RBSDV病株影响非介体稻飞虱及其天敌的机制研究

The populations of vector insects are positively or negatively affected by the transmitted plant viruses in direct and indirect ways, however, the potential influences of ivrus-infected plants on non-vector insects and all ecosytem functions by the changes in nutritional compounds and secondary chemicals in host plants are still not clear enough. In rice ecosystem, rice planthoppers incluing white-backed planthopper (WBPH), Sogetella furcifera, brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens, and small planthopper (SBPH), Laodephax striatellus, and they usually share the same rice plants and transmit respective viruses. It is significantly importantto detailedly study the potential effects of rice plants infected with respective viruses on the nonvector planthoppers and their natural enemies. To further explore the interactions between rice virus, nonvector planthoppers and natural enemies, we plant to determine the changes and their disciplinarian of rice plants infected with rice black streaked dwarf virus (RBSDV) tranmitted by SBPH in nutients, secondary metabolites and main defence responses and signal pathways; the stress toerance, feeding behavior and reproductuion biology of nonvector planthoppers fed on RBSDV-infected rice plants, and the behaviors and natural control capacity of main natural enemies of rice planthoppers. The results will be expected to clarity the ecological and physiological mechanism on the effects of plant viruses and infected rice plants on nonvector planthoppers for accuately forecasting the occurrence and greatly maximizing the control efficiency of rice planthoppers.

水稻病毒对介体昆虫种群可能产生有利或不利的影响，然而对于在同一被病毒侵染的寄主植物上其它非介体昆虫乃至整个生态系统影响的研究较少。项目组前期在室内和田间的研究结果表明，水稻感染了由灰飞虱传播的黑条矮缩病毒（RBSDV）后对非介体稻飞虱（褐飞虱和白背飞虱）室内和田间均具有促进作用，并对其卵期寄生性天敌具有吸引作用，但其机制仍不明确。本项目拟结合室内测定与田间试验，系统研究水稻感染RBSDV后植株体内营养物质、次生代谢物质和主要防御反应及信号途径等的变化规律，对非介体稻飞虱抗逆能力、取食行为、生殖生理和田间分布与扩散能力以及对天敌结稻飞虱的搜寻与控制能力等的影响，以探明水稻感染RBSDV后促进非介体稻飞虱种群发展及其天敌影响的机制。研究结果对全面了解植物病毒侵染对整个稻田生态系统的影响，以及在水稻病毒病流行的条件下介体和非介体稻飞虱的有效防控具有重要意义。

水稻病毒对介体昆虫种群可能产生有利或不利的影响，然而对于同一被病毒侵染的寄主植物上其它非介体昆虫乃至整个生态系统影响的研究较少。本项目重点开展了感染RBSDV后对水稻植株以及RBSDV病株对非介体稻飞虱（褐飞虱和白背飞虱）和天敌（稻虱缨小蜂）的影响；并以南方水稻黑条矮缩病毒（SRBSDV）对白背飞虱、褐飞虱和稻虱缨小蜂的影响作了对比。结果表明，水稻感染RBSDV后植株体内氨基酸、可溶性糖等营养物质含量变化显著（其中蛋氨酸和酪氨酸含量分别增加了80.00%和73.68%，总氨基酸含量提高了31.13%，可溶性糖含量几乎是健康稻株的3倍），另外在代谢通路、次生代谢产物生物合成、氨基酸合成、脂代谢和嘧啶代谢等通路上分别有22、9、4、3和2种差异代谢物等。这些变化可能是导致在RBSDV病株上取食的褐飞虱和白背飞虱生态适应性均提高的主要原因。RBSDV病株上的褐飞虱卵历期显著缩短，卵孵化率极显著提高；而白背飞虱在RBSDV病株上种群数量比正常稻株上增加了28.44%。但SRBSDV对非介体褐飞虱的影响不如对介体白背飞虱的影响明显；水稻感染SRBSDV后，植株内可溶性糖含量变化显著，但氨基酸含量均无明显变化，可能是其对于非介体褐飞虱影响不明显的原因；介体白背飞虱雌雄成虫均携带SRBSDV能显著抑制其生殖能力，仅雌虫或雄虫携带SRBSDV，对白背飞虱产卵量及孵化率均无显著影响；介体白背飞虱携带SRBSDV后，取食行为会发生改变，其在韧皮部取食次数显著增加，可能会促进病毒的传播。感病RBSDV植株对稻虱缨小蜂的生态适应性和寄生力有显著影响，有利于对稻飞虱的生物防治；但感病RBSDV植株对稻虱缨小蜂无显著性影响。研究结果对全面了解水稻病毒侵染对整个稻田生态系统的影响，这在水稻病毒病流行的条件下介体和非介体稻飞虱的准确测报和有效防控具有重要意义。