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基于水稻品种对褐飞虱抗性的鉴定
【论文关键词】：水稻；褐飞虱；虫害抗性
【论文摘要】： 病虫害是造成水稻减产的主要因素之一，研究提高水稻对病虫害的抗性，是重要的课题。水稻又是单子叶禾本科的模式植物，玉米、水稻、小麦等主要粮食作物都是单子叶禾本科植物。水稻的研究必将在理论和实践上推动其它粮食作物相关研究领域的发展。
水稻种植和经营是世界上最重要的活动，为世界近二分之一的提供食物。在世界可耕地面积日益减少，人口急剧膨胀的时代，研究开发高产优质水稻，解决人口和粮食供应的矛盾是可持续发展的重要组成部分。病虫害是造成水稻减产的主要因素之一，研究提高水稻对病虫害的抗性，是重要的课题。水稻又是单子叶禾本科的模式植物，玉米、水稻、小麦等主要粮食作物都是单子叶禾本科植物。水稻的研究必将在理论和实践上推动其它粮食作物相关研究领域的发展。
1．褐飞虱形态特征及生长
褐飞虱又称稻褐飞虱，食性单一，能在水稻和普通野生稻上取食和繁殖后代，是亚洲最严重的水稻害虫之一，为害严重时引起"飞虱火烧"，造成颗粒无收。
褐飞虱属同翅目，飞虱科。生长周期分卵、若虫和成虫三个时期。成虫有长翅型和短翅型两种，暗褐色或淡褐色。长翅型翅长超过腹部，雌虫体长4－5 mm，体大色浅；雄虫体长3.6－4 mm，体小色深。短翅型翅短于腹部，雌虫体肥大，长3.5－4 mm；雄虫体瘦小，长2－2.5 mm，腹末呈喇叭状。卵为香蕉形，长约0.8 mm，常排列成串。若虫与成虫相似，共五龄，初孵时淡黄白色，后变为褐色，五龄若虫体长约3.2 mm。稻褐飞虱有喜爱温湿的特性，它生长发育的最适宜温度为26－28 ℃，高于30 ℃或低于20 ℃时对成虫繁殖、若虫的孵化和生存率都有不利的影响，因此一般初夏不热、晚秋不凉时节最有利于褐飞虱的发生，相对湿度80%以上才适合褐飞虱的生长发育。
2．褐飞虱的防治与育种
现有的防治褐飞虱的方法主要有：
（1） 防治。主要有选用高产抗虫良种；重视改善栽培措施；生产上合理布局；同时饲养和保护好褐飞虱的天敌。
（2） 农防治。由于农药潜在的危害性，主要选择高效低毒的农药来进行防治。
在现代农业的发展过程中，化学农药在害虫防治中发挥了举足轻重的作用。在很多情况下，由于害虫很快演变生出抗药品种，使得杀虫剂失效，因此不能完全依赖化学防治来进行害虫治理[8]。通过加大用药量来缓解的同时，不仅造成了环境的污染，农药中毒增加，更重要的是由于化学农药作用方式的非特异性，造成了包括害虫天敌在内的非防治对象生物毁灭，生态平衡遭到破坏，从而造成更为深入的隐患，而且容易诱导害虫的大面积爆发。国际水稻所（IRRI）的表明，1974－1979年间褐飞虱在菲律宾等地的大量为害，实际上是大量使用抗虫剂所诱导的，杀虫剂的大量使用造成了褐飞虱天敌的死亡和褐飞虱生育力的提高，从而引发了褐飞虱的突发。因此，褐飞虱生物控制的研究自80年代中期得到越来越多的支持，把栽培的、化学的和生物的方法综合起来的害虫综合防治（integrated pest management, IPM）方法再度得到人们的认可。生物防治大体有三种策略：生物杀虫剂、生态防治和培育抗虫品种。
生物杀虫剂主要是苏云金芽孢杆菌杀虫制剂，早在30年代就开始使用，但是由于其作用时间短，生产高，至今未能完全取代化学农药，在世界农药生物杀虫剂的比例不足5%。生态防治仅能控制害虫不能成灾，但仍有部分农作物受害，而且生态防治受许多因素制约，不易控制。
目前的研究多集中于抗虫品种的培育上。传统的育种方法由于周期长，能够成功利用的遗传资源有限，对抗虫机制的了解不甚明确，害虫新生物型的发展导致抗虫性不稳定等原因受到了极大的限制。生物工程和分子生物学技术的发展大大加快了抗虫品种的改良和培育。主要包括两个方面：一是应用基因工程的方法，将不同来源的抗虫基因（包括来源于微生物、植物和动物的）转入需要改良的作物品种中，结合传统的育种方法稳定抗虫性，培育出抗虫品种；二是通过分子生物学的技术和方法，鉴定出植物界中自身生理代谢过程应用的特异性抗虫基因，或者从相应的农作物野生品种中寻找抗虫基因，结合传统育种方法和分子生物学辅助育种技术培育优良抗虫品种，或者克隆该基因做进一步的基础研究和应用研究。
3．筛选鉴定新的稳定的抗褐飞虱水稻
目前认为，利用抗褐飞虱基因，培育抗褐飞虱水稻品种在生产中应用是褐飞虱综合防治中最为有效的方法。国际水稻研究所的研究结果表明，栽种的水稻品种即使只带有中等水平的抗性基因，也足以将褐飞虱的群体控制在造成危害的水平以下。然而，褐飞虱对抗虫品种的适应能力很强，能产生为害原有抗虫品种的新致害性种群，使抗虫品种使用寿命缩短甚至遭淘汰。大量研究表明，抗褐飞虱基因的抗性效果是理想的，但是，这种抗性也会由于褐飞虱生物型的变异而丢失。70年代初，国际水稻所（IRRI）推广抗褐飞虱品种IR26，之后陆续育成IR36、IR56、IR64、IR72等抗虫品种，取得了显著的抗虫效果。但是，IR26在菲律宾、越南等地推广种植后仅2年就丧失了抗性。1975年推广的IR36，8年后也在棉兰老岛受到虫害。在20 世纪80 年代末，我国的褐飞虱从生物型1 变为生物型2，而在80 年代中期以前，褐飞虱以生物型1为主，不为害带有抗虫基因Bph1的杂交水稻汕优6 号、汕优63。然而，在80 年代汕优6 号对褐飞虱的抗性就已逐步丧失，1997 年汕优63 开始丧失对褐飞虱的抗性[12]。抗虫品种数量的不足和原有品种抗性的丧失已给褐飞虱种群的有效控制造成了严重障碍。现在的情况是，一方面，我国水稻主要栽培品种的抗褐飞虱性能弱，在杂交水稻品种中甚至存在超感虫性现象，另一方面，在水稻育种过程中导入并应用抗褐飞虱基因的研究仍然较少。据分析，造成这种现象的主要原因是，多数的抗褐飞虱基因的鉴定是由外国科学家完成，并未得到我国育种家的认同；另外，携带抗褐飞虱基因的原始许多都是传统品种，加上缺乏可在育种中应用的分子标记，用起来不方便。所以，对于这些由外国科学家鉴定的优良的抗褐飞虱资源，我国应引入并进行系统的研究，转入我国育种家所熟知的品种之中，确定其抗虫效果，并发展可在育种中应用的可靠的分子标记，才能取得好的效果。
培育抗虫品种是一项费时的综合工程，而抗虫品种鉴定又是该工程中的重要环节。有资料显示，研究和利用不同来源的水稻抗褐飞虱基因，是培育具有稳定抗性的水稻品种的重要基础。在研究中，我们认识到要进一步促进我国水稻的抗褐飞虱育种，有必要进一步拓宽抗褐飞虱基因的材料来源，并将抗虫原始材料研究和改良后，提供给水稻育种科学家。抗褐飞虱基因的多样化是实现水稻品种稳定和持久抗虫的重要基础。因此，找出水稻中具有高抗性的品种，利用其高抗基因培育新的稳定的高抗虫水稻品种就成为当前控制褐飞虱危害的最好方法。
4．讨论
事实上，现在的水稻抗虫性的筛选鉴定技术还不完善。常用植物功能损失指数或耐虫指数、植株存活率(被害率)快速筛选植物耐虫性品种，对根部受害虫为害的植株还可用根部抗拉力、根体积、根干重或根受害级别等指标来评价。但每一种耐虫性筛选方法均有自己的优缺点和适用作物、害虫的范围。要根据作物和害虫的种类采用不同的耐虫性筛选方法, 如筛选水稻品种对稻飞虱的耐虫性，应在改进的苗期集团筛选法基础上进一步用植物功能损失指数、生理生化指标进行评价,但水稻成熟期测产是水稻品种耐虫性评价最可靠的方法随着科学技术的发展，植物耐虫性的筛选方法和技术将更加完善，同时也必将会有新的技术和方法产生。
参考文献
[1] 刘光杰、 付志红、沈君辉等，水稻品种对稻飞虱抗性鉴定方法的比较研究[J]. 中国水稻科学, 2002.
[2] 寒川一成、刘光杰、沈君辉，中国杂交稻的"超感虫性"研究概况[J]. 中国水稻科学，2003.
[3] 陈建明、 俞晓平、 程家安，取食监测仪在植物抗虫性研究中的应用[J]. 昆虫知识，2005.
[4] 祝莉莉、祝彩磊、翁清妹等，水稻抗褐飞虱基因的研究[J]. 湖北科学，2003.
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