沿黄稻区介体灰飞虱有效接种虫量与水稻病毒病发生关系研究

冯超红，刘文文，杨琳琳，王光华，任应党

(1.河南省农业科学院 植物保护研究所/河南省农作物病虫害防治重点实验室/农业部华北南部有害生物综合防治重点实验室，河南 郑州 450002； 2.中国农业科学院 植物保护研究所，北京 100081)

水稻条纹叶枯病(Rice stripe disease，RSD)和黑条矮缩病(Rice black-streaked dwarf disease，RBSDD)是水稻生产中的主要病毒病，分别由水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)和水稻黑条矮缩病毒(Rice black streaked dwarf virus,RBSDV)引起，在我国至少20个省、市发生或流行，受害严重田块减产超过50%，有的甚至绝收，严重威胁着我国水稻的安全生产。RSV属于单链RNA病毒纤细病毒属(Tenuiviruses)，可经灰飞虱的卵传毒[1-2]；RBSDV为呼肠孤病毒科(Reoviridae)斐济病毒属(Fijivirus)，是双链RNA病毒，灰飞虱获RBSDV后终生带毒却不能经卵传给后代[3-5]。这2种病毒均可以在灰飞虱体内复制并由灰飞虱传播给水稻或其他禾本科植物。

水稻的这2种病毒在同一稻区通常呈此起彼伏的流行规律。卢百关等[6]调查发现，2001—2005年水稻条纹叶枯病在连云港市发病较严重。而随着抗条纹叶枯病水稻品种的大面积种植，2005年后水稻条纹叶枯病的发生大幅下降，而2005—2009年水稻黑条矮缩病发病率逐年上升，该现象与抗条纹叶枯病但不抗黑条矮缩病品种的推广种植有一定关系。河南省沿黄稻区在1995—2010年水稻条纹叶枯病多次暴发流行[7-8]，而随着抗条品种的推广种植，条纹叶枯病的发生呈下降趋势，但是水稻黑条矮缩病来势迅猛，开封2012年发生面积不足6.67 hm2，而2013年和2014年发生面积均超过2 666.67 hm2，发生面积呈逐年增加态势，严重影响着当地的水稻生产。鉴于此，对2014—2018年开封市杜良镇灰飞虱群体动态规律和不同水稻品种病毒病的发病情况进行研究，以揭示开封市杜良镇水稻病毒病暴发流行的原因，为水稻条纹叶枯病和黑条矮缩病的综合防控提供理论基础。

1 材料和方法

1.1 灰飞虱发生高峰期虫量调查

在灰飞虱发生高峰期(5月中旬—6月初)，选取示范区外撒播麦田，用捕虫网(网口直径33.3 cm，网眼大小0.147 mm，网深750 mm，柄长1.2 m)作为调查工具，定期扫网一次，采用对角线5点取样，每点扫10网次(振幅为1 m)。将各点采集的虫子分别装入孔径为0.25 mm的小尼龙网袋内，带回室内计数。

1.2 灰飞虱带毒率检测

随机挑取田间采回的灰飞虱100头，参考王贵珍等[9]的斑点酶联免疫吸附法(Dot-Elisa)检测灰飞虱的带毒率(PVS)。

1.3 田间有效接种虫量统计

在成虫高峰期调查灰飞虱发生量，折合为每公顷虫量，同时通过检测PVS，按公式(1)计算每公顷有效接种虫量(FVS，万头/hm2)，计算结果精确到小数点后2位。在水稻黑条矮缩病抗性鉴定试验中，若进行田间自然诱发鉴定，按照《水稻品种试验 水稻黑条矮缩病抗性鉴定与评价技术规程》(NY/T 2955—2016)要求，当FVS值处于150万～600万头/hm2时，方可认为试验有效。

FVS=n×PVS

(1)

式中，FVS为田间有效接种虫量；n为每公顷灰飞虱总虫量；PVS为灰飞虱带毒率。

1.4 不同水稻品种条纹叶枯病和黑条矮缩病的发病率调查和对RBSDV的抗病性评价

试验水稻秧田和本田均设在河南省开封市祥符区杜良镇小岗村，该地临近公路，交通便利，田间道路宽，沟渠等基础设施齐全，农户管理水平较好。秧田鉴定圃田块为长方形，两面与麦田紧邻，地势平坦，肥力均匀，排灌方便。每年选取黄淮稻区生产上的主栽水稻品种若干，每个品种秧田小区面积1 m×2 m=2 m2，小区间预留30 cm间距，不设重复。各参试品种于5月中旬播种。除用25%咪鲜胺乳油2 000倍液浸种外，秧田期不使用任何农药，其他管理照常规进行。秧苗在自然条件下感虫获毒。于6月中旬移栽，小区面积5 m×4 m=20 m2，小区间及试验与保护行间留40 cm宽操作道，以便于试验调查和农事操作。各参试水稻品种均单本移栽，即每穴只插1株秧苗。行距25 cm，株距13 cm；鉴定圃四周栽种4行淮稻5号作为保护行。整个本田期不使用任何药剂，浇水、施肥、除草等栽培管理按当地大田生产习惯进行。

根据水稻黑条矮缩病发病率评价品种的田间抗性水平，分级标准参照NY/T 2955—2016。当水稻品种抗性在不同地区、不同年度或批次鉴定结果表现不一致时，以最差抗性表现为准。

田间鉴定根据发病率进行抗性评价，各级别评定标准为，0级：发病率为0，免疫(I)；1级：发病率为0.1%～5%，抗病(R)；3级：发病率为5.1%～15%，中抗(MR)；5级：发病率为15.1%～30%，中感(MS)；7级：发病率为30.1%～50%，感病(S)；9级：发病率大于50.1%，高感(HS)。

2 结果与分析

2.1 2014—2018年麦田灰飞虱虫量、带毒率和有效接种虫量

每年5月中旬—6月上旬是灰飞虱全年虫量最大的时期。田间调查结果(表1)发现，不同年份间高峰期虫量差异较大。其中，2016年最高，达3 290.64万头/hm2。其次是2017年和2014年，灰飞虱虫量平均分别为1 459.73万头/hm2和1 498.75万头/hm2。2015年灰飞虱虫量平均为1 096.55万头/hm2，而2018年高峰期虫量最低，平均为327.16万头/hm2。

表1 2014—2018年灰飞虱发生高峰期虫量、带毒率和病毒有效接种虫量

2014—2018年，开封市杜良镇麦田灰飞虱携带RBSDV的带毒率普遍比较高，且明显高于RSV的带毒率，因而RBSDV的有效接种虫量均明显高于RSV，该结果与2014—2018年水稻黑条矮缩病发生普遍而水稻条纹叶枯病发病很轻的现象一致。2014年、2016年RBSDV的有效接种虫量分别为194.84万、171.11万头/hm2，达到了RBSDV病毒品种抗性鉴定试验所要求的有效接种虫量范围(150万～600万头/hm2)，因此在2014年和2016年进行的RBSDV品种抗性鉴定试验结果有效，而2015年和2017年RBSDV有效接种虫量虽低于150万头/hm2，但其品种抗性水平仍然可供参考，2018年RBSDV有效接种虫量最低，仅有25.23万头/hm2，该结果与当年水稻黑条矮缩病发病率最轻的现象一致。

2.2 不同水稻品种病毒病的田间发病率

2014—2018年，水稻黑条矮缩病在各个品种中均普遍发生，不同品种发病率各有差异，但水稻条纹叶枯病仅在少数品种上有零星发生，如黄金晴、豫粳6号、镇稻88、宁粳4号、新科稻31和新丰6号等品种，发病率均在3%以内。由于2014—2018年大田灰飞虱RSV的带毒率均明显低于RBSDV，结合灰飞虱高峰期虫量数据，统计得到的RSV有效接种虫量均达不到抗性鉴定试验有效的范围，从而在一定程度上解释了开封杜良镇水稻条纹叶枯病发病轻的原因。

对于水稻黑条矮缩病(表2)，2014年和2016年发病最严重，其次是2015年和2017年，2018年发病最轻。由于2018年统计的有效接种虫量最低，仅有25.23万头/hm2，远远达不到RBSDV病毒品种抗性鉴定试验所要求的有效接种虫量范围(150万～600万头/hm2)，同时各个品种发病率均很低，因此未做抗病等级评价。淮稻5号的发病率在2014年和2016年分别高达50.6%和70.8%，均表现为高感，2015和2017年分别为22.5%和15.7%，均表现为中感，2018年仅为11.0%。苏秀298在2016年的发病率达85.9%，表现为高感，2017年发病率为15.4%，表现为中感，2018年发病率为9.9%。镇稻88在2014年发病率为30.6%，表现为感病，2016年发病率高达29.3%，表现为中感，2015年为13.7%，表现为中抗，2017年为4.8%，表现为抗病，而在2018年为5.0%。徐稻3号在2016年发病率高达45.1%，表现为感病，在2015年和2017年分别为10.8%和9.7%，均表现为中抗，在2018年发病率仅为1.4%。2014年抗性表现最好的水稻品种是宁粳4号，为中感，其余品种为感病或高感；2016年绝大多数品种表现为感病或高感，只有镇稻88表现为中感；2015年供试水稻品种均为中感或中抗；2017年绝大多数品种表现为中感或中抗，仅有镇稻88表现为抗病。可见，2014—2018年对水稻黑条矮缩病抗性表现较好的有镇稻88和宁粳4号，而徐稻3号和宁粳4号在2015年和2017年均表现为中抗，5 a中抗性均相对较差的有镇稻99、淮稻5号、苏秀298和鑫稻538。

表2 2014—2018年不同水稻品种黑条矮缩病的发病率

2.3 灰飞虱携带RBSDV有效接种虫量与水稻黑条矮缩病发生的变化趋势分析

由图1可知，与2014年相比，2015年灰飞虱携带RBSDV的有效接种虫量有所下降，2016年升高，之后逐年降低。黄金晴、镇稻99等6个水稻品种黑条矮缩病的发病率在2014年和2016年较严重，其次是2015年和2017年，2018年发病最轻。结果表明，6个水稻品种的发病率与有效接种虫量随年份变化的趋势基本一致，可见，由灰飞虱高峰期虫量和带毒率所决定的有效接种虫量是影响水稻黑条矮缩病发生的重要因素。

图1 2014—2018年灰飞虱携带RBSDV有效接种虫量与6个水稻品种RBSDD的发病率Fig.1 Effective inoculation quantities of SBPH carrying RBSDV and disease rates of six rice cultivars for RBSDD during 2014—2018

3 结论与讨论

本研究分析了2014—2018年5 a间开封市杜良镇水稻病毒病(黑条矮缩病)的发生情况与当年有效接种虫量之间的关系，有效接种虫量大则发病重，反之则轻。有效接种虫量由高峰期虫量和带毒率得出。田间灰飞虱高峰期虫量取样具有一定的随机性，由此检出的带毒率和统计的有效接种虫量也具有一定的随机性，但仍在一定程度上反映当年水稻病毒病暴发的严重程度，二者呈正相关[10-13]。因此，由灰飞虱高峰期虫量和带毒率所决定的有效接种虫量可以作为一个关键指标用于水稻病毒病的预测预报。

关于田间水稻黑条矮缩病和条纹叶枯病抗性鉴定的报道很多[11,14-18]，但不同研究甚至同一研究中相同品种的抗性鉴定结果不一致。王宝祥等[15]研究发现，镇稻88和扬粳9538水稻黑条矮缩病的发病率比较接近，即两者的抗性可能是在同等水平，而李爱宏等[14]鉴定扬粳9538为高感，镇稻88为中抗，二者的抗性水平相差较大。周彤[16]分别在2010年和2011年开展了水稻黑条矮缩病抗性品种的筛选鉴定试验，发现各鉴定圃感病对照品种淮稻5号的发病率与有效接种虫量并不呈一致关系，且不同年份、不同地区淮稻5号的发病率差异较大(36.5%～93.07%)，分析原因可能是由于带毒率调查的不准确性和带RBSDV灰飞虱在田间分布的不均匀性，不同年份和不同地区的天气环境因素不一致等。本试验研究也得到了类似的结果，不同水稻品种在不同年份的发病率差异较大，如淮稻5号在2015年和2017年对水稻黑条矮缩病表现为中感，在2014年和2016年均表现为高感；镇稻88在2014年表现为感病，2015年表现为中抗，2016年为中感，2017年为抗性；徐稻3号通常作为抗性对照品种，但是在本试验中2016年却表现为感病。

由上可知，同一品种在不同年份、不同地区、不同试验条件下表现出的抗感会有较明显的差异，这可能与不同年份害虫发生轻重不同以及灰飞虱取食传毒的随机性等因素有关。根据《水稻品种试验 水稻黑条矮缩病抗性鉴定与评价技术规程》中有效接种虫量为150万～600万头/hm2的要求，2014年和2016年进行的RBSDV品种抗性鉴定试验结果有效，而2015年和2017年RBSDV有效接种虫量虽低于150万头/hm2，但根据不同品种的发病情况来看，品种抗性水平仍然可供参考。因此，现有的抗性评价标准也许并不能完全体现品种的真实抗性水平，需要进一步优化和建立完善的水稻黑条矮缩病抗性评价体系。