盘锦地区3个主栽品种灰飞虱田间种群动态

为探明盘锦地区近年水稻主栽品种上灰飞虱种群动态特征,连续2 a对盘锦3个水稻品种上灰飞虱发生情况进行调查,结果表明,2022年各品种灰飞虱发生总量显著高于2023年,各品种间灰飞虱总量没有显著差异;不同品种上灰飞虱田间种群动态趋势大体一致,但2023年9月灰飞虱种群数量低于2022年同时期。

灰飞虱冠蛋白的基因克隆与表达分析

灰飞虱Laodelphax striatellus冠蛋白属于WD40重复超家族成员,主要通过结合肌动蛋白调控细胞骨架的动态聚合与解聚。本研究通过RT-PCR克隆并获得了灰飞虱3个冠蛋白coronin 1A、coronin 2B和coronin 7的基因CDS区。系统进化树分析显示,这3个冠蛋白分别属于3个分支,且与褐飞虱Nilaparvata lugens的3个冠蛋白同源性最高,氨基酸序列相似性分别为99.2%、88.2%和82.5%。荧光定量PCR检测结果显示,coronin 1A在成虫中的转录水平显著高于2龄、4龄若虫,coronin 2B在雄虫中的转录水平显著高于2龄、4龄若虫和雌虫,coronin 7在雌虫中的转录水平显著高于2龄、4龄若虫和雄虫。而3个冠蛋白基因在唾液腺中的转录水平都显著高于肠道。灰飞虱携带水稻条纹病毒(rice stripe tenuivirus,RSV)后体内3个冠蛋白基因的转录水平显著高于对照,说明冠蛋白可能在灰飞虱传播RSV过程中发挥一定作用,研究结果为深入探究冠蛋白的功能奠定了基础。

灰飞虱和白背飞虱雌雄成虫对杀虫剂敏感性的差异研究

采用稻苗浸渍法分别测定了6种常用杀虫剂对灰飞虱Laodelphax striatellus和白背飞虱Sogatella furcifera雌雄成虫的生物活性,以期明确这2种稻飞虱对杀虫剂敏感性的性别差异。结果显示,烯啶虫胺对灰飞虱和白背飞虱雌成虫的LC_(50)分别是其雄成虫的2.88倍和3.09倍,说明雄成虫对烯啶虫胺的敏感性均高于雌成虫。三氟苯嘧啶对灰飞虱雌成虫的LC_(50)是其雄成虫的1.79倍。2种飞虱雌雄成虫对其他几种药剂的敏感性无显著差异。2种飞虱的雌成虫体型均大于雄成虫,灰飞虱和白背飞虱雌成虫体重分别是雄虫的1.88倍和1.85倍。综上,灰飞虱和白背飞虱成虫对烯啶虫胺和三氟苯嘧啶的敏感性存在性别差异,但个体大小差异并不是雌雄虫对杀虫剂敏感性不同的唯一原因。

麦田一代灰飞虱(Laodelphax striatellus Falln)若虫的时空分布

灰飞虱(Laodelphax striatellus Falln)近年来严重危害水稻并传播病毒病,麦田是其越冬并虫量扩增后向稻田迁移的重要场所,麦田一代灰飞虱也是防治的重点对象之一。利用半方差函数模型分析了麦田一代灰飞虱若虫在时间序列上的空间结构,得出了空间自相关的各项属性与虫口密度或环境因素的关系:长、短变程与密度无关,保持相对稳定;块金常数与密度成正相关(比例效应的存在),随机性强度与密度成三次多项式曲线相关;各向异性主要由于麦田行株距的差别所决定。并用一般克立金方法作出预测表面图,按时间顺序排列,将灰飞虱若虫在田间的时空分布情况直观地显示出来进行比较分析,得出灰飞虱若虫具有比较稳定的时空分布,认为食料充足、生境孤立、自身行动力较弱是形成这种情况的主要原因,此外包括天敌在内的一些次要因素也对其种群分布产生影响。

华东4地区灰飞虱对8种杀虫剂的抗性监测

为明确2021—2022年华东4地区灰飞虱田间种群对常用杀虫剂的抗性现状及抗性机理,采用稻苗浸渍法分别测定了江苏仪征、盐城,浙江长兴和安徽庐江4地区灰飞虱田间种群对8种杀虫剂的抗性水平,并测定了3种解毒酶抑制剂增效醚(PBO)、顺丁烯二酸二乙酯(DEM)和磷酸三苯酯(TPP)对噻嗪酮防治灰飞虱的增效作用。结果表明:4个灰飞虱田间种群对噻嗪酮产生了中等至高水平抗性(抗性倍数RR=61.5~148.8);对毒死蜱产生了中等水平抗性(RR=14.9~28.3);对烯啶虫胺(RR=0.7~9.9)、噻虫嗪(RR=1.6~8.3)、呋虫胺(RR=2.9~10.0)和氟啶虫胺腈(RR=2.5~8.7)处于敏感至低水平抗性;对吡蚜酮(RR=1.0~5.0)和三氟苯嘧啶(RR=0.5~2.3)均仍处于敏感水平。增效试验结果显示,3种解毒酶抑制剂对噻嗪酮均无显著增效作用,表明3种解毒酶可能不参与灰飞虱对噻嗪酮的抗性。研究结果可为灰飞虱的田间抗性治理提供科学指导。

盘锦养蟹稻田冬季管理对灰飞虱越冬影响调查研究

为明确冬季管理对盘锦养蟹稻田主要害虫灰飞虱越冬情况的影响,于2019~2022年冬季在辽宁省盘锦市太平镇、唐家镇、坝墙子镇、陆家镇、赵圈河镇和西安镇展开了灰飞虱越冬情况调查。结果表明:灰飞虱能在盘锦地区越冬;养蟹稻田防逃墙及杂草丛是其主要的越冬场所;开展冬季管理的养蟹稻田灰飞虱越冬虫口率明显低于未开展冬季管理的养蟹稻田。表明实施冬季管理能降低盘锦养蟹稻田灰飞虱越冬虫量。

三氟苯嘧啶对灰飞虱及其解毒代谢酶和保护酶活性的影响

【目的】明确山东省不同地区灰飞虱种群对新型介离子类杀虫剂三氟苯嘧啶的敏感性,探讨亚致死剂量三氟苯嘧啶对灰飞虱保护酶和代谢酶活性的影响,为田间科学合理应用三氟苯嘧啶防治灰飞虱提供理论依据。【方法】分别采用稻苗浸渍法和点滴法测定三氟苯嘧啶对山东省6个灰飞虱种群[鱼台(水稻)种群、鱼台(小麦)种群、济阳种群、岱岳种群、莱芜种群和长清种群]3龄若虫和成虫的室内活性,并比较亚致死剂量(LC_(10)和LC_(30))三氟苯嘧啶处理对灰飞虱3龄若虫3种保护酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]和3种解毒代谢酶[谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、羧酸酯酶(CarE)和细胞色素P450酶(P450)]活性的影响。【结果】稻苗浸渍法测定结果显示,三氟苯嘧啶对灰飞虱3龄若虫的致死中浓度(LC_(50))为0.776~1.644 mg/L,对成虫的LC_(50)为0.752~1.076 mg/L。点滴法测定结果显示,三氟苯嘧啶对灰飞虱3龄若虫的致死中量(LD50)为3.487×10^(-4)~7.441×10^(-4)μg/头,对成虫的LD50为1.947×10^(-4)~4.196×10^(-4)μg/头。酶活性测定结果显示,与对照相比,三氟苯嘧啶LC_(10)和LC_(30)2个亚致死剂量处理72 h后,灰飞虱体内SOD、POD、GSTs和P450活性明显升高,但CarE活性显著降低(P<0.05,下同),且呈明显的剂量效应;三氟苯嘧啶低剂量处理(LC_(10))能显著诱导CAT活性升高,高浓度处理(LC_(30))能抑制CAT活性。【结论】三氟苯嘧啶对灰飞虱具有较好的触杀和胃毒活性,山东省不同地区灰飞虱种群对三氟苯嘧啶的敏感性较高。灰飞虱可通过提高POD、SOD、GSTs和P450活性来抵抗或减轻三氟苯嘧啶的毒害。

灰飞虱唾液鞘形态及其蛋白质组分鉴定

灰飞虱是一种小型的刺吸式口器昆虫,是危害水稻的主要害虫之一。灰飞虱刺吸取食时分泌的胶状唾液可形成唾液鞘,保护口针并帮助取食,同时其中的蛋白质效应子在调控作物免疫中扮演重要角色。本研究利用扫描电子显微镜观察了灰飞虱唾液鞘的形态:多呈树枝状,表面为较为光滑的珠状结构。应用双层膜装置收集了若虫的唾液鞘,经液相色谱与串联质谱联用检测鉴定得到42种灰飞虱唾液鞘蛋白质,其中19种蛋白质检测到2个及以上的唯一肽段。进一步分析了编码这19种蛋白质的基因在各个组织中的表达模式,发现其中8个基因在唾液腺中明显高表达,推测其可能参与了唾液鞘的形成以及害虫-作物的互作。唾液鞘蛋白质组分鉴定为后续筛选和研究灰飞虱效应子功能提供了基础,有助于明确灰飞虱-水稻互作的分子机制,为开发害虫绿色防控新策略提供思路。

灰飞虱翅型及翅发育基因对长、短翅定向选择的响应

【目的】稻飞虱翅型调控的分子机理已较为清楚,但是在长、短翅品系不断纯化过程中翅型及翅发育基因表达水平的变化规律还不明确,因此本研究旨在阐明灰飞虱Laodelphax striatellus长、短翅品系的翅长、翅重及翅发育基因对翅型定向选择的响应,以期为明确灰飞虱翅型的遗传进化规律提供参考。【方法】在恒定条件下对灰飞虱长、短翅型分别进行14和13个连续代次的定向选择,建立长翅型和短翅型品系;测定各选择代次中两品系的长翅和短翅率、翅长和翅重;并采用qPCR方法测定翅发育基因InR1,InR2和FoxO的相对表达水平;通过比较长、短翅型品系的翅型指标和基因表达水平在各选择代次间的差异来表征翅型及翅发育基因的选择响应。【结果】长翅型和短翅型分别进行连续14和13代的定向选择,灰飞虱长翅型品系的长翅率以及短翅型品系的短翅率在各选择代次间均显著上升,均已保持在95%左右。随着选择代次的增多,长翅型品系的翅长不断增长,短翅型品系的翅长不断缩短,长、短翅型品系的翅重均呈变轻趋势。长翅型品系3龄若虫的InR1和InR2相对表达水平随选择代次的增多而下降,但FoxO相对表达水平不随选择代次变化;短翅型品系InR1,InR2和FoxO在3龄若虫中的相对表达水平随选择代次增多呈现上升趋势;这3个基因在成虫中的相对表达水平对长和短翅型的选择响应不明显。【结论】灰飞虱翅型对定向选择有明显的响应,选择翅型的比率显著上升并保持在高水平;长翅型品系经定向选择后翅变长、变薄,短翅型品系的翅则变短、变轻;多世代定向选择长翅型抑制了若虫的翅发育基因InR1和InR2的表达,而短翅型的多世代定向选择则激活了其表达,从而促进翅型纯系的形成与保持。研究结果预示灰飞虱种群能向长、短翅型纯系两个方向进化。

水稻播种期对灰飞虱及其传播的条纹叶枯病发生流行的影响

【目的】了解水稻播种期对灰飞虱及其传播的条纹叶枯病发生流行的影响。【方法】2006～2007年2年田间设置4个播种期,调查分析水稻灰飞虱种群动态和条纹叶枯病发病的程度。【结果】播种期是影响条纹叶枯病的重要因子。在浙江北部,单季晚稻随着播种期的推迟,病情递减;秧田期株发病率与播种期的关系可以Weibull方程来描述、与秧田期灰飞虱种群动态曲线下面积(AUCPD,即累计虫日)或高峰期密度则呈Logistic关系;本田稳定期发病率则可以以播种期、秧田期灰飞虱高峰期密度、秧田末期的株发病率来描述,而本田期的AUCPD并不是描述该阶段的发病率的必要变量。【结论】在综合治理中,适期播种是控制该病害流行的最有效方法之一,在浙江北部单季粳稻移栽的适宜播种期为5月底～6月上旬。

小麦开花灌浆初期喷施农药对灌浆后期灰飞虱的影响及生化分析

为明确麦田常规使用农药对灌浆后期灰飞虱虫量的影响并揭示原因,为稻麦病虫害的综合治理提供理论依据,通过大田试验,开花初期喷施杀菌剂,花后7d喷施杀虫剂,研究了小麦花后5种农药(杀菌剂:多菌灵、咪鲜胺;杀虫剂:毒死蜱、乐果和吡虫啉)对小麦灌浆后期灰飞虱的影响。结果表明,施用多菌灵、毒死蜱和乐果均能导致小麦灌浆后期灰飞虱虫口密度显著增加,其中毒死蜱和毒死蜱加多菌灵处理分别使虫量增加255.2%和425.6%。花后27d测定小麦叶、穗中的游离氨基酸、还原糖、酚含量和蔗糖转化酶(Invertase,Inv)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性,结果显示,与对照相比,除吡虫啉和咪鲜胺外的农药处理均使小麦叶、穗中的游离氨基酸、还原糖含量和Inv活性增加,酚含量和PPO活性降低,以多菌灵加毒死蜱处理的调控效应最大。经相关分析,麦田灰飞虱虫口密度与小麦叶、穗中游离氨基酸含量、还原糖含量和Inv活性呈正相关,与小麦叶中酚含量和PPO活性呈负相关,说明农药对灰飞虱虫量的影响,可能是由于农药使小麦植株生理生化发生变化而引起。把灰飞虱虫量作为重要考虑因素,建议防治小麦赤霉病时宜轮换使用多菌灵与咪鲜胺,防治麦蚜时宜选用吡虫啉。

灰飞虱海藻糖酶基因的克隆及RNA干扰效应

RNA干扰(RNAi)不但可以用于研究基因的功能,还可以通过沉默靶标基因干扰特定的生命过程。因此,通过深入研究,发掘高效专一性靶基因和RNAi技术,有可能开辟针对性的害虫RNAi防控新途径。本研究通过灰飞虱Laodelphax striatellus转录组数据分析并结合RACE技术,克隆了灰飞虱两种海藻糖酶的全长基因,分别命名为LSTre-1和LSTre-2,其GenBank登录号分别为JQ027050和JQ027051。它们均具有海藻糖酶基因的典型特征,与已报道的其他昆虫的海藻糖酶基因具有很高的相似性,并表现出一定的虫种亲缘关系。其中LSTre-1为水溶性海藻糖酶基因,全长2042 bp,开放阅读框编码602个氨基酸,前端有25个氨基酸的信号肽,但无跨膜结构域;LSTre-2为膜结合型海藻糖酶基因,全长2619 bp,开放阅读框编码618个氨基酸,前端有26个氨基酸的信号肽,有2个疏水性跨膜结构域。利用喂食法研究2种海藻糖酶基因dsRNA对灰飞虱的致死效应,发现靶向水溶性酶基因的干扰效应略高于靶向膜结合型的,但两种海藻糖酶基因的dsRNA都可以显著抑制灰飞虱海藻糖酶基因的表达,降低其活力,还能显著抑制试虫的生长,大幅增加试虫死亡率。结果提示,通过适宜途径干扰海藻糖酶基因可以开发防治灰飞虱的新途径。

灰飞虱对几类杀虫剂的抗性和敏感性

采用点滴法和稻茎浸渍法分别测定了2006年4月采自江苏省无锡市和浙江省湖州市灰飞虱种群对9种杀虫剂的抗性及17种杀虫剂的敏感性。点滴法测定结果表明，无锡种群和湖州种群对吡虫啉均产生了高水平抗性，抗性倍数分别为79．6倍和44．6倍；对残杀威的抗性倍数分别为76．6倍和40．1倍，属高水平抗性；对甲萘威的抗性倍数分别为29．8倍和45．3倍，属中等一高水平抗性；对二嗪磷、杀螟硫磷、仲丁威、丁硫克百威、醚菊酯、氰戊菊酯的抗性倍数为1．4～8．1倍，属敏感一低水平抗性。毒力测定结果表明氟虫腈、丁烯氟虫腈对无锡和湖州灰飞虱3龄若虫的毒力最高，LG50值为0．21～0．41mg／L；噻虫嗪、烯啶虫胺、毒死蜱、吡蚜酮、异丙威、敌敌畏为田间药效试验的推荐用药。还讨论了灰飞虱抗药性的治理。

基于地统计学方法的稻田灰飞虱与蜘蛛时空动态分析

通过田间调查,用地统计学方法对灰飞虱Laodelphaxstriatellus(Fallén)及其重要天敌蜘蛛的时空动态进行了比较分析。通过变差函数模型的拟合及空间格局的分析,得出灰飞虱长翅成虫、若虫与蜘蛛的变程范围相近,结构性强度的范围相近,但同一时间灰飞虱与蜘蛛的变程和结构性强度则均不尽相同;灰飞虱若虫与蜘蛛自始至终为聚集分布,但灰飞虱长翅成虫与蜘蛛的分布型则有差异,在某些时间为均匀分布。用普通克立格方法作出空间分布图,在时间序列上进行比较分析,得出稻田蜘蛛与灰飞虱成若虫的空间分布均有相似性,尤其与若虫相似性更强,表现出比较明显的空间跟随现象,且空间跟随现象与灰飞虱虫量的消长有密切的关系,但是由于天气、稻田环境、灰飞虱其他天敌以及蜘蛛其他猎物的存在等因素的影响使得其空间跟随又有着相当的复杂性。

温度对灰飞虱生物学特性的影响

为了明确温度对灰飞虱种群的影响及其在种群暴发中的作用,本文对不同温度下（18-30℃）灰飞虱种群的生长发育、存活、翅型和繁殖等生物学特性进行了系统研究。结果表明：在18-27℃范围内,各虫态的发育历期、成虫寿命、产卵前期和产卵期均随温度的升高而缩短;30℃明显抑制了若虫的生长发育,其发育历期延长了16d左右,但对卵期无影响。21-27℃下灰飞虱的存活率较高,在81%-88%之间;但30℃下存活率极低,仅为5%左右。温度影响了灰飞虱种群的性比和翅型,18℃下雄性显著多于雌性,21-30℃下性比接近1：1;18℃和21℃下雄性个体中长翅型和短翅型的比率无显著差异,但24℃和27℃下长翅型极显著多于短翅型。雌性个体以短翅型为主,但24℃和27℃下也有长翅型个体出现。18-27℃下灰飞虱的产卵量有随温度升高而增大的趋势,但30℃时成虫寿命极短,没有卵产生。18-27℃下灰飞虱种群增殖能力很强,种群趋势指数在30-46之间,很易暴发成灾。本研究还得到了灰飞虱各龄若虫的发育起点温度和有效积温,这有助于灰飞虱发生期的预测。

水稻种质资源抗灰飞虱评价及抗性机制分析

通过改进的苗期集团筛选法,对138份水稻种质进行了抗灰飞虱鉴定与评价。筛选出对灰飞虱具有不同程度抗性的材料25份,占总鉴定材料的18.1%,其中高抗种质2份,抗性种质9份,中抗材料14份,粳稻品种明显比籼稻感虫。对部分材料进行的排驱性、抗生性试验及相关分析表明,RathuHeenati(RHT)、Mudgo、Kasalath和IR36对灰飞虱具有强的排驱性和抗生性,其抗性水平与这两种抗虫机制密切相关;道人桥、羊毛谷的抗生性强,但排驱性弱,其主要抗虫机制表现为抗生性;Dular、ASD7和密阳23对灰飞虱具有较强的排驱性和抗生性,表明排驱性和抗生性是这3个品种的重要抗性类型;DV85具有较强的排驱性,但抗生性较弱,窄叶青8号和鬼衣谷具有中等水平的抗生性和排驱性,推测这3个材料具有较好的耐害特性。中抗材料9311的抗性水平由中等排驱性和抗生性控制,V20A的抗性主要表现为排驱性,明恢63和扬粳9538的排驱性和抗生性均较弱,暗示其抗性机制主要是耐害性。上述具有强抗生性或排驱性的材料是理想的抗灰飞虱资源。

灰飞虱携带的水稻条纹病毒免疫检测

利用间接ELISA方法和DIBA方法对采自江苏省不同地区灰飞虱的带毒率进行检测 ,结果发现各地灰飞虱的带毒率比较高 ,这是江苏省水稻条纹叶枯病严重发生的主要因素。对两种检测方法比较发现 ,DIBA方法更快速、实用 ,也更加灵敏 ,适合于基层工作人员直接检测灰飞虱携带的病毒 ,从而为病害的流行预测提供依据。

基于rDNA ITS1和ITS2序列的褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱的分子鉴定

本研究测定了褐飞虱Nilaparvata lugens、白背飞虱Sogatella furcifera和灰飞虱Laodelphaxstriatellus的rDNA ITS1和ITS2的序列,以探讨这3种稻飞虱的分子鉴定方法。3种飞虱的ITS1和ITS2侧翼区(18S,5.8S和28S)序列相对稳定,但ITS1和ITS2序列在3种飞虱中变异较大。ITS1在所分析的438个位点中可变位点达294个,ITS2在分析的403个位点中可变位点为177个。根据3种飞虱rDNA的ITS1和ITS2序列设计了特异性引物,应用特异性引物对样品进行了PCR扩增,分析发现3种飞虱ITS1区的特异性引物扩增效果不理想,而ITS2区的特异性引物可以稳定地扩增出明显的目的DNA条带。因此,采用ITS2区的特异性引物可以对3种飞虱进行快速的分子鉴定。

利用Mudgo／武育粳3号F2群体分析水稻抗灰飞虱QTL

灰飞虱是我国水稻生产上的重要害虫。Mudgo是一个高抗灰飞虱的籼稻品种,对灰飞虱具有强的排驱性和抗生性抗性。利用Mudgo/武育粳3号F2群体,构建了含有177个单株的F2群体的遗传连锁图谱。该连锁图包含104个SSR标记和3个Indel标记,覆盖整个水稻基因组1409.9cM,每两个标记之间的平均距离为13.2cM。采用改进的苗期集团筛选法对177个F2:3家系进行了抗性鉴定,通过Windows QTL Cartographer2.5进行复合区间作图分析,在第2、3、12染色体上分别检测到抗灰飞虱QTL Qsbph2b、Qsbph3d和Qsbph12a,分别位于标记RM5791～RM29、RM3199～RM5442和I12-17～RM3331之间,单个LOD值分别为3.25、3.11和6.82,贡献率分别为17.3%、15.6%和35.8%,各QTL增强抗性的等位基因效应均来自Mudgo。其中Qsbph12a与标记RM3331和I12-17紧密连锁。结合表型鉴定的结果,Qsbph12a应为抗灰飞虱主效QTL,与该位点紧密连锁的标记可用于抗灰飞虱快速选择辅助育种。

灰飞虱从冷冻病叶获得水稻黑条矮缩病毒方法的研究初报

研究出一种利用灰飞虱从冷冻病叶中获得水稻黑条矮缩病毒(riceblack-streaked dwarf virus,RBSDV)的方法。以-70℃条件下冷冻保存的RBSDV罹病植株叶片对灰飞虱饲毒,随后接种感病水稻品种,结果发现灰飞虱可从冷冻病叶上获得RBSDV,并传播RBSDV,且获毒能力和传毒能力与新鲜病叶没有差异。这表明从冷冻病叶上获得RBSDV的灰飞虱可以应用于品种抗性鉴定,此法可望加快RBSDV抗病品种的选育进程。