不同水稻品种对负泥虫的抗性鉴定及其对产量的影响

2016-10-19金永玲王丽艳朱莹

湖北农业科学 2016年6期

金永玲　王丽艳　朱莹

摘要：以寒地稻田优势害虫水稻负泥虫（Oulema oryzae）为研究对象，选取黑龙江省主栽水稻品种结合田间调查和室内嗅觉选择等方法进行抗虫性试验。结果表明，供试的6个水稻品种中抗虫品种为绥粳4号，感虫品种为垦鉴5号、稻花香2号，中感品种为05345，中抗品种为丰园2号、空育131。种植抗虫水稻品种，可以实现对水稻负泥虫可持续控制。

关键词：水稻；抗虫品种；感虫品种；水稻负泥虫（Oulema oryzae）；抗虫性

中图分类号：S433.5 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）06-1455-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.06.023

在植物和植食性昆虫长期的进化过程中，二者形成了一系列的防御与反防御策略[1]。植物对为害它的昆虫防御的表现早在两个世纪前就有学者研究报道[2]，Painter[3]提出植物抗虫性的三机制是抗生性、耐害性和驱避性。从防御来源将抗虫性分为先天存在的组成抗性，以及被进食者为害后表现出的诱导抗性[4]。近十年来，组成抗性和诱导抗性是研究植物与植食性昆虫相互关系的焦点[2]。作物抗虫性是指作物品种能阻止害虫侵害、生长、发育和为害的能力，是作物与害虫在长期协同进化过程中形成的具有抵御害虫侵袭及危害的一种特性。20世纪初，人们首次利用植物的抗性来防治虫害[2]。虫害是造成作物减产、品质下降的重要因素之一，中国每年因虫害造成水稻减产10%，玉米减产10%～15%[5]。由于不同的作物品种对害虫的抵御能力不同，促使人们寻求新的作物抗虫品种来满足农业生产的需要[6，7]。抗虫品种对害虫的影响很大，可以将害虫种群数量控制在允许水平以下，以减少农药的使用量，减少环境污染，保持生态平衡，确保农作物优质高产。目前，在农作物抗虫性及抗虫育种方面已经取得了很多成就[8-10]，尤其在水稻抗虫性方面。前人进行了关于水稻对稻螟、稻飞虱、稻纵卷叶螟等主要害虫的抗虫性研究，通過抗性鉴定，明确了抗虫品种的抗性机制和抗性遗传，并进行抗性育种，选育出了大量抗虫品种，部分抗虫品种已在生产上推广应用。抗虫品种将成为水稻害虫可持续治理的基石，其潜藏着巨大的经济效益、社会效益和环境效益[11]。

水稻负泥虫（Oulema oryzae Kuwayama）是北方水稻田主要害虫之一，幼虫和成虫均取食水稻，形成白色条斑，严重时整个叶片发白，甚至全株死亡，致使稻谷减产，一般可造成减产5%～10%，严重时减产20%[12]。目前对水稻负泥虫的防治主要依靠化学农药，但化学农药在杀死害虫的同时也杀伤其天敌，破坏作物田生态环境的平衡稳定[13]。因此通过选育和种植抗虫品种已经成为减少化学农药使用量的主要手段之一。但是关于水稻负泥虫抗虫性的研究报道较少。本研究的目的是通过对黑龙江常见水稻品种的抗虫试验，筛选出对水稻负泥虫抗性强的优质、高产、稳产的品种，并在农业生产中推广，以减轻虫害损失，提高水稻生产的经济效益，同时也可为抗虫品种的选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

本试验于2014年4～10月在黑龙江省大庆市王家围子水稻试验田进行，4月26日育苗，5月20日移栽。

1.2 供试水稻品种

供试水稻品种为大面积栽培的丰园2号、05345、绥粳4号、垦鉴5号、空育131和稻花香2号。

1.3 田间小区试验

试验设36个小区，每个小区面积为20 m2，6个水稻品种随机排列，每个品种重复3次；每个品种设1个对照，每个对照重复3次。

从6月30日开始，在小区内采用对角线5点取样，每点选择水稻植株4丛，一共20丛，调查不同品种的抗虫情况，同时计算水稻负泥虫在水稻不同品种上的为害指数。每5 d调查1次，连续调查3次。

水稻收获后，对各个小区进行测产，分析水稻负泥虫危害与产量损失的关系。对照区应用化学杀虫剂敌百虫控制水稻负泥虫的危害。

分级标准为：0级，无虫或无白条纹；1级，1～2头虫或1～2白条纹；3级，3～6头虫或3～6白条纹；5级，7～14头虫或7～14白条纹；7级，15～20头虫或15～20白条纹；9级，21头虫以上或21条以上白条纹。抗性级别依据GB/T17980-2000分为：抗虫（R），为害指数小于10；中抗（MR），10≤为害指数≤25；中感（MS），26≤为害指数≤40；感虫（S），为害指数大于40。

1.4 室内试验

1.4.1 水稻负泥虫成虫的取食性选择利用四壁嗅觉仪进行取食性选择测试。取不同水稻品种分蘖期新鲜叶片，剪碎放入嗅觉仪的味源瓶中，以空白味源瓶为对照。然后放入20头饥饿24 h的水稻负泥虫成虫（同期羽化）。将6个供试水稻品种和空白对照随机分成20组，每组重复5次。经过12 h后，观察嗅觉仪不同区域内的水稻负泥虫数量，同时计算选择系数[14，15]，中间混合区域内的水稻负泥虫不计算在内。

1.4.2 水稻负泥虫幼虫的取食量测定取6个不同水稻品种的幼苗，将根部用浸湿的脱脂棉包缠保湿，放入直径12 cm培养皿中。选取5头水稻负泥虫3龄幼虫，饥饿4 h后接入培养皿中，每个水稻品种重复5次，置于人工气候箱培养。24 h后取出，应用方格纸法测量培养皿中稻叶的被食面积，同时计算叶面积损失率[16]。

1.4.3 不同水稻品种对水稻负泥虫生长发育的影响

1）不同水稻品种对水稻负泥虫发育历期的影响。选择同期水稻负泥虫卵3块，分别放入不同的罐头瓶中，瓶口用纱布封好，放在人工气候箱培养，温度控制在24 ℃，待孵出幼虫后分放入培养皿中，用6个不同品种的水稻幼苗叶片进行饲养，根据叶片新鲜度及被食情况，随时更换新鲜叶片，直至化蛹为止。然后统计水稻负泥虫由卵期到蛹期的整个发育历期。

2）不同水稻品种对水稻负泥虫体重的影响。选择3龄期水稻负泥虫幼虫100头称重，计算虫体平均重量，分别用6个不同水稻品种幼苗饲养，并随时观察水稻负泥虫的死亡情况。根据幼苗的被害情况，随时更换新鲜稻苗和取出死亡的幼虫。7 d后将剩余的活虫进行称重，计算虫体平均重量，与饲养前平均体重相比，求出水稻负泥虫平均体重增加量，参考徐春晓[16]以幼虫体重变化情况作为不同品种的抗性参考指标之一。

1.5 数据计算与分析

为害指数=■×100%

选择系数=■×100%

产量损失率=■×100%[10]

叶面损失率=■×100%

平均体重增加量（mg/头）=■-■

利用SPSS13.0软件进行统计和分析，用Duncan氏新复极差法检验数据，比较其显著性。

2 结果与分析

2.1 不同水稻品种对水稻负泥虫的抗性鉴定

根据水稻对负泥虫抗性鉴定分级标准和表1调查结果可以看出，垦鉴5号和稻花香2号为害指数大于40，且二者差异不显著，属于感虫品种；绥粳4号为害指数小于10，属于抗虫品种；丰园2号和空育131为害指数在10～25之间，属于中抗品种； 05345为害指数为26.54，与两个感虫品种相比差异显著，属于中感品种。

产量测定结果见表2。由表2可知，与抗性划分标准结果较一致，垦鉴5号和稻花香2号感虫品种的产量损失最重，分别达24.16%和21.82%；绥粳4号抗虫品种的虫害发生数量少，损失最轻，产量损失率为10.74%；其余3个品种的产量损失率在15.98%～20.19%之间。

2.2 水稻负泥虫成虫取食水稻的选择性和幼虫取食的损失率

由表3可以看出，水稻负泥虫对6个不同水稻品种的选择性存在差异，由弱到强顺序为丰园2号、绥粳4号、空育131、05345、稻花香2号、垦鉴5号。其中丰园2号、绥粳4号和空育131品种间的选择性差异不显著，选择系数在9.78%～11.74%范围内，与其他品种差异显著；对垦鉴5号的选择系数最高，为17.56%，与稻花香2号差异不显著，但是与其他品种均差异显著。

水稻负泥虫幼虫取食不同水稻品种叶片后，其叶面和损失率存在差异，损失率最低的是绥梗4号，为16.01%，损失率最高的是垦鉴5号，达33.99%，叶面积损失率由小到大分别为绥粳4号、丰园2号、空育131、05345、稻花香2号、垦鉴5号。其中绥梗4号与丰园2号叶面积损失率差异不显著，其余不同水稻品种的叶面积损失率差异均显著。选择系数与叶面积损失率呈正相关，即选择系数高，叶面积损失率高，选择系数低，则叶面积损失率也低。说明不同水稻品种对水稻负泥虫成虫和幼虫的抗性趋势比较一致。

2.3 不同水稻品种对水稻负泥虫生长发育的影响

由表4可以看出，不同水稻品种饲养条件下，水稻负泥虫从卵期到蛹期的发育历期差异不显著，发育历期均在18.00～18.26 d之间。水稻负泥虫3龄幼虫体重增加量的变化则存在差异，体重增加量最高的是稻花香2號，每头增加0.40 mg，体重增加量最小的是绥梗4号，每头增加0.23 mg。体重增加量由大到小排列分别为稻花香2号、垦鉴5号、空育131、05345、丰园2号、绥粳4号。其中垦鉴5号与稻花香2号之间、05345与空育131之间、丰园2号与绥粳4号之间体重增加量差异不显著。

3 小结与讨论

水稻是世界上主要的粮食作物之一。中国的水稻产量占全国粮食总产量的44%。同时，水稻也是虫害最多的粮食作物，在中国危害的昆虫种类超过624种。其中水稻螟虫、稻飞虱和稻纵卷叶螟对水稻的高产稳产威胁最大[10]。水稻抗虫性的研究主要集中在这几种主要害虫上。陈建明等[17]利用耐虫性指数、抗生性指数和F1代种群繁殖率来评价10个水稻品种对褐飞虱的耐虫特性，并筛选出耐虫品种和感虫品种。肖汉祥等[18]采用苗期抗性鉴定、分蘖期蜜分泌量测定和田间褐飞虱种群动态调查的方法评价不同水稻品种对褐飞虱的抗虫性，筛选出玉香油占和中9优1462对褐飞虱有一定的抗性。商科科等[19]利用苗期抗性鉴定、田间抗虫性鉴定、稻田节肢动物功能团优势度比较及产量测定的方法来评价16个水稻品种（系）对褐飞虱的抗性，筛选出12个抗性品种。丁识伯等[20]研究褐飞虱在9个不同水稻品种上的产卵量、孵化率、成虫寿命、卵发育历期、若虫发育历期、成虫发育历期等方面均存在显著差异，确定丰两优916、丰糯801和珍珠糯抗虫性强。陈建酉等[21]对1 000多份水稻品种材料进行抗虫性的自然鉴定，筛选出2份抗稻纵卷叶螟的材料，通过杂交、回交等手段，选育出了抗稻纵卷叶螟的中间材料，为选育抗稻纵卷叶螟水稻品种提供种质材料和研究参考。王亓翔等[22]应用扫描电镜和生化测定研究了5个常用水稻栽培品种，筛选出抗虫品种和感虫品种。张晓辉等[23]总结出水稻对稻纵卷叶螟的抗性可分为两个层次，即物理和生化抗性，在对害虫的影响方面又有抗取食为害（卷叶）和抗生性为害（害虫生长和生殖）。

在黑龙江稻田节肢动物植食性类群中，为害较重且发生普遍的优势种害虫主要是水稻负泥虫和水稻潜叶蝇，常年造成水稻减产20%以上。在水稻生长前期，稻负泥虫在害虫中的相对丰盛度平均为65.92%，最高可达69.81%[12]。在黑龙江水稻负泥虫对水稻的危害最严重。在害虫的综合防治体系中，利用抗虫品种可以长期稳定的控制害虫的危害，从而减少或避免化学农药的使用[9]。本研究利用水稻负泥虫自然虫源的田间危害情况和室内离体接虫评估不同水稻品种的抗虫性。水稻负泥虫成虫的选择取食性、幼虫取食水稻叶面积损失率等指标能反映不同水稻品种的抗感差异，从而鉴定筛选出抗感品种。供试的6个水稻品种中，丰园2号和空育131为中抗品种，绥粳4号为抗虫品种。但是室内离体接虫的抗性不等于田间的抗性，并且随着植物的发育阶段、生长周期、以及环境条件的改变抗虫物质的积累也会产生变化，害虫的取食习性和适应性也会随着栖息地的食物来源而调整，因此，这些资源的实际抗虫效果仍需田间全生育期的抗虫鉴定和评价。

选择黑龙江省主栽水稻品种，评价其对水稻负泥虫的抗性。利用室内嗅觉测定法、选择系数法、取食量测定、体重增加量、生育期测定等方法再结合田间调查和测产分析，初步确定供试的6个水稻品种中抗虫品种为绥粳4号，感虫品种为垦鉴5号、稻花香2号，中感品种为05345，中抗品种为丰园2号、空育131。在生产中，建议推广抗虫品种，以减少农药使用量，实现黑龙江稻米的绿色生产。

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