广西普通野生稻抗白背飞虱鉴定

祝亚 徐安隆 姬莉 贺文爱 李容柏 邱永福

摘要：【目的】从一批广西普通野生稻材料中筛选出新的抗白背飞虱材料，为水稻抗性品种培育和栽培稻遗传改良提供优异的抗性资源。【方法】通过成株期鉴定法对218份普通野生稻进行白背飞虱抗性株的初步筛选，以Ptb33为抗性对照、9311为感性对照；利用苗期集团法对初步筛选到的抗性材料进行抗白背飞虱鉴定，并对部分抗性较好的材料进行重复鉴定，确定试验结果的可靠性。【结果】利用成株期鉴定法从218份普通野生稻材料中初步筛选出60份对白背飞虱具有一定抗性的材料，占总鉴定材料的27.5%。利用苗期集团法从60份普通野生稻材料中鉴定出抗性材料22份，其中高抗材料1份，占鉴定材料数的1.7%，中抗材料21份，占鉴定材料的35.0%；对22份抗性材料中平均抗性水平较高的9份材料的重复鉴定结果与前期鉴定结果一致。【结论】通过对218份广西普通野生稻的抗性筛选，获得22份对白背飞虱具有中抗以上水平的抗性资源，这些抗性材料可应用于水稻抗性品种培育和栽培稻遗传改良。

关键词： 普通野生稻；白背飞虱；抗性鉴定；抗性资源

中图分类号： S433.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）10-1693-05

0 引言

【研究意义】白背飞虱（Sogatella furcifera）作为水稻主要害虫之一几乎遍及我国所有稻区，其通过刺吸水稻汁液和传播病毒危害水稻的正常生長（沈君辉等，2003）。目前使用化学农药仍是对抗白背飞虱的主要防治措施，但长期使用化学农药会导致白背飞虱的抗药性不断增强，使其天敌遭到破坏，并造成地方水土污染。一般认为防治白背飞虱最有效的措施是通过鉴定抗白背飞虱新抗源，再借助分子标记、图位克隆和转基因等技术培育新的抗性品种，这样既保护水稻不受白背飞虱的危害，又避免破坏原有的生态平衡。野生稻作为重要的稻种资源在水稻育种中发挥了重要作用，众多研究表明在野生稻中存在大量可用于栽培稻品种改良的优异基因，特别是一些栽培稻品种稀缺的关键性基因。野生稻中存在很多有利用价值的性状，其中抗病虫类性状最受国内外育种家们重视（吴妙桑和李道远，1995；汤圣祥等，2008）。广西作为我国重要的野生稻自然分布区之一，具有丰富的野生稻抗性资源，而普通野生稻相对于药用野生稻而言，在水稻遗传改良方面有着更广阔的应用前景。因此，挖掘普通野生稻抗性资源，对于水稻品种改良具有重要意义。【前人研究进展】秦学毅等（1993）对广西普通野生稻进行鉴定，结果发现18份对两病（白叶枯病、稻瘟病）三虫（褐稻虱、白背飞虱、稻瘿蚊）兼有抗性（l～5级）的野生稻材料。李容柏和秦学毅（1994）对1236份普通野生稻和197份药用野生稻材料进行了白背飞虱抗性鉴定，结果发现1236份普通野生稻对白背飞虱的抗性全部表现为5～9级；在197份药用野生稻材料中，对白背飞虱免疫的有47份，l 级的有70份，3级的有67份，5级的有13份， 没有7级和9级感虫材料。李西明等（1996）通过对18份国内外抗源品种的严格鉴定筛选，发掘了6份白背飞虱抗源材料，并对其进行了抗性遗传分析。李西明（2003）应用标准苗盘法对经过初筛的对白背飞虱表现一定抗性的312份地方品种和81份改良品种进行了抗白背飞虱鉴定，结果发现，鬼衣谷、 Rathu Heenati（RHT）、农香16等16份资源高抗白背飞虱，便谷等60份材料中抗白背飞虱。程正新（2007）对国际水稻遗传评价试验网的520份水稻品种进行了抗白背飞虱鉴定，筛选出118份抗性资源，其中2份表现为高抗，33份表现为抗，83份表现为中抗。黄凤宽等（2012）采用苗期群体鉴定法对383份水稻种质资源进行了抗性鉴定，发掘出107份抗褐飞虱兼抗白背飞虱的水稻种资源。周宇航等（2015）对4个化感水稻品系和3个非化感水稻品系进行了白背飞虱抗性鉴定，发现化感稻3号、化两优3号和华两优689等3个品系对白背飞虱具有一定的抗性。【本研究切入点】虽然我国学者进行了大量的白背飞虱抗性资源筛选工作，但目前发现的抗白背飞虱材料还很少，且仅有少部分材料可在白背飞虱抗性育种中应用，因此，有必要筛选可以利用的新抗源，拓宽抗源材料的遗传多样性；此外，1994年李容柏和秦学毅对1236份广西普通野生稻进行了抗白背飞虱鉴定，20多年后，这些材料对现在田间白背飞虱群体的抗性尚不明确。【拟解决的关键问题】基于目前广西水稻田间白背飞虱群体，利用成株期鉴定法和苗期集团法对218份广西普通野生稻材料进行白背飞虱抗性鉴定，从中筛选出新的抗白背飞虱材料，以期为水稻抗性品种的培育和栽培稻的遗传改良提供优异的抗性资源。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试普通野生稻种质资源共218份，为李容柏和秦学毅于1994年鉴定为中抗的材料，由广西大学李容柏研究员提供；以9311为感性对照、Ptb33为抗性对照。

试验用白背飞虱虫源从广西大学试验田采集，并在水稻温室的饲养室内用感虫品种TN1饲养，饲养室温度25～28 ℃。试验所用虫源为成虫和2～3龄若虫。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 抗性材料的初步筛选 利用成株期鉴定法初步鉴定218份普通野生稻材料对白背飞虱的抗性水平。具体方法：将预先浸种催芽的供试野生稻材料播种于水稻温室中，每个材料播种15粒左右，待植株生长约15 d后，将幼苗移栽于黑色塑料桶内（直径25 cm，高为15 cm），按每个材料确保3株健康苗为标准，每桶种植5个材料，置于培养箱中恢复生长后（约7 d）进行接虫处理，按每株5头成虫处理42 d。培养箱温度27～29 ℃，相对湿度75%，白天12 h、黑夜12 h，处理结束后统计每个材料的存活植株数。

1. 2. 2 苗期集团法鉴定 经过初步筛选后的野生稻材料鉴定方法参照Qiu等（2010）用于抗褐飞虱鉴定的苗期集团法标准。此法最早由国际水稻研究所（IRRI，1988）建立，适合大批量水稻材料的抗虫鉴定。具体方法：将预先浸种催芽的供试野生稻材料播于长方体托盘（48 cm×35 cm×3 cm）内，每盘播13个品种，其中待测品种11份，抗虫对照（Ptb33）和感虫对照（9311）各1份；待幼苗生长至2叶1心期剔除弱苗和死苗，每行留约20株生长均匀一致的壮苗，然后每株接8～10头2～3龄白背飞虱若虫，当感虫对照品系9311死亡率>90%时，即接虫处理约12 d，根据苗期集团法0～9级的抗性评级标准进行逐株定级（共分为10级），最后计算各品种的平均受害级别。

平均受害级别=∑每个单株的受害级别/总株数

抗性级别：0级，植株生长健康，无叶片受害；1级，1片叶黄；3级，1～2片叶黄，或1片叶枯萎；5级，2～3片叶黄，或2片叶枯萎；7级，3～4片叶枯萎，但植株尚未死亡；9级，整株死亡。

抗性级别评价标准：平均受害级别0～3.9级为高抗（HR），4.0～6.9级为中抗（MR），7.0～9.0级为感虫（S）。

2 结果与分析

2. 1 成株期鉴定结果

成株期鉴定结果（表1）显示，218份材料中3株全部存活的野生稻材料有8份，占全部鉴定材料的3.7%；2株存活的材料有52份，占23.9%；1株存活的材料有67份，占30.7%；3株全部死亡的材料有91份，占41.7%。表明大部分的野生稻材料表现为感虫，需对存活的野生稻材料进行进一步的鉴定验证。

2. 2 苗期集团法鉴定结果

基于成株期鉴定结果，从中选择存活2株和3株的材料共60份，并利用苗期集团法对60份材料进行抗白背飞虱鉴定。结果（表2）表明，在60份普通野生稻材料中表现為高抗（HR）的材料有1份，为05WRBL44，占总数的1.7%，平均抗性级别为3.67；中抗（MR）材料21份，平均抗性级别为4.00～6.87，占总数的35.0%；其余38份（占63.3%）材料表现为高感（S），平均抗性级别为6.97～9.00。

为进一步确认所鉴定的60份材料对白背飞虱的抗性水平，选择表2中平均抗性水平较高的9份野生稻材料进行重复鉴定。结果（表3）表明，05WRBL44对白背飞虱仍表现出高抗水平，平均抗性级别为3.56；其余材料仍表现出中抗水平，平均抗性级别为4.11～6.75，可见本研究中不同批次的苗期集团法鉴定重复性较好，鉴定结果具有可靠性。

3 讨论

在前期研究中，李容柏和秦学毅（1994）对大量的广西普通野生稻进行了抗白背飞虱苗期鉴定，结果表明大部分材料对其表现出感性，剩余部分也仅表现为中抗，20多年后，这些材料对现在田间白背飞虱群体的抗性需要进行重新鉴定。本研究选取前期鉴定（李容柏和秦学毅，1994）中表现为中抗的218份材料进行抗虫鉴定，鉴定结果表明，利用成株期鉴定法鉴定的218份广西普通野生稻材料中有27.5%（60份）的材料对白背飞虱表现出一定的抗性；在苗期集团法鉴定的60份材料中有高抗（HR）材料1份（05WRBL44），占1.7%，抗性值为3.67；中抗（MR）材料21份，占35.0%，平均抗性值为4.00～6.87；感虫材料38，占63.3%，抗性值为6.97～9.00。在此之前，广西农科院植保所稻虫组和广西农科院品资所栽培稻组（1994）也曾通过苗期集团鉴定法对3384份广西栽培稻进行了白背飞虱抗性鉴定，通过初次和重复筛选，获得56份具有抗性水平的品种，占总参试品种数的1.4%。从苗期鉴定法中可看出本次鉴定中感虫材料所占的比例最高，其次为中抗材料，高抗材料所占的比例最低，鉴定结果与李容柏和秦学毅（1994）的研究结果大体一致。后续又对其中抗性水平较高的9份材料进行了重复鉴定，两次鉴定结果基本一致，保证了此次试验结果的可靠性。张建福等（2013）将分子标记辅助选择与传统育种技术相结合，创制了米质好、配合力好且抗白背飞虱的新恢复系材料；程正新等（2014）以101份水稻抗白背飞虱材料为对象，通过分组、聚类分析等方法构建了由这些材料组成的抗白背飞虱核心种质，作为水稻抗白背飞虱育种的抗源亲本；邓飞等（2016）在进行抗性评价时获得了7份抗褐飞虱兼抗白背飞虱的水稻改良品系。上述研究结果均表明利用水稻抗性资源对水稻品种进行定向改造和选育水稻新品种的可行性，而本研究得到的抗性材料也将为今后的水稻育种打下良好基础。

本研究在鉴定过程中也遇到了诸多问题，如利用成株期鉴定法和苗期集团法对试验材料进行白背飞虱抗性鉴定，虽然鉴定方法简单、易行，但在鉴定过程中不能对每个编号进行定性鉴定；另外，白背飞虱虫源的养殖是本次鉴定的关键，由于白背飞虱耐高温能力相对较低，超过33 ℃会导致白背飞虱大量死亡，使鉴定过程无法进行，因此饲养白背飞虱时室内温度一般要控制在25～28 ℃，才能保证鉴定试验的顺利进行。而对于同种水稻材料对白背飞虱的抗性变化，可能与白背飞虱在长时间的生存进化中其生物型的改变有关，关于这方面的原因还需要结合白背飞虱的生物型与抗性材料的相互作用作进一步研究。

野生稻是我国重要的稻种资源，其所蕴含的丰富抗病虫害资源能为我国水稻品种的遗传改良提供优异的抗性基因，尤其是针对我国白背飞虱重灾区而言，抗性品种的培育已成为解决这一问题的关键，但在野生稻材料的利用方面仍困难重重，将是今后在抗性资源利用上需要重点解决的问题。

4 结论

本研究对218份广西普通野生稻材料进行了白背飞虱抗性鉴定，发现22份对白背飞虱具有中抗以上水平的野生稻材料，其中高抗材料1份、中抗材料21份，这些抗源材料可应用于水稻抗性品种培育和栽培稻遗传改良。

参考文献：

程正新. 2007. 水稻抗白背飞虱种质资源的发掘、抗性机制及核心种质的建立[D]. 南宁： 广西大学.

Cheng Z X. 2007. Identification，resistance mechanisms and core collection of resistant rice germplasms against whitebacked planthopper[D]. Nanning： Guangxi University.

程正新， 黄所生， 黄凤宽， 吴碧球， 韦素美. 2014. 水稻品种资源抗白背飞虱核心种质的研究[J]. 中国农学通报， 30（4）：288-292.

Cheng Z X， Huang S S， Huang F K， Wu B Q， Wei S M. 2014. Studies on core collection of rice germplasms for resistance to white-backed planthopper[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 30（4）：288-292.

邓飞， 倪深， 陈红旗， 王跃星， 胡国文， 王孔俭， 李素佳， 朱旭东. 2016. 水稻改良品系对褐飞虱和白背飞虱的抗性评价[J]. 中国农学通报， 32（3）：16-21.

Deng F， Ni S， Chen H Q， Wang Y X， Hu G W， Wang K J， Li S J， Zhu X D. 2016. Resistance evaluation of rice improved lines to brown planthopper and white-backed planthopper[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 32（3）： 16-21.

广西农科院植保所稻虫组，广西农科院品资所栽培稻组. 1994. 广西栽培稻品种资源对褐稻虱和白背飞虱的抗性鉴定[J]. 广西农业科学，（3）： 129-131.

Rice Insect Group， Institute of plant protection， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Rice Cultivation Group， Institute of Crop Germplasm Resources， Guangxi Academy of Agricultural Sciences Institute.1994. Identification of resistance of cultivated rice varieties to brown planthopper and white-backed planthopper in Guangxi[J]. Guangxi Agricultural Sciences，（3）：129-131.

黄凤宽，黄所生，吴碧球，韦素美. 2012. 抗褐飞虱兼抗白背飞虱水稻种质资源发掘[J]. 植物保护， 38（4）：152-155.

Huang F K， Huang S S， Wu B Q， Wei S M. 2012. Screening of rice germplasms resistant to brown planthopper （BPH） and white-backed planthopper（WBPH）[J]. Plant Protection， 38（4）：152-155.

李西明. 2003. 水稻白背飞虱新抗源的发掘、遗传研究和新抗性基因分子定位[D]. 南京： 南京农业大学.

Li X M. 2003. Screening， genetic analysis and gene mapping of new resisatant gene in rice towhitebacked planthopper， Sogatella furcifera[D]. Nanjing： Nanjing Agricultural University.

李西明， 刘光杰， 马良勇， 胡国文， 闵绍楷， 马巨法. 1996. 水稻抗白背飞虱的资源发掘及其抗性遗传分析[J]. 中国水稻科学，10（3）：173-176.

Li X M， Liu G J， Ma L Y， Hu G W， Min S K， Ma J F. 1996. Screening of white-backed planthooper-resistant rice resources and their genetic analysis[J]. Chinese Journal of Rice Science，10（3）：173-176.

李容柏，秦学毅. 1994. 广西野生稻抗病虫性鉴定研究的主要进展[J]. 广西科学， 1（1）：83-85.

Li R B， Qin X Y.1994. The main findings of resistant identification of Guangxi wild rice to diseases and pests[J]. Guangxi Sciences，1（1）：83-85.

秦学毅，李容柏，林登豪， 陈碧林，胡皓.1993. 广西野生稻资源的保存、鉴定与利用[J]. 广西农业科学，（3）：100-103.

Qin X Y， Li R B， Lin D H， Chen B L， Hu H. 1993. Preservation， identification and utilization of wild rice germplasm resources in Guangxi[J]. Guangxi Agricultural Sciences， （3）： 100-103.

沈君辉，尚金梅，刘光杰. 2003. 中國的白背飞虱研究概况[J].中国水稻科学，17（S1）：7-22.

Shen J H， Shang J M， Liu G J. 2003. Management of the whitebacked planthopper， Sogatella furcifera in China： A mini-review[J]. Chinese Journal of Rice Science，17（S1）：7-22.

汤圣祥， 魏兴华，徐群. 2008. 国外对野生稻资源的评价和利用进展[J]. 植物遗传资源学报，9（2）：223-229.

Tang S X， Wei X H， Xu Q. 2008. Progress of evaluation and utilization of wild rice resources abroad[J]. Journal of Plant Genetic Resources，9（2）：223-229.

吴妙桑，李道远. 1995. 对野生稻遗传资源利用的展望[J]. 作物品种资源，（4）：1-4.

Wu M S，Li D Y. 1995. Prospects for utilization of wild rice genetic resources[J]. Crop Germplasm Resources，（4）： 1-4.

张建福， 曾大力， 朱永生， 谢鸿光， 蔡秋华， 连玲， 吴方喜， 罗曦， 王颖姮， 郑轶， 谢华安. 2013. 分子标记辅助选择创制抗白背飞虱水稻恢复系[J]. 中国水稻科学， 27（3）：329-334.

Zhang J F， Zeng D L， Zhu Y S， Xie H G， Cai Q H， Lian L， Wu F X， Luo X， Wang Y H， Zheng Y， Xie H A. 2013. Breeding of rice restore lines with white-backed planthopper resistance by marker-assisted selection[J]. Chinese Journal of Rice Science，27（3）：329-334.

周宇航， 陈杰华， 陈雄辉， 张茂新. 2015.化感水稻品种对白背飞虱的抗性评价[J]. 广东农业科学，42（9）：6-10.

Zhou Y H， Chen J H， Chen X H， Zhang M X. 2015. Evaluation on resistance of allelopathic rice to white-backed planthopper（Sogatella furcufera Horváth）[J]. Guangdong Agricultural Sciences，42（9）：6-10.

IRRI. 1988. Standard evaluation system for rice[M]. Manila：International Rice Research Institute：29.

Qiu Y F，Guo J P，Jing S L，Zhu，L L，He G C. 2010. High-resolution mapping of the brown planthopper resistance gene Bph6 n rice and characterizing its resistance in the 9311 and Nipponbare near isogenic backgrounds[J]. Theoretical and Applied Genetics， 121（8）： 1601-1611.

（責任编辑 麻小燕）