水稻品种对褐飞虱抗性的鉴定

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。     

褐飞虱取食水稻幼苗cDNA文库的构建及筛选

以褐飞虱取食 3 2 h的水稻幼苗为材料构建了 c DNA文库 ,初始文库含 3 .2× 1 0 6 个克隆 ,重组率为 86%,取 1 .0× 1 0 6个克隆子扩增一次 ,收集到 80 m L滴度为 1 .2× 1 0 9pfu/ m L的扩增文库 .随机挑取 2 0个克隆以 T7和 M1 3 reverse为引物进行 PCR扩增 ,以鉴定插入片段的大小 ,结果发现多数片段的长度在 1～ 4.0Kb左右 ,少数片段在 4Kb以上 ,个别片段在 6Kb左右 .以在受褐飞虱取食的水稻幼苗中特异表达的 ESTBp Hi0 0 8为探针 ,筛选 c DNA文库 ,得到该基因的 c DNA全长     

转基因水稻纯系对褐飞虱的抗性研究

利用基因枪法将含潮霉素抗性基因、ＧＵＳ报告基因和雪花莲凝集基因的２个质粒ｐＷＲＧ１５１５和ｐＲＳＳＧＡ１共同转化粳稻品种鄂宜１０５的成熟胚诱导的愈伤组织,从轰击的１５２块愈伤组织中共再生出２６株独立转基因植株,ＰＣＲ／Ｓｏｕｔｈｅｒｎ印迹法分析发现,７３％的转基因植株含有所有３个外源基因,遗传分析证实外泊基因在转基因植株后代中以孟德尔方式遗传,从其Ｒ１代亲本为孟德尔３：１方式遗传的Ｒ２代中,鉴定出     

水稻胰蛋白酶抑制剂对褐飞虱产卵刺激的响应

 昆虫产卵过程对寄主植物的直接刺激包括产卵器的机械损伤和卵表面物质带来影响,这些刺激是启动植物诱导抗虫性的重要途径。通过对褐飞虱产卵处理后水稻植株内胰蛋白酶抑制剂（BBPI）合成酶基因的表达量及物质含量的测定,对比褐飞虱取食和机械损伤处理,发现褐飞虱产卵能够诱导水稻BBPI合成酶基因的表达和BBPI物质的生成。处理后6 h,12 h,水稻 BBPI 表达量显著高于取食和机械损伤处理;产卵诱导的BBPI物质含量显著高于正常水稻。褐飞虱产卵诱导水稻启动〖WTBX〗BBPI〖WTBZ〗表达和物质合成表明,与取食危害类似,水稻同样会对褐飞虱产卵刺激产生响应,启动相应的植物防御体系,进而达到阻滞褐飞虱危害的目的。     

褐飞虱喂养试验显示表达GNA的转基因水稻纯系抗褐飞虱

利用基因枪法将含有3个不同基因（hpt,gus和gna）的质粒pWRG1515和pRSSGNA1共同转化粳稻品种鄂晚5号成熟胚诱导的愈伤组织。共再生出35株独立转基因植株。PCR／Southern印迹法分析发现,83％的转基因植株含有所有3个外源基因。Western印迹法分析发现79％的含gna基因的转基因植株以不同水平表达GNA。遗传分析证实外源基因在转基因植株后代中以孟德尔方式遗传。从其R1代亲本为孟德尔3：1方式遗传的R2代中,鉴定出2个含有所有3个外源基因的独立转基因植株纯系。这些纯系具有相似的外源基因表达量。褐飞虱喂养试验表明,这些纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用。这些褐飞虱抗性提高的转基因纯系将应用于水稻抗虫育种中。实验证明,通过遗传转化和筛选可获得含在农业上有应用价值基因的转基因水稻纯系。     

水稻抗性品种对褐飞虱和白背飞虱 羧酸酯酶活力影响的比较研究

比较了ASD7、IR36、JX89、Mudgo四个抗褐飞虱水稻品种及感性品种TN1对褐飞虱和白背飞虱羧酸酯酶活力的影响.两种稻飞虱在各供试的抗性水稻品种上的羧酸酯酶活力均低于在感性品种TN1上的羧酸酯酶活力.在抗性水稻品种上,白背飞虱的羧酸酯酶活力只在Mudgo上低于褐飞虱,而在其余3个抗性品种上均较褐飞虱高.结果表明,抗褐飞虱水稻品种对褐飞虱和白背飞虱的羧酸酸酶活力均有不同程度的抑制作用,但对褐飞虱的抑制作用显然要大于对白背飞虱的抑制作用.供试水稻品种的这种低抑制作用,可能会导致白背飞虱持续取食抗褐飞虱的水稻品种,从而致使其在这类品种种区植内种群数量上升.     

水稻BpHi008A基因对褐飞虱取食应答及其编码产物在大肠杆菌中的高效表达

对抗虫相关蛋白BpH i008A进行了生物信息学分析,发现BpH i008A含有一个PKC磷酸化位点、一个CK2磷酸化位点、三个N-myristoylation site位点;另外,BpH i008A蛋白含有一跨膜螺旋,和位于细胞内的N-末端及伸向细胞外的C-末端.Northern分析证明褐飞虱的取食是维持BpHi008A基因的表达的必要条件.以pET28 a为载体构建了非融合表达的重组质粒,并且实现了BpHi008A基因在大肠杆菌菌株BL21(DE3)中的高效表达.     

生物鉴定和喂养试验证明GNA赋予转基因水稻纯系对褐飞虱的抗性

参照Rao等（1998）的褐飞虱生物鉴定和喂养方法,用水稻褐飞虱生物Ⅰ型的－龄若虫食喂,用基因枪法获得2个转基因水稻纯系。这2个纯系均含有并表达潮霉素抗性基因（hpt),gusA报告基因和雪花莲凝集素基因（gna)。褐飞虱生物鉴定和喂养试验表明,水稻纯系对褐飞虱具有显著的抑制作用。具体表现为降低褐飞虱成活率和繁殖力、延缓褐虱发育以及减少褐飞虱进食是。通过褐飞虱生物鉴定和喂养试验证明,表达GNA的转基因水稻纯系对严重危害水稻生产的褐飞虱具有抗性作用。     

高温对褐飞虱生长发育与繁殖的影响机制

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)是我国水稻的重要迁飞性害虫。实践表明,褐飞虱的种群消长与气候、食物及天敌等因素密切相关,尤以田间小气候直接影响其繁殖和发生为害的轻重。研究表明,褐飞虱对温度的反应比较敏感,在一个栽培品种基本稳定的地区,年度间发生程度的级差主要由温度决定,在水稻生长季节主要受高温控制。国内外有关高温对褐飞虱生长发育与繁殖的研究虽然较多,但研究多集中在温度对其种群数量变动的生态学影响、高温条件下褐飞虱发育与生殖的生物学特性等方面,关于高温对褐飞虱生长发育与繁殖的影响机制尚缺乏系统、深入的研究。近年来,笔者对褐飞虱生长发育与繁殖的影响机制开展了下列研究。笔者在国家自然科学基金重点项目“粘虫、褐稻虱迁飞行为机制的研究”(编号:39130070)中研究了不同高温条件对褐飞虱若虫发育历期、产卵量、产卵前期、寿命等     

外源激素对褐飞虱翅型分化的影响

以褐飞虱为研究对象,首次使用保幼激素类似物ZR-515和具有蜕皮激素活性的新型化合物RH-2485表面处理飞虱3龄或4龄若虫,来研究外源激素对飞虱翅型分化的影响。结果表明:ZR-515可诱导短翅型分化,当用1μg/μL的ZR-515处理3龄若虫时,短翅率达到60.48%;而用1μg/μL及100 ng/μL的ZR-515对4龄期若虫进行处理时,短翅率则分别达到59.09%和77.78%;同时发现ZR-515对褐飞虱翅型分化的作用也表现出性别的差异,形成的雄虫个体中短翅型明显增多,如用1μg/μL和100 ng/μL的ZR-515分别处理3龄若虫,形成的雄虫中短翅型个体分别达到98.74%和83.33%,若处理4龄若虫,雄虫短翅型个体也分别高达86.67%和94.44%,与对照组相比差异显著。RH-2485对翅型分化无明显影响。     

重庆市秀山县褐飞虱空间格局分析

根据重庆市秀山县褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)发生高峰期的田间调查资料,应用地理信息系统(GIS)结合传统空间分布分析方法,研究了褐飞虱于2007-2013年不同年份在全县范围的空间分布格局.结果表明:2007-2013年的褐飞虱种群在全县范围呈现明显的聚集分布;反向距离插值图显示,不同年份褐飞虱发生的聚集中心和聚集程度不断变化;秀山县中西部的溶溪、塘坳、官庄、中和等乡镇发生较重,南部的兰桥、梅江等地发生相对较轻.褐飞虱这种空间分布格局和动态变化是多种生态因素综合影响的结果,本研究为该地区褐飞虱的综合管理提供了一定的理论依据.     

水稻防卫基因BpHi008A启动子中褐飞虱应答区域及应答元件核心元件的确定

国家自然科学基金项目“水稻防止基因BpHi008A启动子中褐飞虱应答区域及应答元件核心元件的确定”(项目批号30570137)由我校袁红雨教授主持.植食性昆虫的取食作用极大地影响着植物的生长、发育和繁殖.植物在长期的进化过程中形成了组成型和诱导型两种防卫机制来抵御植食性昆虫的为害.植物的诱导抗虫性是指植物体在遭受昆虫进攻后表现出来的一种抗虫特性,是一种更为重要的防卫形式.目前对植物诱导抗性方面的研究,重点集中在利用消减杂交、mRNA差异展示、cDNA微阵列等技术克隆受昆虫取食诱导的基因,并从转录水平上分析虫害诱发的分子反应…     

褐飞虱与白背飞虱自然种群空间关系

运用地质统计学中的交叉变差函数方法,研究稻田中褐飞虱和自背飞虱自然混合种群密度的空间分布关系.结果表明在水稻不同生长发育期,褐飞虱与白背飞虱存在正或负的相关关系,但在水稻生长的个别阶段不同飞虱种群密度的空间关系不明显.褐飞虱与白背飞虱在早稻中多为不相关关系,且方向差异不明显,但在水稻生长的中期,稻飞虱种间不但存在相关范围等于18m的正相关关系,而且存在相关范围等于54m的负相关关系.两种飞虱在晚稻田中的空间关系多为负相关关系,相关范围等于54m或更大,且方向差异较明显.     

褐飞虱空间格局的地统计学分析

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)是我国重要的迁飞性水稻害虫,对我国的水稻生产造成严重危害.为研究其迁入后田间的聚集与扩散的动态过程和空间分布规律,为综合防治提供理论依据,作者根据2009年在秀山县的田间系统调查资料,运用地统计学中的半方差函数,建立了褐飞虱发生期的空间变异曲线模型,并利用Surfer8.0软件对空间分布数据进行插值和模拟.结果表明,在本研究尺度下,褐飞虱各时间段均呈聚集分布,空间依赖范围约为49-132 m,变程随时间先减小,后增大;自水稻插秧开始,褐飞虱密度逐渐增大,8月20日达到最高峰,即该时段应是本地区防治褐飞虱的关键时期.     

重庆市秀山县田间褐飞虱生物型研究

褐飞虱生物型的研究对于抗虫品种的布局、选育和褐飞虱的综合治理具有重要的指导意义.该研究用标准苗期鉴定法对重庆市秀山县田间褐飞虱种群进行生物型测定,种植具有不同抗性基因的5个水稻鉴别品种TN1,Mudgo,ASD7,Rathu-heerati和Babawee,在苗期接入采自秀山县清溪镇和平凯镇杂交稻田的褐飞虱2～3龄若虫,按国际水稻研究所的鉴别标准测定褐飞虱的生物型.结果表明除了敏感品种TN1稻株100%死亡外,具有Bph1抗性基因的Mudgo品种及具有bph2抗性基因的ASD7品种稻株也全部死亡,而分别具有抗性基因Bph3和bph4的Rathu-heerati和Babawee品种稻株未出现死亡现象,由此初步推断重庆市秀山县褐飞虱属于生物型1、生物型2和生物型3的混合种群.     

广西褐飞虱发生气候背景分析

利用1991~2012年广西龙州、武鸣、合浦、玉林、柳江、来宾、贺州、永福、兴安、全州等植保站褐飞虱灯诱虫情资料,结合同期龙州、永福等10个气象站气温、降水历史资料和NCEP气象再分析数据,分析近22年广西褐飞虱发生特点及其气候背景。结果表明:在气候变暖背景下,广西褐飞虱的迁入始见期、首次迁入高峰期均呈逐年提早的趋势,分别偏早2.7 d/10年及1.7 d/10年;迁入终见期有逐年推迟的趋势,推迟时间为3.7 d/10年。广西3月份气温越高,则褐飞虱迁入的始见期越早,两者相关系数r=-0.558,达P=0.01的显著性水平。广西褐飞虱灾变性迁入的发生与降水关系密切,始见期当天或者前1 d中有降水的概率达92.5%,首次迁入峰期前1 d出现降水的概率为85.1%,7月份降水量越多、雨日越多,褐飞虱的迁入量越大。当7月份850 h Pa高空以偏南气流为主时,会引发广西褐飞虱的灾变性迁入;而以偏北气流为主时,则褐飞虱发生偏轻。     

褐飞虱和白背飞虱与主要天敌时间生态位研究

采用田间系统调查的方式研究了3种不同类型田(常规稻田、杂交稻田、预测圃)褐飞虱、白背飞虱与其主要天敌(主要包括蜘蛛、隐翅虫、黑肩绿盲蝽、稻红瓢虫、螯蜂)的时间生态位宽度及生态位重叠,分析了各类群在时间资源序列上分布的数量特征和资源利用状况.研究结果表明:不同类型稻田中稻飞虱和其天敌的时间生态位宽度是不同的,但都是以蜘蛛的生态位宽度最大,且个体数量在时间序列上分布较为均匀.而螯蜂、稻红瓢虫、黑肩绿盲蝽与蜘蛛类相反,大部分集中在某些资源序列上,生态位宽度指数小.     

Wolbachia 在中国稻田飞虱中的感染和传播

用ＰＣＲ方法检测了采集于不同地域的稻田飞虱共生菌Ｗｏｌｂａｃｈｉａ的感染,发现灰飞虱Ｌａｏｄｅｌｐｈａｘ ｓｔｒｉａｔｅｌｌｕｓ,褐飞虱Ｎｉｌｅｐａｒｖａｔａ ｌｕｇｅｎｓ,白背飞虱Ｓｏｇａｔｅｌｌａ ｆｕｒｃｉｆｅｒａ 为Ｗｏｌｂａｃｈｉａ所感染。克隆了编码Ｗｏｌｂａｃｈｉａ外膜蛋白质的ｗｓｐ基因并进行了序列测定,对ｗｓｐ的ＲＦＬＰ分析证实了这些飞虱为单一Ｗｏｌｂａｃｈｉａ感染,还发现一种能同时