群鑒定則全部表現為感蟲,一定程度說明了云南秈稻區主栽品種對白背飛虱具有耐害性而無抗生性。移栽期、孕穗期、抽穗期百叢蟲量與有效穗數呈顯著的負相關性;移栽期、孕穗期和抽穗期的百叢蟲量是造成有效穗數少和產量低的關鍵因子。移栽期、孕穗期和抽穗期是防治白背飛虱的關鍵時期。

水稻品種; 白背飛虱; 抗蟲性; 產量

白背飛虱Sogatellafurcifera(Horváth)以成、若蟲直接刺吸稻株韌皮部汁液的方式為害水稻, 影響稻株分蘗,導致千粒重下降,甚至稻株枯死[1]。白背飛虱是云南省水稻生產的重要害蟲,也是當地稻飛虱中的優勢種群[2]。云南地形、氣候多樣,栽培稻品種豐富,水稻種植制度復雜,滇西南部、東南部為單雙季稻混栽區,其余大部為單季中稻種植區,常年種植水稻102萬hm2[3]。近幾年,云南省白背飛虱持續大暴發,2007年全省受害面積達86.7萬hm2;2009年單燈蟲峰日誘蟲量高達9萬頭,燈下累計蟲量9～15萬頭/月,超歷史記錄[4]；2010-2011年,師宗與富寧單燈蟲峰日誘蟲量過萬頭,燈下累計蟲量4～18萬頭/月[5]。白背飛虱上升為水稻上最突出的極易暴發成災的重要害蟲,與水稻品種更新及雜交稻、優質稻的大面積推廣密切相關[6-8]。不同的水稻品種和生育期影響著白背飛虱卵巢發育及其孵化、若蟲存活率及其羽化率、成蟲產卵量及其蜜露排泄量等指標[9-10]。采用苗期和分蘗盛期人工單株接蟲,根據植株的受害度來評價水稻品種的抗蟲性是較常用的方法[11]。田間自然鑒定法可以鑒定水稻品種對白背飛虱的拒異性、抗生性和耐害性,包括白背飛虱在稻株上取食和產卵等多種行為反應[12]。為了掌握云南水稻主栽品種對白背飛虱的抗蟲性,我們采用苗期和分蘗盛期單株接蟲鑒定、成株期田間自然種群鑒定及產量測定的方法鑒定了云南省31個秈稻品種對白背飛虱的抗性,旨在為選育和推廣抗蟲品種提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試水稻品種均由云南省水稻產業技術體系區域試驗站提供，為當地主栽品種(區域推廣面積1 500 hm2,全省推廣面積5 000 hm2以上的秈稻品種),共31個,其中,秈型常規稻11個(‘文稻16號’、‘紅稻6號’、‘臨秈23’、 ‘臨優1485’、‘文糯1號’、‘紅優7號’、‘臨秈21’、‘云恢290’、‘紅優4號’、‘文稻1號’、‘文稻13號’),其余20個為秈型雜交稻。感蟲對照為秈型常規稻‘Taichung Native 1’(TN1)。各區域品種如下:

西雙版納州:‘兩優816’、‘兩優2161’、‘江優126’、‘兩優2186’、‘協優336’、‘宜香3003’、‘宜香107’、‘金優11’、‘T優6135’、‘宜香203’;

臨滄市:‘內香8518’、‘臨秈23’、‘臨秈21’、‘內香優1號’、‘臨優1485’、‘宜香99E-4’;

紅河州:‘紅稻6號’、‘明兩優829’、‘兩優1259’、‘贛優明占’、‘紅優4號’;

文山州:‘文稻1號’、‘文糯1號’、‘宜香707’、‘文稻16號’、‘文稻13號’;

曲靖市:‘明兩優527’、‘紅優7號’、‘豐優香占’、‘Y兩優7號’、‘云恢290’。

供試蟲源:抗蟲性評價蟲源均為試驗地的自然蟲源。

試驗地點:師宗縣五龍鄉(104.18°E,24.84°N,海拔938.9 m),年平均溫18.0℃,年均日照1 472.7 h,積溫5 879℃,降雨量815～1 300 mm,光照充足,為典型濕熱秈稻區。

1.2 苗期單株接蟲鑒定

參照劉光杰等[1]的苗期單株接蟲鑒定法并加以改進。將待測品種與感蟲對照品種的種子催芽后分別播于小塑料缽(直徑7.0 cm×高15.0 cm)中, 每缽1苗。待到苗齡2～3葉期時,每苗接入白背飛虱2齡若蟲10頭,瓶口蓋濕紙巾,用橡皮筋扎緊瓶口,每個品種各設15個重復。當感蟲品種‘TN1’的死苗率為95%時調查各品種的死苗率,按表1的評價標準評定抗性級別。

1.3 分蘗盛期單株接蟲鑒定

參照劉光杰等[1]的分蘗盛期單株接蟲鑒定法并加以改進。將供試品種播于長28 cm×寬22 cm×高13 cm的塑料盆內,每個品種1盆,苗齡30 d時選取健壯株5株,剪去次生分蘗,僅留主莖,并分別罩透明打孔的塑料瓶(直徑7.0 cm×高45.0 cm)。每品種每苗接入白背飛虱2齡若蟲20頭,5個重復。當感蟲對照品種‘TN1’的死苗率達到95%時調查各品種的死苗率,按表1的評價標準評定抗性級別。

表1 水稻材料抗稻飛虱鑒定評價標準

Table 1 Evaluation standards for planthopper resistance in rice based on seedling mortality

抗性級別Resistancegrade死苗率/%Seedlingmortality抗性水平Resistancelevel0≤1.0免疫(I)11.1～10.0高抗(HR)310.1～30.0抗(R)530.1～50.0中抗(MR)750.1～70.0中感(MS)9≥70.1感(S)

1.4 成株期田間自然種群鑒定法

參照劉光杰等[12]和商科科等[13]的田間抗性評價的方法進行。

小區設計:試驗設3次重復,隨機區組排列,小區面積5 m2,株行距15 cm×30 cm,單株移栽,基本苗100株,合計96個小區,試驗田四周設保護行。試驗于4月6日播種,5月9日移栽,5月20日開始田間蟲量調查。田間白背飛虱自然遷入發生,常規田間肥水管理,苗期至收獲期不施任何殺蟲劑。

調查方法:參照國家標準《稻飛虱測報調查規范》(GB/T 15794—2009)田間蟲量系統調查盤拍法 (33 cm×45 cm白搪瓷盤)開展調查。每個品種隨機調查10叢,記錄每叢稻株上白背飛虱不同翅型的成蟲、低齡和高齡若蟲數量,每周調查1次,至8月12日水稻乳熟期結束。將白背飛虱蟲量為感蟲對照‘TN1’上蟲量的70%以上的品種確定為感蟲類型[12]。

產量測定:成熟時,每小區調查50叢,記錄單穗結實粒數≥5粒的總有效穗數;將每小區收獲的全部稻粒去雜去癟后稱量作為實收產量,用水分測量儀DRCS-AC(武漢凱特電子)測定含水率,扣除水分,折算為每公頃產量(Y),Y=(10 000/S)×W×(1-M)/(1-Mo),其中,S為小區面積,W為小區實收產量,M為水分速測儀測定含水率,Mo為標準干重含水率(秈稻=13.5%)。

1.5 數據計算

用SPSS Duncan’s法進行差異顯著性分析, 用SPSS Pearson法進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 苗期單株接蟲鑒定

苗期單株接蟲鑒定結果(表2)顯示:測定的31個品種中,對白背飛虱表現高抗的2個(6.45%)、抗蟲的5個(16.13%)、中抗的15個(48.39%)、中感的8個(25.81%)、感蟲的1個(3.23%),抗蟲、中抗—中感和感蟲品種的比例為7∶23∶1。

2.2 分蘗盛期單株接蟲鑒定

分蘗期單株接蟲鑒定結果(表2)顯示: 31個品種中,表現高抗的16個(51.62%)、抗蟲的4個(12.90%)、中抗的7個(22.58%)、中感的4個(12.90%)、感蟲的0個(0%),抗蟲、中抗—中感和感蟲品種的比例為20∶11∶0。

表2 31個品種苗期和分蘗期單株對白背飛虱的抗性表現1)

Table 2 Single plant resistance of 31 rice varieties to white-backed planthopper in seedling and tillering stages

品種Varieties死苗率/% Seedlingmortality苗期單株Singleplantinseedlingstage分蘗期單株Singleplantintilleringstage抗性 Resistance苗期單株Singleplantinseedlingstage級別Grade水平Resistancelevel分蘗期單株Singleplantintilleringstage級別Grade水平Resistancelevel兩優816Liangyou81620.06.73R1HR兩優2161Liangyou216133.36.75MR1HR江優126Jiangyou12666.733.37MS5MR兩優2186Liangyou218626.76.73R1HR協優336Xieyou33646.746.75MR5MR宜香3003Yixiang300333.366.75MR7MS宜香107Yixiang10753.340.07MS5MR金優11Jinyou1133.340.05MR5MRT優6135Tyou613540.06.75MR1HR宜香203Yixiang20333.36.75MR1HR內香8518Neixiang851840.06.75MR1HR臨秈23Linxian2346.740.05MR5MR臨秈21Linxian2160.066.77MS7MS內香優1號Neixiangyou160.06.77MS1HR臨優1485Linyou148540.06.75MR1HR宜香99E-4Yixiang99E-446.740.05MR5MR紅稻6號Hongdao620.013.33R3R明兩優829Mingliangyou82946.76.75MR1HR兩優1259Liangyou12596.76.71HR1HR

續表2 Table 2(Continued)

品種Variety死苗率/% Seedlingmortality苗期單株Singleplantinseedlingstage分蘗期單株Singleplantintilleringstage抗性 Resistance苗期單株Singleplantinseedlingstage級別Grade水平Resistancelevel分蘗期單株Singleplantintilleringstage級別Grade水平Resistancelevel云恢290Yunhui29060.013.37MS3R贛優明占Ganyoumingzhan26.76.73R1HR紅優4號Hongyou453.36.77MS1HR文稻1號Wendao166.766.77MS7MS文糯1號Wennuo146.760.05MR7MS宜香707Yixiang70733.36.75MR1HR文稻16號Wendao166.76.71HR1HR文稻13號Wendao1353.346.77MS5MR明兩優527Mingliangyou52773.320.09S3R紅優7號Hongyou746.76.75MR1HR豐優香占Fengyouxiangzhan33.320.05MR3RY兩優7號Yliangyou726.76.73R1HRTN193.393.39S9S

1) HR: 高抗; R: 抗; MR: 中抗; MS: 中感; S: 感。 HR: Highly resistant; R: Resistant; MR: Moderately resistant; MS: Moderately susceptible; S: Susceptible.

2.3 田間種群鑒定法

5月20日,水稻處于移栽期,31個品種的白背飛虱田間蟲量為1 190～5 826.7頭/100叢,有28個品種田間蟲量高于感蟲對照‘TN1’(2 080頭/100叢)的70%,表現為感蟲,其中‘江優126’達3 413.3頭/100叢,‘文糯1號’達5 826.7頭/100叢,與對照‘TN1’差異顯著;6月3日,水稻處于分蘗期,31個品種的田間蟲量(2 576.7～6 966.7頭/100叢)均超過‘TN1’的田間蟲量(2 500頭/100叢),達到全生育期的最大值,表現為感蟲;此后,田間蟲量在53.3～1 373.3頭/100叢之間,各品種的田間蟲量開始銳減,品種間蟲量差異也隨之減小。31個品種從移栽至收獲累計田間蟲量為6 176.7～14 080頭/100叢,均超過對照品種‘TN1’的5 790頭/100叢(表3)。綜上所述,所測試的31個水稻品種與感蟲對照‘Taichung Native 1’(TN1)相比,成株期田間自然種群抗性均表現為感蟲。

2.4 水稻品種的產量測定

白背飛虱對水稻的有效穗數和產量的影響較大,‘文稻1號’、‘紅優4號’、‘紅稻6號’、‘臨秈23’、‘臨優1485’和‘臨秈21’的產量低于300 kg/667m2,與對照‘TN1’(431.8 kg/667m2)差異顯著,其產量受白背飛虱的影響最大;‘文稻13號’、‘云恢290’、‘江優126’、‘文糯1號’、‘兩優2161’、‘內香優1號’和‘金優11’的產量為290.6～445.7 kg/667m2,與對照‘TN1’(431.8 kg/667m2)差異不顯著,白背飛虱為害對其產量有一定影響;其余供試品種的產量均高于一般秈稻的平均單產量450 kg/667m2,白背飛虱為害對其產量影響較小,其中‘明兩優829’、‘T優6135’和‘明兩優527’的產量高于600 kg/667m2,與對照‘TN1’差異顯著。

2.5 水稻不同生育期白背飛虱的田間蟲量與有效穗數、產量的相關性

水稻有效穗數與移栽期、孕穗期、抽穗期白背飛虱的田間蟲量顯著負相關(表4)。移栽期|r|=0.465>0.30,P=0.007<0.01,孕穗期|r|=0.355>0.30,P=0.046<0.05,抽穗期|r|=0.465>0.30,P=0.007<0.01,這3個時期隨著田間蟲量的增加有效穗數減少,即這3個時期田間白背飛虱為害影響了水稻有效穗的形成。分蘗期、拔節期、揚花期、乳熟期的田間蟲量與水稻有效穗數沒有相關性。

移栽期的田間蟲量與產量呈極顯著負相關,|r|=0.461>0.30,P=0.008<0.01,這個時期白背飛虱的為害影響了水稻的有效分蘗;分蘗期、拔節期、孕穗期、抽穗期、揚花期、乳熟期的田間蟲量與產量沒有相關性,但孕穗期和抽穗期,白背飛虱為害影響了水稻的有效分蘗,造成部分水稻空粒、癟粒。上述結果表明,水稻在不同生育期受害,其產量損失有較大差異,移栽期、孕穗期、抽穗期十分關鍵。

表4 水稻不同生育期白背飛虱的田間蟲量與產量的相關性1)

水稻生育期Growthduration有效穗數ProductivepaniclePearson相關性Personcorrelation顯著性(雙側)Sig.(bilateral)樣本數量N產量YieldPearson相關性Personcorrelation顯著性(雙側)Sig.(bilateral)樣本數量N移栽期Transplantingperiod-0.465**0.00732-0.461**0.00832分蘗期Tilleringstage-0.1710.34832-0.1680.35832拔節期Jointingstage0.2240.218320.1040.57232孕穗期Bootingstage-0.355*0.04632-0.0150.93532抽穗期Headingstage-0.465**0.00732-0.3420.05532揚花期Floweringperiod0.0830.65320.1310.47632乳熟期Milkystage0.1270.49320.0120.94732

1)**表示在0.01水平(雙側)顯著相關;*表示在0.05水平(雙側)顯著相關。**indicates the significant correlation atP=0.01 (bilateral);*indicates the significant correlation atP=0.05 (bilateral).

3 討論

本文根據苗期、分蘗盛期單株接蟲鑒定以及成株期田間自然種群鑒定對云南31個秈稻主栽品種進行了抗蟲性初步篩選,篩選結果表明,苗期單株人工接蟲鑒定有22.58%的品種表現抗蟲,74.19%表現中抗—中感,3.22%表現感蟲;分蘗盛期單株人工接蟲鑒定有64.52%的品種表現抗蟲、35.48%表現中抗—中感,沒有發現感蟲品種;成株期田間自然種群鑒定均表現為感蟲;3種鑒定方法組合下沒有表現一致的水稻品種,說明這些水稻品種抗性機理復雜。水稻品種對害蟲的抗性機理是多形式和多方面的,可能表現為拒異性、抗生性或耐害性或表現為幾種因子的共同作用[12],因此,對云南秈稻區水稻品種進行全面、準確的抗蟲性評價除了鑒定待測品種對白背飛虱的反應(苗期和分蘗期鑒定),還需對白背飛虱對待測品種的反應(蜜露量、若蟲歷期、單雌產卵量及孵化率等)作進一步的研究。

白背飛虱為害對水稻產量的影響與水稻品種類型、生育期等密切相關[14]。相關性分析表明,云南水稻有效穗數與移栽期、孕穗期和抽穗期的田間蟲量呈顯著負相關,隨著田間蟲量的增加,有效穗數減少,因此,這3個時期是防治白背飛虱的關鍵期。經產量測定,供試的11個秈型常規稻品種中有9個品種產量低于對照‘TN1’,供試的20個秈型雜交稻品種中僅有2個品種產量略低于對照‘TN1’。湯金儀等[15]研究表明,雜交稻和常規稻受白背飛虱為害后的經濟產量損失有較明顯的差異,相同蟲量下,雜交稻受害輕于常規稻。

云南省栽培稻品種豐富多樣,包括水稻和陸稻、秈稻和粳稻,同時也包括地方品種和選育品種[16],李雋等2012年篩選了云南元陽的13個地方品種,明確有2個為感蟲品種,1個為抗蟲品種[11],而針對云南稻區選育品種進行的白背飛虱抗蟲性研究未見報道。云南省是中國最大的稻種資源遺傳多樣化中心,而云南稻種資源主要分布于臨滄、文山、紅河等滇西南和滇東南地區,占總數的80%[17],本文選取這些稻區主推的11個秈型常規稻,20個秈型雜交稻進行了抗蟲性研究,結果表明這些水稻品種,尤其秈型雜交稻具有較強的耐害性,這種具有較強耐害性的水稻品種大面積推廣種植對整個稻區的蟲量增加起了很大的作用,這也是近年來白背飛虱為害嚴重的主要原因之一[18],也一定程度說明水稻品種是近年云南白背飛虱發生嚴重的內在因素之一,今后在品種選育和推廣應用中應加強水稻品種的抗蟲性篩選。

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(責任編輯：楊明麗)

Screening and identifying the resistance of major indica rice cultivars to white-backed planthopper in Yunnan Province

Yin Yanqiong1, Li Xiangyong1, Zhao Xueqing1, Zhai Baoping2, Chen Aidong1

(1.InstituteofAgriculturalEnvironmentandResources,YunnanAcademyofAgriculturalSciences,Kunming650205,China; 2.CollegeofPlantProtection,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China)

In order to provide the basis for insect-resistant variety breeding, the resistance of major indica rice cultivars to white-backed planthopper (WBPH),Sogatellafurcifera(Horváth) was identified in Yunnan Province, and the influence on rice yield at different rice growing period were also evaluated. Thirty one major varieties of rice cultivated in Yunnan were used to determine their resistance to white-backed planthopper by tests on single plant inoculated at seedling stage and tillering stage, as well as field population survey and yields determination. Inoculation tests at seedling stage showed that 7 varieties were resistant, 23 varieties moderately resistant or moderately susceptible, and 1 varieties susceptible to WBPH.Inoculation tests at tillering stage showed that 20 varieties were resistant, while 11 varieties moderately resistant or moderately susceptible. In field natural conditions, the WBPH incidence on all the 31 varieties was more than that on the control varieties TN1, indicating that all 31 varieties in field conditions were susceptible to WBPH.Majority of the tested varieties exhibited resistance characteristics when inoculated in seedling and tillering stages, but susceptible to WBPH in field conditions, which showed to some extent that the major indica rice cultivars in Yunnan Province have the tolerance but no antibiosis to WBPH.The correlation between the WBPH population per 100 hills at transplanting, booting or heading stages and rice effective panicles was negatively significant. The transplanting, booting and heading stages are the critical stages for low yield and less effective panicle caused by WBPH damage, thus are the key periods for the WBPH control.

rice cultivars;Sogatellafurcifera; insect-resistant; yield

2016-09-14

2016-11-29

NSFC-云南聯合基金資助項目(U1202266);云南省科技計劃項目(2014I A 009);公益性行業(農業)科研專項(200903051)；云南省現代農業水稻產業技術體系

S 435.112.3

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.04.036

致 謝： 感謝云南省現代農業水稻產業技術體系版納、文山、紅河、臨滄綜合試驗站。

* 通信作者 E-mail:shenad68@163.com