不同致害力褐飞虱种群迁飞能力比较及其差异机制研究

In the integrated pest management system, to use BPH-resistant rice varieties is always the most effective and environmentally friendly ways to control this pests. But with the evolvement of host-associated BPH's virulence, BPH could overcome the resistance of rice varieties, and could damage rice varieties bearing certain genes conferring resistance. So it's essential to clarify the rules and mechanism of the variation. From the results about different BPH populations' virulence tests from 1970s in the south-east Asian BPH migration area related to China, we could find that the virulence variation of BPH populations in Jianghuai rice area was late in comparison to that in Guangxi rice area, which was near to the oversea original area. It maybe indicated that the flight capacity of BPH differed among BPH populations with different virulence. This project will focus on the flight capacity difference and its biochemistry and molecular mechanism among BPH populations with different virulence, which rear on the rice variety TN1、Mudgo (carry the resistance gene Bph1)、ASD7 (carry the resistance gene bph2) respectively for more than 160 generations, and the populations collected from different rice area in China and middle-north of Vietnam. The outcomes of this project will be useful for our understanding about BPH biology and the mechanism of host-associated BPH's virulence, and further to guide the proper use of resistance rice varieties and control this serious rice pest.

由于褐飞虱种群致害力变异，使得生产上推广的水稻品种抗性很快就丧失。褐飞虱种群致害力变异规律及其机制的研究尤为重要。通过对东南亚稻区1970s来对褐飞虱致害力监测的结果分析中发现境外褐飞虱地理种群对水稻品种的致害性明显强于我国的褐飞虱种群，且距离虫源地较近的华南等地褐飞虱种群的致害力又明显强于相距较远的江淮等地，据此推测不同褐飞虱致害力种群间飞行能力存在着相关性。 本项目拟以采集自我国不同水稻产区的褐飞虱种群及在室内连续饲养160代以上的3种褐飞虱致害力比较一致的种群（TN1种群、Mudgo种群和ASD7种群）为材料，通过行为、生理、生化及分子生物学等方面的技术手段，阐明褐飞虱种群致害力变异相关的飞行能力差异及其机制。本研究将为褐飞虱种群致害力变异的机制提供基础，加深对褐飞虱基础生物学的理解，同时对褐飞虱的综合治理具有重要的理论和实践意

本项目推测不同褐飞虱致害力种群间飞行能力存在着相关性为基础，采集了不同水稻产区的褐飞虱种群及在室内连续饲养160代以上的3种褐飞虱致害力比较一致的种群（TN1种群、Mudgo种群和ASD7种群）为材料，通过行为、生理、生化及分子生物学等方面的技术手段，以期阐明褐飞虱种群致害力变异相关的飞行能力差异及其机制。. 2014-2015年间，采集了6个不同地点的褐飞虱地理种群，采用蜜露法和苗期鉴定法测定了其致害力特性，并对2015年采集的4个地理种群及室内饲养的3个不同致害力种群测定了其室内飞行能力。致害力测定结果表明不同地理种群的致害力与其与虫源地远近存在一定关系，与虫源地远的种群其致害IR42的能力相对较弱，但通过飞行能力测定发现，不同地理种群和3个室内种群间，其持续飞行时间在19-45min间，表现出较弱的持续飞行能力，且均没有显著差异。.2016年，测定了3个室内种群的能量相关物质含量，糖原含量在55.7-62.1ug/头、总脂肪含量在420.6-460.2 ug/头、海藻糖含量在8.7-9.1mg/g，均没表现出显著差异。另还测定了海藻糖酶基因及与之相关的Flightin和TnC4基因的表达量，但亦均未检测到3个种群间的明显差异。.通过以上结果表明，虽存在着不同地理种群的致害力与其与虫源地远近存在一定关系，与虫源地远的种群其致害IR42的能力相对较弱，但其在飞行能力、能量相关物质及海藻糖酶等基因表达量方面未发现显著差异。.. 另在进行苗期鉴定过程中，采用采用高光谱图像仪（光谱范围400nm-2400nm）测定了不同危害天数时稻苗的高光谱，通过初步分析，得出含不同抗褐飞虱基因的品种在相同密度虫害危害后，其高光谱特征在1450nm和1900nm处存在明显差。可为水稻虫害的机器识别提供基础。. 同时在2015年对组内多代纯化得到的褐飞虱红眼种群和褐眼种群进行了致害力和飞行能力测定， 2个种群均表现为2型（能危害含bph2号基因的抗虫品种），二者间无显著差异，另因饲养中短翅型成虫比例过高（超过90%），未能提供足够试虫进行飞行测定。后对眼黄素合成途径上的基因（karmosin 同源基因，命名为Nlka）进行了克隆，但未找到与眼色变异明确的相关性。