廣西稻癭蚊生物型監測及廣譜抗源發掘

吳碧球,黃所生,李 成,凌 炎,黃 芊,龍麗萍,黃鳳寬

(廣西農業科學院 植物保護研究所/廣西農作物病蟲害生物學重點實驗室,廣西 南寧 530007)

稻癭蚊(OrseoliaoryzaeWood-Mason)是我國華南、西南及南亞、東南亞其他國家水稻上的主要害蟲。稻癭蚊以幼蟲棲息并取食為害水稻生長點而形成標蔥,化學防治效果不太理想;種植抗蚊品種可與其他防控措施很好地結合,是控制稻癭蚊最經濟、有效的措施[1]。但是,稻癭蚊具有生物型分化現象,不同地區稻癭蚊對含有相同抗性基因的鑒別品種具有不同的致害力。因此明確廣西稻癭蚊生物型變異動態,對選育廣譜抗蚊品種進行稻癭蚊防控具有重大的指導意義。

我國華南稻區稻癭蚊有4種生物型[2]:中國Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型。廣西稻癭蚊有兩種生物型:中國Ⅱ型和Ⅳ型[3]。稻癭蚊中國Ⅳ型的致害力更強,對含Gm1、Gm2、Gm3和gm4的鑒別品種均致害[2]。廣東省農科院植保所育成的多抗1號含有抗蚊基因Gm6[4],能抗中國稻癭蚊所有生物型[5]。在20世紀80年代至90年代,稻癭蚊發生逐年加重,嚴重威脅廣西晚稻生產。自進入21世紀以來,隨著農業產業結構調整、品種布局、育秧方式與栽培方式的改變，化學除草劑的推廣應用，以及高效長效農藥的科學使用等[6-7],廣西稻癭蚊發生逐年減輕,逐漸由主要害蟲轉變為次要害蟲,現僅在局部地區發生,主要為害丘陵山區的水稻生產。筆者一直進行稻癭蚊調查研究,近幾年發現稻癭蚊的發生為害有加重的趨勢。韋素美等[3]的監測結果表明廣西稻癭蚊只有中國Ⅱ型和中國Ⅳ型這兩種生物型。但十幾年過去了,廣西稻癭蚊的生物型是否發生了變化？尚不清楚。

為了明確廣西稻癭蚊生物型的變化情況，發掘廣譜抗稻癭蚊生物型的抗源和品種,為豐產、優質、廣譜抗蚊品種的選育和推廣應用奠定基礎，本研究采用含有抗蚊基因Gm1、Gm2、Gm3、gm4、Gm5(t)、Gm6的6個鑒別品種對廣西具有代表性的大新、樂業、岑溪和馬山等縣(市)稻癭蚊的田間種群進行了生物型測定,并采用國際稻癭蚊苗期群體鑒定法研究了368份稻種資源對稻癭蚊中國Ⅳ型的抗性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試蟲源:在早稻稻癭蚊發生為害期,到廣西樂業縣、大新縣、岑溪縣和馬山縣采集乙型標蔥,待稻癭蚊羽化后,接蟲到TN1上擴繁備用。

供試生物型鑒別品種:選用國際通用品種TN1(不含抗蚊基因,設為感蚊對照)、W1263(含抗蚊基因Gm1，下同)、IET2911(Gm2)、BG404-1(Gm3)、OB677(gm4)、ARC5984(Gm5(t))、Duokang 1(Gm6)。其中,Duokang 1來自廣東省農業科學院,其余品種來自國際水稻研究所。

供試抗蚊鑒定稻種資源:來自國際水稻研究所和廣西稻種資源共368份。感蚊對照品種為TN1,抗蚊對照品種為多抗1號。

1.2 試驗方法

1.2.1 稻癭蚊生物型的監測 將稻癭蚊生物型鑒別品種播于白瓷盆(35 cm×50 cm×3 cm)中,每盆播13行,每行1個品種,播20～25苗。各鑒別品種隨機排列,每個品種播2行為2個重復,共設4個重復。待稻苗長至2～3葉時,每行接入已交配的雌蚊1頭,罩上網罩以防雌蚊逃逸。然后,在成蟲產卵期和幼蟲孵化期用布覆蓋網罩,并噴水霧保濕。接蚊18～25 d后可見乙型標蔥時,調查各鑒別品種的標蔥率,并參照國際稻癭蚊抗性分級標準進行抗性評級:高抗,0級(無損害)或1級(標蔥率≤5%);抗,3級(6%≤標蔥率≤10%);中抗,5級(11%≤標蔥率≤20%);感,7級(21%≤標蔥率≤50%);高感,9級(標蔥率≥90%)。以感蚊對照TN1的標蔥率達60%以上為有效試驗標準。每個稻癭蚊田間種群連續測定2～5個世代,每個世代重復4次,重復監測1～5年。稻癭蚊各地田間種群生物型的鑒定：以各鑒別品種的平均標蔥率為依據，判斷它們對各稻癭蚊生物型的抗性反應,按照表1的反應模式分析其所屬生物型。

表1 鑒別品種對中國稻癭蚊生物型的反應

1.2.2 廣譜抗源的發掘 將供試稻種資源催芽后播于白瓷盆(35 cm×50 cm×3 cm)中,每盆12行(均分別以多抗1號和TN1作為抗、感對照),每行1個品種(20～25苗),各品種隨機排列。待稻苗長至2～3葉時,將供試苗放到水泥池中,保持2～3 cm淺水層,罩上防蟲網罩。按每20苗接入經交配的中國Ⅳ型雌蚊1頭,于成蟲產卵期和幼蟲孵化期,在防蟲網罩上覆蓋濕布,并加噴水霧以保濕。接蚊18～25 d后可見乙型標蔥時,調查各水稻品種的標蔥率,并參照國際稻癭蚊抗性分級標準進行抗性評級,以感蚊對照TN1的標蔥率達60%以上為試驗有效標準。

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel對所有試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 廣西稻癭蚊發生區生物型的監測

由于近10年來稻癭蚊在廣西發生逐年減輕,僅在一些偏遠山區才見此蟲為害,因此本研究主要監測2015～2019年大新縣、樂業縣和岑溪縣稻癭蚊的生物型;2019年在南寧馬山縣發現稻癭蚊的發生有抬頭趨勢,因此也鑒定了馬山稻癭蚊的生物型,監測、鑒定結果見表2。大新稻癭蚊3年和馬山稻癭蚊1年的監測結果顯示：W1263、IET2911、BG404-1、OB677對稻癭蚊表現為感到高感；ARC5984和多抗1號均表現為高抗,因此這兩個稻癭蚊田間種群屬于中國Ⅳ型。岑溪稻癭蚊3年的監測結果表明：W1263對該蟲表現為抗或高抗；IET2911、BG404-1和OB677表現為感到高感；ARC5984和多抗1號均表現為高抗,因此岑溪稻癭蚊田間種群屬于中國Ⅲ型。樂業稻癭蚊經過4年的監測發現：W1263表現為感到高感；IET2911、BG404-1、OB677、ARC5984和多抗1號表現為抗到高抗,因此樂業稻癭蚊田間種群屬于中國Ⅱ型。

表2 2015～2019年廣西部分地區稻癭蚊生物型監測結果

2.2 抗蚊廣譜抗源的發掘

共鑒定稻種資源368份,發掘出的對稻癭蚊具有廣譜抗性的品種(材料)見表3。由表3可知,對稻癭蚊具有廣譜抗性的稻種資源共18份,占鑒定總數的4.89%。其中,高抗稻癭蚊中國Ⅳ型的稻種資源有ARC14529、ARC5833、B6733-MR-2-2-2A、BG379-4、RNR3070、野香優9號、510327、510617、570011、570013、570014、570076、610140;抗稻癭蚊中國Ⅳ型的稻種資源有ARC10550、ARC10660、ARC18596和560245;中抗稻癭蚊中國Ⅳ型的稻種資源僅有570003。

表3 抗稻癭蚊中國Ⅳ型的稻種資源的抗性表現

2.3 廣譜抗蚊稻種資源的抗性表現統計

由圖1可見：對稻癭蚊具有廣譜抗性的稻種資源以高抗表現的居多,中抗的最少。其中,高抗稻癭蚊中國Ⅳ型的有13份,占抗源總數的72.00%、鑒定總數的3.53%;抗稻癭蚊中國Ⅳ型的有4份,占抗源總數的22.00%、鑒定總數的1.09%;中抗稻癭蚊中國Ⅳ型的有1份,占抗源總數的6.00%、鑒定總數的0.27%。

圖1 廣譜抗蚊稻種資源的抗性表現統計結果

3 結論與討論

稻癭蚊具有生物型分化現象。監測明確稻癭蚊田間種群的生物型,可以掌握稻癭蚊生物型的變異動態,為抗蚊育種提供參考。本研究經過3～4年的監測，發現桂南大新縣稻癭蚊的生物型依然是中國Ⅳ型,與韋素美等[3]的研究結果一致;桂西樂業縣稻癭蚊的生物型為中國Ⅱ型,桂東岑溪縣稻癭蚊的生物型為中國Ⅲ型;2019年監測桂南馬山縣稻癭蚊的生物型為中國Ⅳ型。目前為止監測的廣西稻癭蚊生物型有3種:中國Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型,比韋素美等[3]的監測結果多了中國Ⅲ型。本研究僅監測了廣西桂南、桂西和桂東部分丘陵山區稻癭蚊的生物型,鑒于近幾年廣西稻癭蚊的發生為害有加重的趨勢,明確桂南、桂西和桂東其余地區及桂北、桂中丘陵山區稻癭蚊生物型的變異動態非常有必要,可以為抗蚊品種的選育與利用提供科學依據。

稻癭蚊以幼蟲在生長點為害,世代重疊現象嚴重,為鉆蛀性害蟲之一,藥劑防治效果不理想,難以掌握用藥時期。因此,種植抗蚊品種是防治稻癭蚊的根本性措施。但是,稻癭蚊是區域性害蟲,不同地區稻癭蚊對含相同抗蚊基因的品種的致害力不同。本團隊多年研究發現抗稻癭蚊中國Ⅳ型的水稻品種(資源)也抗其余的3個生物型,故應用稻癭蚊中國Ⅳ型對水稻品種(資源)進行鑒定,可明確其廣譜抗性。選育廣譜抗蚊品種在稻癭蚊發生區應用范圍更廣。本研究發掘出對稻癭蚊具有廣譜抗性的高抗水稻品種(資源)13份、抗稻種資源4份和中抗稻種資源1份,為我國稻癭蚊廣譜抗蚊品種的選育提供了很好的親本材料。其中,廣西品種資源510327、570011、570013、570014和570076對稻癭蚊的抗性被鑒定為高抗,這與董海等[8]的鑒定結果一致；而57003和560245對稻癭蚊的抗性分別被鑒定為中抗和抗,這與董海等[8]鑒定為高抗的結果不同;究其原因,當時董海等所使用的抗蟲對照W1263(含有抗蚊基因Gm1)對稻癭蚊表現為抗,采用的稻癭蚊的生物型可能是中國Ⅲ型,即從20世紀80年代至21世紀初,南寧稻癭蚊的生物型已從中國Ⅲ型變為致害力更強的中國Ⅳ型。

本研究發掘的高抗稻癭蚊中國Ⅳ型的野香優9號,是廣西綠海種業有限公司育成的三系雜交感光秈稻組合,于2012～2014年在廣西桂南、桂中稻作區南部晚季推廣種植,表現出高產穩產、米質優、食味好、莖稈粗壯、穗長粒多、綜合抗性好等特點[9-10]。因此,野香優9號可在廣西稻癭蚊發生區推廣種植。