陈云风,黎世龄,罗筱平,李志育 (宜春学院生命科学与资源环境学院,江西宜春336000)
稻飞虱是我国长江流域及南方稻区的主要水稻虫害。近年来,稻飞虱种群数量逐年增大,发生频率明显增加[1],多地区早稻、中稻、晚稻均有大面积发生,严重危害稻区粮食生产安全。稻飞虱发生轻者影响水稻生长,造成严重减产,重则稻株枯死绝收。目前,利用抗虫品种是有效控制害虫种群、保护天敌、减少杀虫剂的施用和降低生产成本的主要措施之一。我国对相关研究进行较早,并且根据国际水稻研究所(IRRI)的苗期抗性评价标准,顾正远等[2-5]制订了以百分率为基础的新的苗期评价标准。陶林勇等[6-7]利用水稻抗飞虱的成株期田间鉴定方法对水稻品种(系)进行了抗性鉴定。目前,苗期筛选仍是主要抗稻飞虱鉴定手段。在实际工作中,一些水稻育种工作者发现部分高产、优质的水稻品种虽然苗期不抗稻飞虱,而在成株期表现出中抗或抗飞虱,所以苗期的抗性筛选可能因为选择压力偏大而淘汰了部分耐虫品种,成株期鉴定又存在着鉴定时间长和不稳定的问题。因此,为了客观、准确地鉴定水稻品种(系)对稻飞虱的抗性,需要在不同生育期评价水稻品种对稻飞虱的抗性。笔者采用苗期筛选、成株期基部感虫和产卵量观察、成熟期危害情况综合测定,评价了多个新育成水稻品种(系)对稻飞虱的抗性,以期筛选出抗稻飞虱品种资源供水稻育种中生产与利用。
1.1 材料
1.1.1 供试植物。供试水稻新品种(系)为宜春学院生命科学与资源环境学院水稻研究课题组近几年选育出的水稻抗性鉴定品种(系),共20个。抗虫对照为RH,感虫对照为TN1,对照材料均由华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室提供。
1.1.2 供试昆虫。稻飞虱为采自江西省宜春市郊的水稻田及湖南水稻杂交制种田中褐飞虱种源,在温室内用感虫水稻品种TN1苗饲养,采集的田间稻飞虱种群在TN1上饲养繁殖1~2代后,取1~2龄若虫用于抗性复筛鉴定,4~5龄若虫供褐飞虱致害性试验用。
1.2 方法 于2014年5~10月在宜春学院水稻育种基地进行试验,苗期鉴定在温室水泥池尼龙网罩中进行,成株期及成熟期鉴定在自然条件下常规大田的试验田和特制水泥池2个地点同时进行。
1.2.1 水稻苗期抗性鉴定。采用苗期集团筛选法。各水稻品种种子播于温室特制水泥池的鉴定圃内,每个鉴定圃放置22个小型塑料钵形成1个小区,设3个小区,每个小区播20个待测水稻品种加2个对照种子(TN1为感虫对照,RH为抗虫对照),每个塑料钵保留约30根秧苗。在秧苗2叶1心期平均每苗接入1~2龄褐飞虱若虫8~10头,每个小区用特制尼龙网罩罩住。水稻品系抗稻飞虱评价标准参照陈建明等[8]的方法,当感虫品种TN1死苗率达70%时,逐日记载各品种上的死苗数,至TN1全部枯死时评定各品种受害等级(表1)。
表1 水稻品种苗期抗褐飞虱鉴定评价标准
1.2.2 水稻成株期抗性鉴定。将参试品种及对照品种催芽播种后,分别移栽在试验大田和特制水泥池中,每品种1行10株(行长50 cm,行距10 cm,株距5 cm),重复3次,随机排列,每隔10行种1行感虫品种TN1、1行抗虫品种RH。50 d左右苗龄时每丛接田间采集繁殖的褐飞虱2~3龄若虫3~4头,让其取食繁殖。待TN1成株初期基部有大量稻飞虱时开始调查、记录各品种基部感虫情况,每隔7 d调查一次;80 d左右成株中期时,观察记录水稻基部稻飞虱产卵量,同时拍照。最后根据稻株感虫量、稻飞虱产卵量情况记载,综合图片感虫量比较,评定级别分为大量、较多、一般、少量、无5个级别。
1.2.3 水稻成熟期抗性鉴定。成熟期抗性鉴定是在成株期鉴定的基础上后续测定的,待待测品种成熟后,观察各品种叶片、稻穗成熟度、基部危害情况等综合评定其危害级别(表2)。
表2 水稻品种成熟期抗褐飞虱鉴定评价标准
以抗性品种RH、感虫品种TN1为对照。经苗期群体鉴定,常规试验田及特制水泥池成株期、成熟期鉴定,RH均表现为高抗,TN1均表现为感虫,且无抗性变化,与刘光杰等[7]的研究结果一致。常规试验田及特制水泥池中栽种各品种鉴定结果一致性高,主要是因为试验气候环境及栽培管理水平相当,说明该试验可重复性高。
2.1 不同水稻品种的抗性反应 由表3可知,供试水稻品种中,苗期鉴定结果有1个抗性级别为0级,无死苗,表现为免疫;有4个品种抗性级别为1级,有少量死苗现象,表现为高抗;有6个品种抗性级别为3级,有部分死苗现象,表现为抗虫;其他品种有大量死苗或全部枯死。成株期初期基部染虫及中期基部产卵量均为少量及以下的有8个品种,且该8个品种苗期及成熟期抗性均在3级及以下,都能达到抗虫级别,同时说明成株期抗性鉴定基本能反映品种抗性水平。
2.2 不同水稻品种的持抗性 大部分水稻品种在苗期与成株期、成熟期的抗性表现都能吻合一致,苗期抗性好,成株期抗性也好,成熟期无产量影响,具有较好的持抗性;反之,苗期抗性弱,成株期感虫严重,成熟期危害显著。试验中,有个别品种表现不一致,如R6258材料,在苗期表现感虫,能达9级,会直接在苗期鉴定中被淘汰,而在成株期、成熟期影响小,不表现感虫,对结实无影响,可认定为抗性。该材料由宜春学院生命科学与资源环境学院水稻研究课题组近年育成,具有优良的遗传基因,资源珍贵,表现突出,具有较大的应用价值。13冬007在苗期鉴定为3级,表现为抗虫,而在成株期大量感虫,在成熟期有一定的影响,表现为5级中抗,与苗期鉴定结果基本吻合,且与实践上相一致,部分品种成株期感虫,但实际危害不明显。
2.3 不同品种的抗性变化分析 早年有一些研究者认为同一品种在不同时间、不同地点其抗性会产生变化,主要是因为种性退化或混杂[9]。但在该研究中发现,稻飞虱的发生除与稻飞虱的生物型及水稻品种本身有关外,还与温度、湿度、光照等环境关系密切,抗性变化与鉴定时所处的环境关系密切。在实际工作中,工作者发现部分水稻品种资源虽然苗期不抗稻飞虱,而在成株期则表现出中抗或抗飞虱,该试验中R6258是典型的随苗龄增长,抗性增强;谷字R1苗期鉴定为3级,而成株期仅少量感虫,成熟期鉴定上升为高抗;13冬009、13冬R24、R362抗性随生育期延长都有一定的提高,这种变化占被测品种的25%,与众多研究者结论一致[10-13];同时13冬007在成株期大量感虫,但在苗期表现为抗虫,成熟期能表现中抗。因此,苗期的抗性筛选可能因为选择压力偏大而淘汰了部分耐虫品种,成株期鉴定又存在着鉴定时间长和不稳定的问题,所以为了客观、准确、便捷地鉴定水稻新品种(材料)对稻飞虱的抗性,应深入了解水稻品种在不同生育期对稻飞虱的抗性机理。
表3 各水稻品种(系)不同时期对稻飞虱的抗性反应表现
抗稻飞虱种质资源鉴定和杂交后代的抗性选择是水稻抗稻飞虱品种育种的基础。在该试验中,有多个水稻品种(系)对稻飞虱表现出较好的抗性,可为抗性育种研究所利用。大部分品种苗期与成株期、成熟期抗性表现较一致;部分品种表现出随苗龄的增大,抗性增强;个别品种成株期大量感虫,但苗期及成熟期危害轻,影响小。
试验结果进一步表明水稻品种抗稻飞虱鉴定指标应该是多样化的,要鉴定水稻品种对稻飞虱的抗性并加以利用,就要深入了解水稻品种在不同生理时期对稻飞虱的抗性机理。水稻抗飞虱鉴定苗期筛选方法快速、简单实用,能快速测定出抗性好的水稻品种,但反映不全面,往往会因此淘汰部分耐虫资源。在实践生产上,稻飞虱对水稻的危害主要在成株期,危害程度主要定量在水稻成熟后的产量减少情况上。因此,要准确地评价一个水稻品种对稻飞虱的抗性,特别是生产上有应用价值的水稻品种资源,需在苗期群体筛选的基础上进行成株期感虫观察、成熟期虫害评价,最好在自然田间进行则更可靠。
[1]陈建明.杀虫剂诱导褐飞虱再猖獗的原因分析[J].植物医生,1996(2):5-6.
[2]寒川一成,刘光杰,沈君辉.中国杂交稻的“超感虫性”研究概况[J].中国水稻科学,2003,17(S1):23-30.
[3]HEINRICHS E A,MEDRANO F.Genetic evaluation for insect resistance in rice[M].Manila:IRRI,1985:92-110.
[4]张志涛.水稻品种抗褐飞虱的改进筛选法及其应用[J].中国水稻科学,1986,1(1):74-79.
[5]傅强,陈伟,张志涛.分蘖筛选技术在稻工程苗抗褐飞虱特性评价中的应用[J].中国水稻科学,1994,8(4):247-249.
[6]陶林勇,俞晓平,吕仲贤,等.水稻新品种(系)对褐飞虱持抗性的鉴定[J].浙江农业学报,1999,11(6):315-320.
[7]刘光杰,付志红,沈君辉,等.水稻品种对稻飞虱抗性鉴定方法的比较研究[J].中国水稻科学,2002,16(1):52-56.
[8]陈建明,俞晓平,程家安,等.水稻新品种(系)对褐飞虱抗性的筛选及评价[J].中国水稻科学,2005,19(6):573-576.
[9]陶林勇,愈仁山.抗褐飞虱水稻品种不同生育期的抗性测定[J].浙江农业科学,1992(4):178-179.
[10]巫国瑞,陶林勇,陈福云,等.水稻对白背飞虱抗性筛选方法的探讨[J].昆虫学报,1986,29(4):453-455.
[11]陈建明,俞晓平,程家安,等.不同水稻品种对褐飞虱为害的耐性和补偿作用评价[J].中国水稻科学,2003,17(3):265-269.
[12]王梁全,李兰秀,陈连举,等.几个水稻新品种(系)对褐飞虱的抗性评价[J].中国农学通报,2009,25(20):253-257.
[13]黄所生,黄凤宽,吴碧球,等.水稻新品种(组合)对褐飞虱的抗性评价[J].西南农业学报,2014(5):1919-1923.