广西稻瘿蚊生物型监测及广谱抗源发掘

吴碧球,黄所生,李 成,凌 炎,黄 芊,龙丽萍,黄凤宽

(广西农业科学院 植物保护研究所/广西农作物病虫害生物学重点实验室,广西 南宁 530007)

稻瘿蚊(OrseoliaoryzaeWood-Mason)是我国华南、西南及南亚、东南亚其他国家水稻上的主要害虫。稻瘿蚊以幼虫栖息并取食为害水稻生长点而形成标葱,化学防治效果不太理想;种植抗蚊品种可与其他防控措施很好地结合,是控制稻瘿蚊最经济、有效的措施[1]。但是,稻瘿蚊具有生物型分化现象,不同地区稻瘿蚊对含有相同抗性基因的鉴别品种具有不同的致害力。因此明确广西稻瘿蚊生物型变异动态,对选育广谱抗蚊品种进行稻瘿蚊防控具有重大的指导意义。

我国华南稻区稻瘿蚊有4种生物型[2]:中国Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型。广西稻瘿蚊有两种生物型:中国Ⅱ型和Ⅳ型[3]。稻瘿蚊中国Ⅳ型的致害力更强,对含Gm1、Gm2、Gm3和gm4的鉴别品种均致害[2]。广东省农科院植保所育成的多抗1号含有抗蚊基因Gm6[4],能抗中国稻瘿蚊所有生物型[5]。在20世纪80年代至90年代,稻瘿蚊发生逐年加重,严重威胁广西晚稻生产。自进入21世纪以来,随着农业产业结构调整、品种布局、育秧方式与栽培方式的改变，化学除草剂的推广应用，以及高效长效农药的科学使用等[6-7],广西稻瘿蚊发生逐年减轻,逐渐由主要害虫转变为次要害虫,现仅在局部地区发生,主要为害丘陵山区的水稻生产。笔者一直进行稻瘿蚊调查研究,近几年发现稻瘿蚊的发生为害有加重的趋势。韦素美等[3]的监测结果表明广西稻瘿蚊只有中国Ⅱ型和中国Ⅳ型这两种生物型。但十几年过去了,广西稻瘿蚊的生物型是否发生了变化？尚不清楚。

为了明确广西稻瘿蚊生物型的变化情况，发掘广谱抗稻瘿蚊生物型的抗源和品种,为丰产、优质、广谱抗蚊品种的选育和推广应用奠定基础，本研究采用含有抗蚊基因Gm1、Gm2、Gm3、gm4、Gm5(t)、Gm6的6个鉴别品种对广西具有代表性的大新、乐业、岑溪和马山等县(市)稻瘿蚊的田间种群进行了生物型测定,并采用国际稻瘿蚊苗期群体鉴定法研究了368份稻种资源对稻瘿蚊中国Ⅳ型的抗性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试虫源:在早稻稻瘿蚊发生为害期,到广西乐业县、大新县、岑溪县和马山县采集乙型标葱,待稻瘿蚊羽化后,接虫到TN1上扩繁备用。

供试生物型鉴别品种:选用国际通用品种TN1(不含抗蚊基因,设为感蚊对照)、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来自广东省农业科学院,其余品种来自国际水稻研究所。

供试抗蚊鉴定稻种资源:来自国际水稻研究所和广西稻种资源共368份。感蚊对照品种为TN1,抗蚊对照品种为多抗1号。

1.2 试验方法

1.2.1 稻瘿蚊生物型的监测 将稻瘿蚊生物型鉴别品种播于白瓷盆(35 cm×50 cm×3 cm)中,每盆播13行,每行1个品种,播20～25苗。各鉴别品种随机排列,每个品种播2行为2个重复,共设4个重复。待稻苗长至2～3叶时,每行接入已交配的雌蚊1头,罩上网罩以防雌蚊逃逸。然后,在成虫产卵期和幼虫孵化期用布覆盖网罩,并喷水雾保湿。接蚊18～25 d后可见乙型标葱时,调查各鉴别品种的标葱率,并参照国际稻瘿蚊抗性分级标准进行抗性评级:高抗,0级(无损害)或1级(标葱率≤5%);抗,3级(6%≤标葱率≤10%);中抗,5级(11%≤标葱率≤20%);感,7级(21%≤标葱率≤50%);高感,9级(标葱率≥90%)。以感蚊对照TN1的标葱率达60%以上为有效试验标准。每个稻瘿蚊田间种群连续测定2～5个世代,每个世代重复4次,重复监测1～5年。稻瘿蚊各地田间种群生物型的鉴定：以各鉴别品种的平均标葱率为依据，判断它们对各稻瘿蚊生物型的抗性反应,按照表1的反应模式分析其所属生物型。

表1 鉴别品种对中国稻瘿蚊生物型的反应

1.2.2 广谱抗源的发掘 将供试稻种资源催芽后播于白瓷盆(35 cm×50 cm×3 cm)中,每盆12行(均分别以多抗1号和TN1作为抗、感对照),每行1个品种(20～25苗),各品种随机排列。待稻苗长至2～3叶时,将供试苗放到水泥池中,保持2～3 cm浅水层,罩上防虫网罩。按每20苗接入经交配的中国Ⅳ型雌蚊1头,于成虫产卵期和幼虫孵化期,在防虫网罩上覆盖湿布,并加喷水雾以保湿。接蚊18～25 d后可见乙型标葱时,调查各水稻品种的标葱率,并参照国际稻瘿蚊抗性分级标准进行抗性评级,以感蚊对照TN1的标葱率达60%以上为试验有效标准。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel对所有试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 广西稻瘿蚊发生区生物型的监测

由于近10年来稻瘿蚊在广西发生逐年减轻,仅在一些偏远山区才见此虫为害,因此本研究主要监测2015～2019年大新县、乐业县和岑溪县稻瘿蚊的生物型;2019年在南宁马山县发现稻瘿蚊的发生有抬头趋势,因此也鉴定了马山稻瘿蚊的生物型,监测、鉴定结果见表2。大新稻瘿蚊3年和马山稻瘿蚊1年的监测结果显示：W1263、IET2911、BG404-1、OB677对稻瘿蚊表现为感到高感；ARC5984和多抗1号均表现为高抗,因此这两个稻瘿蚊田间种群属于中国Ⅳ型。岑溪稻瘿蚊3年的监测结果表明：W1263对该虫表现为抗或高抗；IET2911、BG404-1和OB677表现为感到高感；ARC5984和多抗1号均表现为高抗,因此岑溪稻瘿蚊田间种群属于中国Ⅲ型。乐业稻瘿蚊经过4年的监测发现：W1263表现为感到高感；IET2911、BG404-1、OB677、ARC5984和多抗1号表现为抗到高抗,因此乐业稻瘿蚊田间种群属于中国Ⅱ型。

表2 2015～2019年广西部分地区稻瘿蚊生物型监测结果

2.2 抗蚊广谱抗源的发掘

共鉴定稻种资源368份,发掘出的对稻瘿蚊具有广谱抗性的品种(材料)见表3。由表3可知,对稻瘿蚊具有广谱抗性的稻种资源共18份,占鉴定总数的4.89%。其中,高抗稻瘿蚊中国Ⅳ型的稻种资源有ARC14529、ARC5833、B6733-MR-2-2-2A、BG379-4、RNR3070、野香优9号、510327、510617、570011、570013、570014、570076、610140;抗稻瘿蚊中国Ⅳ型的稻种资源有ARC10550、ARC10660、ARC18596和560245;中抗稻瘿蚊中国Ⅳ型的稻种资源仅有570003。

表3 抗稻瘿蚊中国Ⅳ型的稻种资源的抗性表现

2.3 广谱抗蚊稻种资源的抗性表现统计

由图1可见：对稻瘿蚊具有广谱抗性的稻种资源以高抗表现的居多,中抗的最少。其中,高抗稻瘿蚊中国Ⅳ型的有13份,占抗源总数的72.00%、鉴定总数的3.53%;抗稻瘿蚊中国Ⅳ型的有4份,占抗源总数的22.00%、鉴定总数的1.09%;中抗稻瘿蚊中国Ⅳ型的有1份,占抗源总数的6.00%、鉴定总数的0.27%。

图1 广谱抗蚊稻种资源的抗性表现统计结果

3 结论与讨论

稻瘿蚊具有生物型分化现象。监测明确稻瘿蚊田间种群的生物型,可以掌握稻瘿蚊生物型的变异动态,为抗蚊育种提供参考。本研究经过3～4年的监测，发现桂南大新县稻瘿蚊的生物型依然是中国Ⅳ型,与韦素美等[3]的研究结果一致;桂西乐业县稻瘿蚊的生物型为中国Ⅱ型,桂东岑溪县稻瘿蚊的生物型为中国Ⅲ型;2019年监测桂南马山县稻瘿蚊的生物型为中国Ⅳ型。目前为止监测的广西稻瘿蚊生物型有3种:中国Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型,比韦素美等[3]的监测结果多了中国Ⅲ型。本研究仅监测了广西桂南、桂西和桂东部分丘陵山区稻瘿蚊的生物型,鉴于近几年广西稻瘿蚊的发生为害有加重的趋势,明确桂南、桂西和桂东其余地区及桂北、桂中丘陵山区稻瘿蚊生物型的变异动态非常有必要,可以为抗蚊品种的选育与利用提供科学依据。

稻瘿蚊以幼虫在生长点为害,世代重叠现象严重,为钻蛀性害虫之一,药剂防治效果不理想,难以掌握用药时期。因此,种植抗蚊品种是防治稻瘿蚊的根本性措施。但是,稻瘿蚊是区域性害虫,不同地区稻瘿蚊对含相同抗蚊基因的品种的致害力不同。本团队多年研究发现抗稻瘿蚊中国Ⅳ型的水稻品种(资源)也抗其余的3个生物型,故应用稻瘿蚊中国Ⅳ型对水稻品种(资源)进行鉴定,可明确其广谱抗性。选育广谱抗蚊品种在稻瘿蚊发生区应用范围更广。本研究发掘出对稻瘿蚊具有广谱抗性的高抗水稻品种(资源)13份、抗稻种资源4份和中抗稻种资源1份,为我国稻瘿蚊广谱抗蚊品种的选育提供了很好的亲本材料。其中,广西品种资源510327、570011、570013、570014和570076对稻瘿蚊的抗性被鉴定为高抗,这与董海等[8]的鉴定结果一致；而57003和560245对稻瘿蚊的抗性分别被鉴定为中抗和抗,这与董海等[8]鉴定为高抗的结果不同;究其原因,当时董海等所使用的抗虫对照W1263(含有抗蚊基因Gm1)对稻瘿蚊表现为抗,采用的稻瘿蚊的生物型可能是中国Ⅲ型,即从20世纪80年代至21世纪初,南宁稻瘿蚊的生物型已从中国Ⅲ型变为致害力更强的中国Ⅳ型。

本研究发掘的高抗稻瘿蚊中国Ⅳ型的野香优9号,是广西绿海种业有限公司育成的三系杂交感光籼稻组合,于2012～2014年在广西桂南、桂中稻作区南部晚季推广种植,表现出高产稳产、米质优、食味好、茎秆粗壮、穗长粒多、综合抗性好等特点[9-10]。因此,野香优9号可在广西稻瘿蚊发生区推广种植。