云南籼稻主栽品种对白背飞虱的抗性筛选

尹艳琼, 李向永, 赵雪晴, 翟保平, 谌爱东*

(1.云南省农业科学院农业环境资源研究所, 昆明 650205; 2.南京农业大学昆虫学系, 南京 210095)



云南籼稻主栽品种对白背飞虱的抗性筛选

尹艳琼1, 李向永1, 赵雪晴1, 翟保平2, 谌爱东1*

(1.云南省农业科学院农业环境资源研究所, 昆明 650205; 2.南京农业大学昆虫学系, 南京 210095)

为明确云南籼稻主栽品种对白背飞虱Sogatellafurcifera(Horváth)的抗虫性及其影响产量的水稻关键生育期,为抗虫品种选育和推广提供参考依据,本文利用苗期和分蘖盛期单株接虫鉴定、成株期(移栽期—乳熟期)田间自然种群发生鉴定等方法,测定了云南籼稻区31个水稻主栽品种对白背飞虱的抗虫性及其产量。结果表明,苗期有7个品种表现高抗,23个品种表现中抗—中感,1个品种表现高感;分蘖期有20个品种表现高抗,有11个表现中抗—中感;成株期田间自然种群鉴定,31个品种成株期白背飞虱田间自然种群的累计虫量都超过了对照品种TN1,均表现为感虫。单株接虫鉴定多数品种表现抗虫,而大田期自然种群鉴定则全部表现为感虫,一定程度说明了云南籼稻区主栽品种对白背飞虱具有耐害性而无抗生性。移栽期、孕穗期、抽穗期百丛虫量与有效穗数呈显著的负相关性;移栽期、孕穗期和抽穗期的百丛虫量是造成有效穗数少和产量低的关键因子。移栽期、孕穗期和抽穗期是防治白背飞虱的关键时期。

水稻品种; 白背飞虱; 抗虫性; 产量

白背飞虱Sogatellafurcifera(Horváth)以成、若虫直接刺吸稻株韧皮部汁液的方式为害水稻, 影响稻株分蘖,导致千粒重下降,甚至稻株枯死[1]。白背飞虱是云南省水稻生产的重要害虫,也是当地稻飞虱中的优势种群[2]。云南地形、气候多样,栽培稻品种丰富,水稻种植制度复杂,滇西南部、东南部为单双季稻混栽区,其余大部为单季中稻种植区,常年种植水稻102万hm2[3]。近几年,云南省白背飞虱持续大暴发,2007年全省受害面积达86.7万hm2;2009年单灯虫峰日诱虫量高达9万头,灯下累计虫量9～15万头/月,超历史记录[4]；2010-2011年,师宗与富宁单灯虫峰日诱虫量过万头,灯下累计虫量4～18万头/月[5]。白背飞虱上升为水稻上最突出的极易暴发成灾的重要害虫,与水稻品种更新及杂交稻、优质稻的大面积推广密切相关[6-8]。不同的水稻品种和生育期影响着白背飞虱卵巢发育及其孵化、若虫存活率及其羽化率、成虫产卵量及其蜜露排泄量等指标[9-10]。采用苗期和分蘖盛期人工单株接虫,根据植株的受害度来评价水稻品种的抗虫性是较常用的方法[11]。田间自然鉴定法可以鉴定水稻品种对白背飞虱的拒异性、抗生性和耐害性,包括白背飞虱在稻株上取食和产卵等多种行为反应[12]。为了掌握云南水稻主栽品种对白背飞虱的抗虫性,我们采用苗期和分蘖盛期单株接虫鉴定、成株期田间自然种群鉴定及产量测定的方法鉴定了云南省31个籼稻品种对白背飞虱的抗性,旨在为选育和推广抗虫品种提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试水稻品种均由云南省水稻产业技术体系区域试验站提供，为当地主栽品种(区域推广面积1 500 hm2,全省推广面积5 000 hm2以上的籼稻品种),共31个,其中,籼型常规稻11个(‘文稻16号’、‘红稻6号’、‘临籼23’、 ‘临优1485’、‘文糯1号’、‘红优7号’、‘临籼21’、‘云恢290’、‘红优4号’、‘文稻1号’、‘文稻13号’),其余20个为籼型杂交稻。感虫对照为籼型常规稻‘Taichung Native 1’(TN1)。各区域品种如下:

西双版纳州:‘两优816’、‘两优2161’、‘江优126’、‘两优2186’、‘协优336’、‘宜香3003’、‘宜香107’、‘金优11’、‘T优6135’、‘宜香203’;

临沧市:‘内香8518’、‘临籼23’、‘临籼21’、‘内香优1号’、‘临优1485’、‘宜香99E-4’;

红河州:‘红稻6号’、‘明两优829’、‘两优1259’、‘赣优明占’、‘红优4号’;

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

曲靖市:‘明两优527’、‘红优7号’、‘丰优香占’、‘Y两优7号’、‘云恢290’。

供试虫源:抗虫性评价虫源均为试验地的自然虫源。

试验地点:师宗县五龙乡(104.18°E,24.84°N,海拔938.9 m),年平均温18.0℃,年均日照1 472.7 h,积温5 879℃,降雨量815～1 300 mm,光照充足,为典型湿热籼稻区。

1.2 苗期单株接虫鉴定

参照刘光杰等[1]的苗期单株接虫鉴定法并加以改进。将待测品种与感虫对照品种的种子催芽后分别播于小塑料钵(直径7.0 cm×高15.0 cm)中, 每钵1苗。待到苗龄2～3叶期时,每苗接入白背飞虱2龄若虫10头,瓶口盖湿纸巾,用橡皮筋扎紧瓶口,每个品种各设15个重复。当感虫品种‘TN1’的死苗率为95%时调查各品种的死苗率,按表1的评价标准评定抗性级别。

1.3 分蘖盛期单株接虫鉴定

参照刘光杰等[1]的分蘖盛期单株接虫鉴定法并加以改进。将供试品种播于长28 cm×宽22 cm×高13 cm的塑料盆内,每个品种1盆,苗龄30 d时选取健壮株5株,剪去次生分蘖,仅留主茎,并分别罩透明打孔的塑料瓶(直径7.0 cm×高45.0 cm)。每品种每苗接入白背飞虱2龄若虫20头,5个重复。当感虫对照品种‘TN1’的死苗率达到95%时调查各品种的死苗率,按表1的评价标准评定抗性级别。

表1 水稻材料抗稻飞虱鉴定评价标准

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

抗性级别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 成株期田间自然种群鉴定法

参照刘光杰等[12]和商科科等[13]的田间抗性评价的方法进行。

小区设计:试验设3次重复,随机区组排列,小区面积5 m2,株行距15 cm×30 cm,单株移栽,基本苗100株,合计96个小区,试验田四周设保护行。试验于4月6日播种,5月9日移栽,5月20日开始田间虫量调查。田间白背飞虱自然迁入发生,常规田间肥水管理,苗期至收获期不施任何杀虫剂。

调查方法:参照国家标准《稻飞虱测报调查规范》(GB/T 15794—2009)田间虫量系统调查盘拍法 (33 cm×45 cm白搪瓷盘)开展调查。每个品种随机调查10丛,记录每丛稻株上白背飞虱不同翅型的成虫、低龄和高龄若虫数量,每周调查1次,至8月12日水稻乳熟期结束。将白背飞虱虫量为感虫对照‘TN1’上虫量的70%以上的品种确定为感虫类型[12]。

产量测定:成熟时,每小区调查50丛,记录单穗结实粒数≥5粒的总有效穗数;将每小区收获的全部稻粒去杂去瘪后称量作为实收产量,用水分测量仪DRCS-AC(武汉凯特电子)测定含水率,扣除水分,折算为每公顷产量(Y),Y=(10 000/S)×W×(1-M)/(1-Mo),其中,S为小区面积,W为小区实收产量,M为水分速测仪测定含水率,Mo为标准干重含水率(籼稻=13.5%)。

1.5 数据计算

用SPSS Duncan’s法进行差异显著性分析, 用SPSS Pearson法进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 苗期单株接虫鉴定

苗期单株接虫鉴定结果(表2)显示:测定的31个品种中,对白背飞虱表现高抗的2个(6.45%)、抗虫的5个(16.13%)、中抗的15个(48.39%)、中感的8个(25.81%)、感虫的1个(3.23%),抗虫、中抗—中感和感虫品种的比例为7∶23∶1。

2.2 分蘖盛期单株接虫鉴定

分蘖期单株接虫鉴定结果(表2)显示: 31个品种中,表现高抗的16个(51.62%)、抗虫的4个(12.90%)、中抗的7个(22.58%)、中感的4个(12.90%)、感虫的0个(0%),抗虫、中抗—中感和感虫品种的比例为20∶11∶0。

表2 31个品种苗期和分蘖期单株对白背飞虱的抗性表现1)

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

品种Varieties死苗率/% Seedlingmortality苗期单株Singleplantinseedlingstage分蘖期单株Singleplantintilleringstage抗性 Resistance苗期单株Singleplantinseedlingstage级别Grade水平Resistancelevel分蘖期单株Singleplantintilleringstage级别Grade水平Resistancelevel两优816Liangyou81620.06.73R1HR两优2161Liangyou216133.36.75MR1HR江优126Jiangyou12666.733.37MS5MR两优2186Liangyou218626.76.73R1HR协优336Xieyou33646.746.75MR5MR宜香3003Yixiang300333.366.75MR7MS宜香107Yixiang10753.340.07MS5MR金优11Jinyou1133.340.05MR5MRT优6135Tyou613540.06.75MR1HR宜香203Yixiang20333.36.75MR1HR内香8518Neixiang851840.06.75MR1HR临籼23Linxian2346.740.05MR5MR临籼21Linxian2160.066.77MS7MS内香优1号Neixiangyou160.06.77MS1HR临优1485Linyou148540.06.75MR1HR宜香99E-4Yixiang99E-446.740.05MR5MR红稻6号Hongdao620.013.33R3R明两优829Mingliangyou82946.76.75MR1HR两优1259Liangyou12596.76.71HR1HR

续表2 Table 2(Continued)

品种Variety死苗率/% Seedlingmortality苗期单株Singleplantinseedlingstage分蘖期单株Singleplantintilleringstage抗性 Resistance苗期单株Singleplantinseedlingstage级别Grade水平Resistancelevel分蘖期单株Singleplantintilleringstage级别Grade水平Resistancelevel云恢290Yunhui29060.013.37MS3R赣优明占Ganyoumingzhan26.76.73R1HR红优4号Hongyou453.36.77MS1HR文稻1号Wendao166.766.77MS7MS文糯1号Wennuo146.760.05MR7MS宜香707Yixiang70733.36.75MR1HR文稻16号Wendao166.76.71HR1HR文稻13号Wendao1353.346.77MS5MR明两优527Mingliangyou52773.320.09S3R红优7号Hongyou746.76.75MR1HR丰优香占Fengyouxiangzhan33.320.05MR3RY两优7号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 田间种群鉴定法

5月20日,水稻处于移栽期,31个品种的白背飞虱田间虫量为1 190～5 826.7头/100丛,有28个品种田间虫量高于感虫对照‘TN1’(2 080头/100丛)的70%,表现为感虫,其中‘江优126’达3 413.3头/100丛,‘文糯1号’达5 826.7头/100丛,与对照‘TN1’差异显著;6月3日,水稻处于分蘖期,31个品种的田间虫量(2 576.7～6 966.7头/100丛)均超过‘TN1’的田间虫量(2 500头/100丛),达到全生育期的最大值,表现为感虫;此后,田间虫量在53.3～1 373.3头/100丛之间,各品种的田间虫量开始锐减,品种间虫量差异也随之减小。31个品种从移栽至收获累计田间虫量为6 176.7～14 080头/100丛,均超过对照品种‘TN1’的5 790头/100丛(表3)。综上所述,所测试的31个水稻品种与感虫对照‘Taichung Native 1’(TN1)相比,成株期田间自然种群抗性均表现为感虫。

2.4 水稻品种的产量测定

白背飞虱对水稻的有效穗数和产量的影响较大,‘文稻1号’、‘红优4号’、‘红稻6号’、‘临籼23’、‘临优1485’和‘临籼21’的产量低于300 kg/667m2,与对照‘TN1’(431.8 kg/667m2)差异显著,其产量受白背飞虱的影响最大;‘文稻13号’、‘云恢290’、‘江优126’、‘文糯1号’、‘两优2161’、‘内香优1号’和‘金优11’的产量为290.6～445.7 kg/667m2,与对照‘TN1’(431.8 kg/667m2)差异不显著,白背飞虱为害对其产量有一定影响;其余供试品种的产量均高于一般籼稻的平均单产量450 kg/667m2,白背飞虱为害对其产量影响较小,其中‘明两优829’、‘T优6135’和‘明两优527’的产量高于600 kg/667m2,与对照‘TN1’差异显著。

2.5 水稻不同生育期白背飞虱的田间虫量与有效穗数、产量的相关性

水稻有效穗数与移栽期、孕穗期、抽穗期白背飞虱的田间虫量显著负相关(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,这3个时期随着田间虫量的增加有效穗数减少,即这3个时期田间白背飞虱为害影响了水稻有效穗的形成。分蘖期、拔节期、扬花期、乳熟期的田间虫量与水稻有效穗数没有相关性。

移栽期的田间虫量与产量呈极显著负相关,|r|=0.461>0.30,P=0.008<0.01,这个时期白背飞虱的为害影响了水稻的有效分蘖;分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、扬花期、乳熟期的田间虫量与产量没有相关性,但孕穗期和抽穗期,白背飞虱为害影响了水稻的有效分蘖,造成部分水稻空粒、瘪粒。上述结果表明,水稻在不同生育期受害,其产量损失有较大差异,移栽期、孕穗期、抽穗期十分关键。

表4 水稻不同生育期白背飞虱的田间虫量与产量的相关性1)

水稻生育期Growthduration有效穗数ProductivepaniclePearson相关性Personcorrelation显著性(双侧)Sig.(bilateral)样本数量N产量YieldPearson相关性Personcorrelation显著性(双侧)Sig.(bilateral)样本数量N移栽期Transplantingperiod-0.465**0.00732-0.461**0.00832分蘖期Tilleringstage-0.1710.34832-0.1680.35832拔节期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扬花期Floweringperiod0.0830.65320.1310.47632乳熟期Milkystage0.1270.49320.0120.94732

1)**表示在0.01水平(双侧)显著相关;*表示在0.05水平(双侧)显著相关。**indicates the significant correlation atP=0.01 (bilateral);*indicates the significant correlation atP=0.05 (bilateral).

3 讨论

本文根据苗期、分蘖盛期单株接虫鉴定以及成株期田间自然种群鉴定对云南31个籼稻主栽品种进行了抗虫性初步筛选,筛选结果表明,苗期单株人工接虫鉴定有22.58%的品种表现抗虫,74.19%表现中抗—中感,3.22%表现感虫;分蘖盛期单株人工接虫鉴定有64.52%的品种表现抗虫、35.48%表现中抗—中感,没有发现感虫品种;成株期田间自然种群鉴定均表现为感虫;3种鉴定方法组合下没有表现一致的水稻品种,说明这些水稻品种抗性机理复杂。水稻品种对害虫的抗性机理是多形式和多方面的,可能表现为拒异性、抗生性或耐害性或表现为几种因子的共同作用[12],因此,对云南籼稻区水稻品种进行全面、准确的抗虫性评价除了鉴定待测品种对白背飞虱的反应(苗期和分蘖期鉴定),还需对白背飞虱对待测品种的反应(蜜露量、若虫历期、单雌产卵量及孵化率等)作进一步的研究。

白背飞虱为害对水稻产量的影响与水稻品种类型、生育期等密切相关[14]。相关性分析表明,云南水稻有效穗数与移栽期、孕穗期和抽穗期的田间虫量呈显著负相关,随着田间虫量的增加,有效穗数减少,因此,这3个时期是防治白背飞虱的关键期。经产量测定,供试的11个籼型常规稻品种中有9个品种产量低于对照‘TN1’,供试的20个籼型杂交稻品种中仅有2个品种产量略低于对照‘TN1’。汤金仪等[15]研究表明,杂交稻和常规稻受白背飞虱为害后的经济产量损失有较明显的差异,相同虫量下,杂交稻受害轻于常规稻。

云南省栽培稻品种丰富多样,包括水稻和陆稻、籼稻和粳稻,同时也包括地方品种和选育品种[16],李隽等2012年筛选了云南元阳的13个地方品种,明确有2个为感虫品种,1个为抗虫品种[11],而针对云南稻区选育品种进行的白背飞虱抗虫性研究未见报道。云南省是中国最大的稻种资源遗传多样化中心,而云南稻种资源主要分布于临沧、文山、红河等滇西南和滇东南地区,占总数的80%[17],本文选取这些稻区主推的11个籼型常规稻,20个籼型杂交稻进行了抗虫性研究,结果表明这些水稻品种,尤其籼型杂交稻具有较强的耐害性,这种具有较强耐害性的水稻品种大面积推广种植对整个稻区的虫量增加起了很大的作用,这也是近年来白背飞虱为害严重的主要原因之一[18],也一定程度说明水稻品种是近年云南白背飞虱发生严重的内在因素之一,今后在品种选育和推广应用中应加强水稻品种的抗虫性筛选。

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(责任编辑：杨明丽)

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-云南联合基金资助项目(U1202266);云南省科技计划项目(2014I A 009);公益性行业(农业)科研专项(200903051)；云南省现代农业水稻产业技术体系

S 435.112.3

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.04.036

致 谢： 感谢云南省现代农业水稻产业技术体系版纳、文山、红河、临沧综合试验站。

* 通信作者 E-mail:shenad68@163.com