農(nóng)林學(xué)類論文-基于水稻品種對(duì)褐飛虱抗性的鑒定.doc

農(nóng)林學(xué)類論文-基于水稻品種對(duì)褐飛虱抗性的鑒定【論文關(guān)鍵詞】：水稻；褐飛虱；蟲(chóng)害抗性【論文摘要】：病蟲(chóng)害是造成水稻減產(chǎn)的主要因素之一，研究提高水稻對(duì)病蟲(chóng)害的抗性，是重要的課題。水稻又是單子葉禾本科的模式植物，玉米、水稻、小麥等主要糧食作物都是單子葉禾本科植物。水稻的研究必將在理論和實(shí)踐上推動(dòng)其它糧食作物相關(guān)研究領(lǐng)域的發(fā)展。水稻種植和經(jīng)營(yíng)是世界上最重要的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，為世界近二分之一的人口提供食物。在世界可耕地面積日益減少，人口急劇膨脹的時(shí)代，研究開(kāi)發(fā)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻，解決人口和糧食供應(yīng)的矛盾是可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。病蟲(chóng)害是造成水稻減產(chǎn)的主要因素之一，研究提高水稻對(duì)病蟲(chóng)害的抗性，是重要的課題。水稻又是單子葉禾本科的模式植物，玉米、水稻、小麥等主要糧食作物都是單子葉禾本科植物。水稻的研究必將在理論和實(shí)踐上推動(dòng)其它糧食作物相關(guān)研究領(lǐng)域的發(fā)展。1褐飛虱形態(tài)特征及生長(zhǎng)環(huán)境褐飛虱又稱稻褐飛虱，食性單一，能在水稻和普通野生稻上取食和繁殖后代，是亞洲最嚴(yán)重的水稻害蟲(chóng)之一，為害嚴(yán)重時(shí)引起飛虱火燒，造成顆粒無(wú)收。褐飛虱屬同翅目，飛虱科。生長(zhǎng)周期分卵、若蟲(chóng)和成蟲(chóng)三個(gè)時(shí)期。成蟲(chóng)有長(zhǎng)翅型和短翅型兩種，暗褐色或淡褐色。長(zhǎng)翅型翅長(zhǎng)超過(guò)腹部，雌蟲(chóng)體長(zhǎng)45mm，體大色淺；雄蟲(chóng)體長(zhǎng)3.64mm，體小色深。短翅型翅短于腹部，雌蟲(chóng)體肥大，長(zhǎng)3.54mm；雄蟲(chóng)體瘦小，長(zhǎng)22.5mm，腹末呈喇叭狀。卵為香蕉形，長(zhǎng)約0.8mm，常排列成串。若蟲(chóng)與成蟲(chóng)相似，共五齡，初孵時(shí)淡黃白色，后變?yōu)楹稚?，五齡若蟲(chóng)體長(zhǎng)約3.2mm。稻褐飛虱有喜愛(ài)溫濕的特性，它生長(zhǎng)發(fā)育的最適宜溫度為2628，高于30或低于20時(shí)對(duì)成蟲(chóng)繁殖、若蟲(chóng)的孵化和生存率都有不利的影響，因此一般初夏不熱、晚秋不涼時(shí)節(jié)最有利于褐飛虱的發(fā)生，相對(duì)濕度80%以上才適合褐飛虱的生長(zhǎng)發(fā)育。2褐飛虱的防治與育種現(xiàn)有的防治褐飛虱的方法主要有：（1）農(nóng)業(yè)防治。主要有選用高產(chǎn)抗蟲(chóng)良種；重視改善栽培措施；生產(chǎn)上合理布局；同時(shí)飼養(yǎng)和保護(hù)好褐飛虱的天敵。（2）農(nóng)藥防治。由于農(nóng)藥潛在的危害性，主要選擇高效低毒的農(nóng)藥來(lái)進(jìn)行防治。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，化學(xué)農(nóng)藥在害蟲(chóng)防治中發(fā)揮了舉足輕重的作用。在很多情況下，由于害蟲(chóng)很快演變生出抗藥品種，使得殺蟲(chóng)劑失效，因此不能完全依賴化學(xué)防治來(lái)進(jìn)行害蟲(chóng)治理8。通過(guò)加大用藥量來(lái)緩解的同時(shí)，不僅造成了環(huán)境的污染，農(nóng)藥中毒增加，更重要的是由于化學(xué)農(nóng)藥作用方式的非特異性，造成了包括害蟲(chóng)天敵在內(nèi)的非防治對(duì)象生物毀滅，生態(tài)平衡遭到破壞，從而造成更為深入的隱患，而且容易誘導(dǎo)害蟲(chóng)的大面積爆發(fā)。國(guó)際水稻所（IRRI）的調(diào)查表明，19741979年間褐飛虱在菲律賓等地的大量為害，實(shí)際上是大量使用抗蟲(chóng)劑所誘導(dǎo)的，殺蟲(chóng)劑的大量使用造成了褐飛虱天敵的死亡和褐飛虱生育力的提高，從而引發(fā)了褐飛虱的突發(fā)。因此，褐飛虱生物控制的研究自80年代中期得到越來(lái)越多的支持，把栽培的、化學(xué)的和生物的方法綜合起來(lái)的害蟲(chóng)綜合防治（integratedpestmanagement,IPM）方法再度得到人們的認(rèn)可。生物防治大體有三種策略：生物殺蟲(chóng)劑、生態(tài)防治和培育抗蟲(chóng)品種。生物殺蟲(chóng)劑主要是蘇云金芽孢桿菌殺蟲(chóng)制劑，早在30年代就開(kāi)始使用，但是由于其作用時(shí)間短，生產(chǎn)成本高，至今未能完全取代化學(xué)農(nóng)藥，在世界農(nóng)藥市場(chǎng)生物殺蟲(chóng)劑的比例不足5%。生態(tài)防治僅能控制害蟲(chóng)不能成災(zāi)，但仍有部分農(nóng)作物受害，而且生態(tài)防治受許多因素制約，不易控制。目前的研究多集中于抗蟲(chóng)品種的培育上。傳統(tǒng)的育種方法由于周期長(zhǎng)，能夠成功利用的遺傳資源有限，對(duì)抗蟲(chóng)機(jī)制的了解不甚明確，害蟲(chóng)新生物型的發(fā)展導(dǎo)致抗蟲(chóng)性不穩(wěn)定等原因受到了極大的限制。生物工程和分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展大大加快了抗蟲(chóng)品種的改良和培育。主要包括兩個(gè)方面：一是應(yīng)用基因工程的方法，將不同來(lái)源的抗蟲(chóng)基因（包括來(lái)源于微生物、植物和動(dòng)物的）轉(zhuǎn)入需要改良的作物品種中，結(jié)合傳統(tǒng)的育種方法穩(wěn)定抗蟲(chóng)性，培育出抗蟲(chóng)品種；二是通過(guò)分子生物學(xué)的技術(shù)和方法，鑒定出植物界中自身生理代謝過(guò)程應(yīng)用的特異性抗蟲(chóng)基因，或者從相應(yīng)的農(nóng)作物野生品種中尋找抗蟲(chóng)基因，結(jié)合傳統(tǒng)育種方法和分子生物學(xué)輔助育種技術(shù)培育優(yōu)良抗蟲(chóng)品種，或者克隆該基因做進(jìn)一步的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。3篩選鑒定新的穩(wěn)定的抗褐飛虱水稻目前認(rèn)為，利用抗褐飛虱基因，培育抗褐飛虱水稻品種在生產(chǎn)中應(yīng)用是褐飛虱綜合防治中最為經(jīng)濟(jì)有效的方法。國(guó)際水稻研究所的研究結(jié)果表明，栽種的水稻品種即使只帶有中等水平的抗性基因，也足以將褐飛虱的群體控制在造成危害的水平以下。然而，褐飛虱對(duì)抗蟲(chóng)品種的適應(yīng)能力很強(qiáng)，能產(chǎn)生為害原有抗蟲(chóng)品種的新致害性種群，使抗蟲(chóng)品種使用壽命縮短甚至遭淘汰。大量研究表明，抗褐飛虱基因的抗性效果是理想的，但是，這種抗性也會(huì)由于褐飛虱生物型的變異而丟失。70年代初，國(guó)際水稻所（IRRI）推廣抗褐飛虱品種IR26，之后陸續(xù)育成IR36、IR56、IR64、IR72等抗蟲(chóng)品種，取得了顯著的抗蟲(chóng)效果。但是，IR26在菲律賓、越南等地推廣種植后僅2年就喪失了抗性。1975年推廣的IR36，8年后也在棉蘭老島受到蟲(chóng)害。在20世紀(jì)80年代末，我國(guó)的褐飛虱從生物型1變?yōu)樯镄?，而在80年代中期以前，褐飛虱以生物型1為主，不為害帶有抗蟲(chóng)基因Bph1的雜交水稻汕優(yōu)6號(hào)、汕優(yōu)63。然而，在80年代汕優(yōu)6號(hào)對(duì)褐飛虱的抗性就已逐步喪失，1997年汕優(yōu)63開(kāi)始喪失對(duì)褐飛虱的抗性12?？瓜x(chóng)品種數(shù)量的不足和原有品種抗性的喪失已給褐飛虱種群的有效控制造成了嚴(yán)重障礙?，F(xiàn)在的情況是，一方面，我國(guó)水稻主要栽培品種的抗褐飛虱性能弱，在雜交水稻品種中甚至存在超感蟲(chóng)性現(xiàn)象，另一方面，在水稻育種過(guò)程中導(dǎo)入并應(yīng)用抗褐飛虱基因的研究仍然較少。據(jù)分析，造成這種現(xiàn)象的主要原因是，多數(shù)的抗褐飛虱基因的鑒定是由外國(guó)科學(xué)家完成，并未得到我國(guó)育種家的認(rèn)同；另外，攜帶抗褐飛虱基因的原始材料許多都是傳統(tǒng)品種，加上缺乏可在育種中應(yīng)用的分子標(biāo)記，用起來(lái)不方便。所以，對(duì)于這些由外國(guó)科學(xué)家鑒定的優(yōu)良的抗褐飛虱資源，我國(guó)應(yīng)引入并進(jìn)行系統(tǒng)的研究，轉(zhuǎn)入我國(guó)育種家所熟知的品種之中，確定其抗蟲(chóng)效果，并發(fā)展可在育種中應(yīng)用的可靠的分子標(biāo)記，才能取得好的效果。培育抗蟲(chóng)品種是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)的綜合工程，而抗蟲(chóng)品種鑒定又是該工程中的重要環(huán)節(jié)。有資料顯示，研究和利用不同來(lái)源的水稻抗褐飛虱基因，是培育具有穩(wěn)定抗性的水稻品種的重要基礎(chǔ)。在研究中，我們認(rèn)識(shí)到要進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)水稻的抗褐飛虱育種，有必要進(jìn)一步拓寬抗褐飛虱基因的材料來(lái)源，并將抗蟲(chóng)原始材料研究和改良后，提供給水稻育種科學(xué)家?？购诛w虱基因的多樣化是實(shí)現(xiàn)水稻品種穩(wěn)定和持久抗蟲(chóng)的重要基礎(chǔ)。因此，找出水稻中具有高抗性的品種，利用其高抗基因培育新的穩(wěn)定的高抗蟲(chóng)水稻品種就成為當(dāng)前控制褐飛虱危害的最好方法。4討論事實(shí)上，現(xiàn)在的水稻抗蟲(chóng)性的篩選鑒定技術(shù)還不完善。常用植物功能損失指數(shù)或耐蟲(chóng)指數(shù)、植株存活率(被害率)快速篩選植物耐蟲(chóng)性品種，對(duì)根部受害蟲(chóng)為害的植株還可用根部抗拉力、根體積、根干重或根受害級(jí)別等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。但每一種耐蟲(chóng)性篩選方法均有自己的優(yōu)缺點(diǎn)和適用作物、害蟲(chóng)的范圍。要根據(jù)作物和害蟲(chóng)的種類采用不同的耐蟲(chóng)性篩選方法,如篩選水稻品種對(duì)稻飛虱的耐蟲(chóng)性，應(yīng)在改進(jìn)的苗期集團(tuán)篩選法基礎(chǔ)上進(jìn)一步用植物功能損失指數(shù)、生理生化指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià),但水稻成熟期測(cè)產(chǎn)是水稻品種耐蟲(chóng)性評(píng)價(jià)最可靠的方法隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，植物耐蟲(chóng)性的篩選方法和技術(shù)將更加完善，同時(shí)也必將會(huì)有新的技術(shù)和方法產(chǎn)生。參考文獻(xiàn)1劉光杰、付志紅、沈君