水稻品种（系）对白背飞虱的抗性评价与抗性机理研究

摘要

白背飞虱[Sogatella furcifera(Horváth)]是目前危害水稻(Oryza sativa L.)的重要害虫。利用优良的抗虫水稻品种是控制稻飞虱为害的重要措施，而阐明水稻抗飞虱的机理有助于水稻良种的筛选与培育。本研究测定了抗性水稻在分蘖期对白背飞虱的忌避性、耐虫性和抗生性方面的指标，并通过盆栽试验和田间试验进行了验证与评估;利用蛋白质组学技术，对抗虫水稻进行生物信息学分析。研究结果对于综合评价水稻种质资源抗性，筛选和培育抗性品种具有重要意义。主要内容如下:
　　(1)测定不同水稻品种（系）在分蘖期受白背飞虱取食胁迫前后叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛和叶片黄化天数来评价耐虫性;通过观测白背飞虱若虫发育历期，存活率与成虫寿命来评价抗生性;运用改进的“H”型嗅觉仪来观测白背飞虱对水稻的选择行为以评价其忌避性;2016年盆栽试验，调查了飞虱产卵情况与种群数量，首次利用雷达图构建了水稻对稻飞虱的综合评价体系。结果表明，叶片黄化天数与水稻的抗性等级显著负相关（R=-0.824）;感虫水稻的黄化天数仅为6.53天，显著低于抗虫水稻;白背飞虱取食抗性水稻后的存活率明显低于感虫水稻TN1;相比抗虫水稻，感虫水稻TN1对白背飞虱的吸引力更强，平均被选择率大于60％;BG276-6和TN1在1h后的差异显著，不符合1∶1的比例，具有忌避BG276-6的现象;G577和TN1的组合在1h和2h后均差异显著，表明G577也有较强忌避性;雷达图中感虫水稻TN1所展示的面积最小、其抗性也最弱，盆栽试验中受飞虱为害的产卵率为46.37％，显著高于抗性水稻，证实了该抗性评价方法的科学性。
　　(2)2017年田间试验，验证了基于雷达图的抗性评价方法的科学性，田间试验中，抗虫水稻相比TN1，有虫量少、受害轻的优势，以水稻79-1163最为突出;白背飞虱数量高峰期时，主要以若虫形态对水稻进行为害，TN1上白背飞虱达到百丛30000头的种群密度，除79-1163低于百丛5000头外，其余水稻的飞虱密度在百丛10000～25000头，这些结果与2016年盆栽试验的结果有相似规律。研究也发现，不同田间抗性鉴定方法的结果稍有偏差，但大体趋势相同;飞虱种群数量与水稻的抗性水平、千粒重和产量有负相关的关系。
　　(3)采用串联质谱标签(tandem mass tags，TMT)、高效液相色谱分级技术及基于质谱的定量蛋白质组学技术，对筛选出的水稻抗白背飞虱材料79-1163和感虫水稻TN1的叶鞘组织进行定量蛋白组研究，鉴定出6645个蛋白质，其中5891个蛋白质包含定量信息，所定量的蛋白质中，比较组中有261个蛋白的表达上调，155个蛋白的表达下调。对包含定量信息的蛋白质进行蛋白注释、功能分类、功能富集及基于功能富集的聚类分析等生物信息学分析，为深入研究奠定了基础。

目录

声明

摘要

第一章文献综述

1．1白背飞虱的研究概述

1．1．1白背飞虱的分布与为害

1．1．2白背飞虱的发生规律与防治

1．1．3白背飞虱的采集与饲养

1．2水稻对稻飞虱抗性的研究概述

1．2．1抗性鉴定与抗虫材料的筛选

1．2．2水稻的抗性机制

1．3雷达图的应用原理与方法

1．4蛋白质组学与串联质谱标签

1．5生物信息学概念

1．5．1 Gene Ontology分析

1．5．2蛋白结构域注释

1．6本研究的目的与意义

第二章水稻品种(系)对白背飞虱的抗性评价

2．1材料与方法

2．1．1供试材料

2．1．2供试仪器与药剂

2．1．3耐虫性试验

2．1．4忌避性试验

2．1．5抗生性试验

2．1．6室外盆栽试验

2．1．7水稻抗性的综合评价

2．1．8数据统计与分析方法

2．2结果与分析

2．2．1耐虫性分析

2．2．2忌避性分析

2．2．3抗生性分析

2．2．4室外盆栽试验结果

2．2．5水稻品种(系)对白背飞虱的抗性综合评价

2．3结论与讨论

第三章水稻品种(系)对白背飞虱的田间抗虫性评价

3．1材料与方法

3．1．1供试材料

3．1．2供试仪器

3．1．3田间室外试验

3．1．4数据统计与分析方法

3．2结果与分析

3．2．1白背飞虱种群动态

3．2．2田间抗性鉴定结果

3．2．3白背飞虱种群数量与水稻产量的相关性分析

3．2．4水稻千粒重与产量的相关性分析

3．3结论与讨论

第四章水稻组织串联质谱标签定量蛋白质组学初探研究

4．1材料与方法

4．1．1供试材料

4．1．2供试仪器与药剂

4．1．3蛋白提取与浓度测定

4．1．4胰蛋白酶酶解

4．1．5 TMT标记与H-PLC分级

4．1．6液相色谱-质谱联用分析

4．1．7数据库搜索

4．1．8生物信息学分析

4．2结果与分析

4．2．1质控结果

4．2．2生物信息学分析

4．3结论与讨论

参考文献

致谢

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