水稻对稻飞虱抵御机制研究

水稻对稻飞虱抵御机制研究

李再园;王福莲;田小海

【摘要】为更好地利用水稻自身抵御能力遏制稻飞虱为害,综述了水稻抵御稻飞虱的物理、生化效应和机制的研究现状.水稻抵御稻飞虱的物理机制包括宏观的水稻叶脉间距、宽度,钩毛和纤细毛密度、长度,硅含量和微观的粗纤维、胼胝质含量及叶绿体膜稳定性;生化机制涉及水分、可溶性糖、叶绿素、游离氨基、酶物质活性及挥发物的含量.国内外虽广泛涉及水稻自身固有的物理结构及体内生理生化物质对稻飞虱的抵御效应研究,但其分子机理研究较为匮乏,尚需深入系统的研究.%To make fnll utilization of rice resistance to rice plant hoppers,the physical and biochemical resistance mechanism of rice to rice plant hopper was reviewed.The physical mechanism in macroscopy includes the distance and breadth of the vein,density and length of glochid and the content of silicon,and in microscopy involved contents and variation of crude fibre,callose and chloroplast membrane The biochemical mechanism is related to the moisture,soluble sugar,chlorophyll,free amino,enzymatic activity of rice.However little is known about the molecular mechanism in physiology aad biochemistry.

【期刊名称】《热带作物学报》

【年(卷),期】2017(038)004

【总页数】6页(P769-774)

【关键词】水稻;稻飞虱;抵御机制

【作者】李再园;王福莲;田小海

【作者单位】湖北省主要粮食作物协同创新中心长江大学昆虫研究所湖北荆州434025;湖北省主要粮食作物协同创新中心长江大学昆虫研究所湖北荆州434025;湖北省主要粮食作物协同创新中心长江大学昆虫研究所湖北荆州434025

【正文语种】中文

【中图分类】S435.112

doi10.3969/j.issn.1000-2561.2017.04.029

水稻是世界三大粮食作物之一，是亚洲最重要的粮食作物。稻田间常有褐飞虱[Nilaparvata lugensi (Stál)]、白背飞虱[Sogatella furcifera(Horváth)]和灰飞虱[Laodeobhax striatellus(Fallén)]等一类害虫，俗称为稻飞虱。稻飞虱是造成水稻减产的主要害虫，其成虫、若虫刺吸水稻韧皮部汁液为害，造成水稻氮含量下降、光合速率降低、各种保护酶活性等变化，引起水稻生长缓慢、分蘖延迟、千粒重降低，严重时造成水稻枯死，呈“虱烧”状[1]。该类害虫还可传播水稻齿叶矮化病毒(RRSV)、水稻黑条矮缩病(RBSDV)等病毒病[2]。

目前稻飞虱的防治中，国内外主要以化学防治和选育栽培水稻抗虫品种为主。长期使用化学农药，稻飞虱产生严重的抗药性[3-4]和频繁的再猖獗[5-6]。水稻抗虫品种培育中，对于抗稻飞虱基因的精细定位以及水稻抗虫基因的功能尚不完全明确[7-8]，且稻飞虱对特定抗性基因表现出适应性[3，9]，降低水稻抗虫效率。而水稻自身物理和生化抗性具有稳定性[10-12]，利用水稻自身的抵御能力阻止稻飞虱危害，减少使用化学药剂对环境和稻米品质等产生影响，是防治稻飞虱较为经济有效途径之一。

本文简要综述了水稻抵御稻飞虱的物理机制（叶脉间距宽度，钩毛和纤细毛密度、长度，硅含量和微观的粗纤维、胼胝质含量及叶绿体膜稳定性）及生化机制（水分、可溶性糖、叶绿素、游离氨基、酶物质活性及挥发物的含量和变化），以期为开展利用水稻自身的抵御能力研究、培育水稻抗稻飞虱品种提供依据。

植物可以通过自身宏观和微观结构抵御植食性昆虫的取食和产卵[13-15]。水稻对

稻飞虱抵御能力亦与其自身宏观和微观的物理结构有关[16-17]，水稻外在宏观结

构如叶脉、钩毛、纤细毛、双硅层等和微观结构如纤维素和叶绿体、胼胝质等的分布、排列、密度、含量等均与其抵御稻飞虱的能力相关。

1.1 水稻宏观结构抵御机制

水稻叶片（叶鞘）表皮外部结构可抵御稻飞虱为害，降低稻飞虱取食、产卵定位效率。

叶脉间距小、叶脉宽的水稻品种对稻飞虱的抵御能力较强，如灰飞虱在叶脉间距大(165.32 μm)、叶脉较窄(18.92 μm)的感虫品种（‘越光’）上取食选择性较叶脉间距较小(129.82 μm)和叶脉较宽(22.59 μm)的抗虫品种（‘粤泰’）强，虫口密度大[10]。

钩毛和纤细毛数量、长度与水稻对稻飞虱的抵御能力密切关系，数量多、长度大抵御能力更强。高抗品种‘丰两优916’钩毛(42 μm)、纤细毛(62μm)长度较高感

品种‘青两优916’钩毛(15μm)、纤细毛(28 μm)长，且‘丰两优916’钩毛（0.75根/mm2）、纤细毛（1.48根/mm2）密度较‘青两优916’钩毛（0.14

根/mm2）、纤细毛（0.64根/mm2）大。高抗品种表现出较强的物理抵御能力[18]。钩毛密度≥0.37根/mm2、纤细毛密度≥0.64根/mm2是水稻抗白背飞虱的叶鞘表皮钩毛和纤细毛密度的低限指数[19]。

1923年McColloch和Salmon[20]首次发现硅在植物的抗虫性中起重要作用。植物体内硅元素较多时，植株叶片及叶鞘表皮细胞上易形成角质层（双硅层），增加