不同水稻品系响应褐飞虱取食后的相关糖代谢抗性机制及其研究进展
摘要:水稻是世界三大粮食作物之一,我国水稻产量达世界第一,但种植过程中一直遭受着病虫害的影响,其中以水稻为食的褐飞虱由于其迁飞习性、繁殖速度快及环境适应性强等特点,在外界条件适宜时极易暴发成灾,给水稻的农业生产带来极大的损失。是亚洲国家当前水稻生产上的首要害虫。由于化学防治成本高,且会带来农产品农药残留量超标、农田环境污染以及违背自然规律等副作用,因此利用抗虫品种是防治褐飞虱最经济、有效和安全的手段。本文根据国内外开展的有关研究而论述了影响褐飞虱取食水稻的生理因素,包括稻株体内的糖含量、海藻糖含量以及海藻糖酶活的变化。最后根据相关文献介绍了选育和培育抗性水稻新品种的有效方法与途径,并且对将来有关方面的研究提出一些展望。
关键词:水稻;褐飞虱;糖类物质;抗性育种
水稻是我国最主要的粮食作物,也是稻属中作为粮食的最主要最悠久的一种,因此粮食的安全问题与产量问题一直是我们所需要解决的最主要问题[1]。如何做到粮食的产量与安全的提升是保障我国粮食安全生产的重大战略问题,但在实际生产过程中,往往存在许多自然灾害和生物灾害,其中病虫害是生物灾害中一个不容小觑的问题。褐飞虱因其具有远距离迁飞习性,其虫害具有突发性和猖獗性,是中国和许多亚洲国家当前水稻上的首要害虫[2]。目前,对褐飞虱的防治以化学防治为主,这导致用药成本增加、害虫抗药性上升、有害物质残留及环境污染等问题[3-6]。因此,在了解水稻对褐飞虱的抗性及其机制的基础上,通过选育和培育抗性水稻新品种来改良水稻受褐飞虱危害问题,意义重大。
1褐飞虱对水稻的危害[7]
褐飞虱对水稻的危害主要表现在三个方面:第一,以成、若虫群集于稻丛基部,刺吸茎叶组织汁液,受害重时引起稻株瘫痪倒伏,俗称“冒穿”,导致严重减产或失收;第二,产卵时,刺伤稻株茎叶组织,形成大量伤口,促使水分由刺伤点向外散失,同时破坏疏导组织,加重水稻的受害程度;第三,褐飞虱不仅是传播水稻病毒病——草状丛矮病和齿叶矮缩病的虫媒,也有利于水稻纹枯病、小球菌核病的侵染为害,取食时排泄的蜜露,因富含各种糖类、氨基酸类,覆盖在稻株上,极易招致煤烟病菌的滋生。
2 褐飞虱对不同水稻的取食选择性
2.1 褐飞虱对不同水稻品种的选择性
目前褐飞虱对不同水稻品系的选择性主要基于水稻对褐飞虱的抗性上,也有一些研究表明,利用水稻自身抗性,是防治褐飞虱最经济有效且安全的措施之一[8]。在抗虫水稻中,害虫的生理和行为都有明显的改变,如褐飞虱在抗性水稻上的生存率和迁移能力都有明显的降低[9],且褐飞虱若虫存活率与水稻品种对稻飞虱的抗性之间存在明显相关关系。因此,培育对多种害虫有抗性的水稻品种是水稻育种的一个重要目标,这样就能更好地减少杀虫剂的使用,减轻害虫对水稻产量的影响[10]。
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