水稻品種抗性鑒定管理論文

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【論文關(guān)鍵詞】：水稻；褐飛虱；蟲害抗性

【論文摘要】：病蟲害是造成水稻減產(chǎn)的主要因素之一，研究提高水稻對病蟲害的抗性，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踐上推動其它糧食作物相關(guān)研究領(lǐng)域的發(fā)展。

水稻種植和經(jīng)營是世界上最重要的經(jīng)濟活動，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，人口急劇膨脹的時代，研究開發(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。病蟲害是造成水稻減產(chǎn)的主要因素之一，研究提高水稻對病蟲害的抗性，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踐上推動其它糧食作物相關(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)重的水稻害蟲之一，為害嚴(yán)重時引起"飛虱火燒"，造成顆粒無收。

褐飛虱屬同翅目，飛虱科。生長周期分卵、若蟲和成蟲三個時期。成蟲有長翅型和短翅型兩種，暗褐色或淡褐色。長翅型翅長超過腹部，雌蟲體長4－5mm，體大色淺；雄蟲體長3.6－4mm，體小色深。短翅型翅短于腹部，雌蟲體肥大，長3.5－4mm；雄蟲體瘦小，長2－2.5mm，腹末呈喇叭狀。卵為香蕉形，長約0.8mm，常排列成串。若蟲與成蟲相似，共五齡，初孵時淡黃白色，后變?yōu)楹稚妪g若蟲體長約3.2mm。稻褐飛虱有喜愛溫濕的特性，它生長發(fā)育的最適宜溫度為26－28℃，高于30℃或低于20℃時對成蟲繁殖、若蟲的孵化和生存率都有不利的影響，因此一般初夏不熱、晚秋不涼時節(jié)最有利于褐飛虱的發(fā)生，相對濕度80%以上才適合褐飛虱的生長發(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)抗蟲良種；重視改善栽培措施；生產(chǎn)上合理布局；同時飼養(yǎng)和保護好褐飛虱的天敵。

（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)藥來進行防治。

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中，化學(xué)農(nóng)藥在害蟲防治中發(fā)揮了舉足輕重的作用。在很多情況下，由于害蟲很快演變生出抗藥品種，使得殺蟲劑失效，因此不能完全依賴化學(xué)防治來進行害蟲治理[8]。通過加大用藥量來緩解的同時，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，造成了包括害蟲天敵在內(nèi)的非防治對象生物毀滅，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)害蟲的大面積爆發(fā)。國際水稻所（IRRI）的調(diào)查表明，1974－1979年間褐飛虱在菲律賓等地的大量為害，實際上是大量使用抗蟲劑所誘導(dǎo)的，殺蟲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年代中期得到越來越多的支持，把栽培的、化學(xué)的和生物的方法綜合起來的害蟲綜合防治（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：生物殺蟲劑、生態(tài)防治和培育抗蟲品種。

生物殺蟲劑主要是蘇云金芽孢桿菌殺蟲制劑，早在30年代就開始使用，但是由于其作用時間短，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)藥市場生物殺蟲劑的比例不足5%。生態(tài)防治僅能控制害蟲不能成災(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品種的培育上。傳統(tǒng)的育種方法由于周期長，能夠成功利用的遺傳資源有限，對抗蟲機制的了解不甚明確，害蟲新生物型的發(fā)展導(dǎo)致抗蟲性不穩(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)展大大加快了抗蟲品種的改良和培育。主要包括兩個方面：一是應(yīng)用基因工程的方法，將不同來源的抗蟲基因（包括來源于微生物、植物和動物的）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)定抗蟲性，培育出抗蟲品種；二是通過分子生物學(xué)的技術(shù)和方法，鑒定出植物界中自身生理代謝過程應(yīng)用的特異性抗蟲基因，或者從相應(yīng)的農(nóng)作物野生品種中尋找抗蟲基因，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)良抗蟲品種，或者克隆該基因做進一步的基礎(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)濟有效的方法。國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，褐飛虱對抗蟲品種的適應(yīng)能力很強，能產(chǎn)生為害原有抗蟲品種的新致害性種群，使抗蟲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，這種抗性也會由于褐飛虱生物型的變異而丟失。70年代初，國際水稻所（IRRI）推廣抗褐飛虱品種IR26，之后陸續(xù)育成IR36、IR56、IR64、IR72等抗蟲品種，取得了顯著的抗蟲效果。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害。在20世紀(jì)80年代末，我國的褐飛虱從生物型1變?yōu)樯镄?，而在80年代中期以前，褐飛虱以生物型1為主，不為害帶有抗蟲基因Bph1的雜交水稻汕優(yōu)6號、汕優(yōu)63。然而，在80年代汕優(yōu)6號對褐飛虱的抗性就已逐步喪失，1997年汕優(yōu)63開始喪失對褐飛虱的抗性[12]。抗蟲品種數(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。現(xiàn)在的情況是，一方面，我國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性現(xiàn)象，另一方面，在水稻育種過程中導(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科學(xué)家完成，并未得到我國育種家的認(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，用起來不方便。所以，對于這些由外國科學(xué)家鑒定的優(yōu)良的抗褐飛虱資源，我國應(yīng)引入并進行系統(tǒng)的研究，轉(zhuǎn)入我國育種家所熟知的品種之中，確定其抗蟲效果，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。

培育抗蟲品種是一項費時的綜合工程，而抗蟲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)識到要進一步促進我國水稻的抗褐飛虱育種，有必要進一步拓寬抗褐飛虱基因的材料來源，并將抗蟲原始材料研究和改良后，提供給水稻育種科學(xué)家。抗褐飛虱基因的多樣化是實現(xiàn)水稻品種穩(wěn)定和持久抗蟲的重要基礎(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

事實上，現(xiàn)在的水稻抗蟲性的篩選鑒定技術(shù)還不完善。常用植物功能損失指數(shù)或耐蟲指數(shù)、植株存活率(被害率)快速篩選植物耐蟲性品種，對根部受害蟲為害的植株還可用根部抗拉力、根體積、根干重或根受害級別等指標(biāo)來評價。但每一種耐蟲性篩選方法均有自己的優(yōu)缺點和適用作物、害蟲的范圍。要根據(jù)作物和害蟲的種類采用不同的耐蟲性篩選方法,如篩選水稻品種對稻飛虱的耐蟲性，應(yīng)在改進的苗期集團篩選法基礎(chǔ)上進一步用植物功能損失指數(shù)、生理生化指標(biāo)進行評價,但水稻成熟期測產(chǎn)是水稻品種耐蟲性評價最可靠的方法隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，植物耐蟲性的篩選方法和技術(shù)將更加完善，同時也必將會有新的技術(shù)和方法產(chǎn)生。

參考文獻

[1]劉光杰、付志紅、沈君輝等，水稻品種對稻飛虱抗性鑒定方法的比較研究[J].中國水稻科學(xué),2002.

[2]寒川一成、劉光杰、沈君輝，中國雜交稻的"超感蟲性"研究概況[J].中國水稻科學(xué)，2003.

[3]陳建明、俞曉平、程家安，電子取食監(jiān)測儀在植物抗蟲性研究中的應(yīng)用[J].昆蟲知識，2005.

[4]祝莉莉、祝彩磊、翁清妹等，水稻抗褐飛虱基因的研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003.