三种稻飞虱的翅型选择响应与遗传规律研究

论文摘要

稻飞虱是目前影响水稻稳产、高产的一类主要害虫,其主要包括褐飞虱Nilaparvata lugens （Stal）.白背飞虱Sogatella furcifera （Horvath）和灰飞虱Laodelphax striatellus （Fallen）.稻飞虱通过产生长翅型个体进行迁飞或扩散,从而扩大为害区域,给水稻生产带来巨大损失。稻飞虱的翅型分化一直是飞虱种群生态学研究中的一个重要主题,摸清翅型分化的遗传规律与调控机制,将有利于对种群发生发展进行预测预报,指导防控。同时,也能为飞虱种群翅型进化的研究提供理论支持与指导。本文以褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱为对象,在恒定条件下对三种稻飞虱的翅型进行连续多代次的筛选,并对筛选得到的各翅型纯系或近纯系进行了长、短翅型间的杂交试验,同时测定翅型纯系或近纯系的翅型对光周期、稻株生育期和若虫密度的反应,以揭示三种飞虱翅型筛选响应和遗传规律。通过研究获得了以下初步结果：（1）在室内稳定条件（25±1℃,80%RH, L:D=14:10）下用标准稻苗对褐飞虱亲本的长翅雄虫×长翅雌虫（M♂xM♀）、长翅雄虫×短翅雌虫（M♂×B♀）、短翅雄虫×短翅雌虫（B♂×B♀）和短翅雄虫×长翅雌虫（B♂×M♀）四种类型配对,白背飞虱和灰飞虱亲本的长翅雄虫×长翅雌虫（M♂×M♀）和长翅雄虫×短翅雌虫（M♂×B♀）两种类型配对的翅型,进行连续代次的筛选,在每代中选取与亲本翅型相同的个体进行单对交配。结果表明,三种稻飞虱的翅型具有明显的筛选响应。褐飞虱的M♂、xM♀配对筛选16代次后,雄虫长翅率达到97%以上,雌虫长翅率上升到80%左右；B♂×B♀筛选16代次后,雌虫短翅率上升到100%,雄虫短翅率上升到80%左右；而M♂×B♀和B♂×M♀无筛选响应,前者其长翅率在1-15代间基本稳定在50%左右,后者筛选12代后雌虫短翅率仍很高,而雄虫短翅率较低。通过16代次的筛选,基本获得了褐飞虱的长翅和短翅的近纯系。白飞虱M♂xM♀筛选3代次后,其长翅率稳定在100%；M♂xB♀筛选8代次后,种群内的长翅率在50%上下波动,由此获得了白背飞虱的长翅型纯系。灰飞虱M♂xM♀在筛选的6-15代中种群内的长翅率基本保持在95%左右；M♂×B♀筛选9代次后,种群内长翅比率保持在50%上下波动,由此获得了灰飞虱的长翅型近纯系。三种稻飞虱的翅型筛选响应存在明显的种间差异,白背飞虱最容易筛选出长翅型,灰飞虱次之,而褐飞虱最难。不同类型配对的翅型筛选结果表明,褐飞虱雌性后代的翅型受母本和父本翅型的影响；母本为长翅时,其雌性后代翅型受父本翅型的影响大,父本为长翅则雌性后代长翅比率高,父本为短翅则雌性后代短翅比率高；而当母本为短翅时,雌性后代翅型受父本翅型影响小,无论父本翅型为长翅还是短翅,其雌性后代的短翅比率均在90%以上。褐飞虱雄性翅型也受父母本的影响,当父本为短翅时,雄性后代翅型受母本影响大,母本为长翅则雄性后代中长翅率高,母本为短翅则雄性后代中短翅率高；但当父本为长翅型时,后代雄性个体的翅型很少受母本翅型的影响,表现为长翅率均达90-100%。（2）对筛选得到的三种稻飞虱各翅型的纯系或近纯系进行翅型间的杂交遗传研究,结果初步表明,褐飞虱的翅型基本符合一对等位基因控制的从性性状的遗传规律,且基因的显隐性在不同性别间表现不同,雌虫中短翅为显性,而雄虫中长翅为显性。褐飞虱M♂xM♀、Ba×B♀和M♂×B♀配对在各筛选代次中翅型出现比率符合该遗传规律的比率高,但在B♂xM♀中的符合率低。褐飞虱翅的表型与基因型间存在不匹配现象,在长翅雄虫与长翅雌虫的后代中会出现短翅雄虫和短翅雌虫,并且其短翅雄虫与短翅雌虫交配后代的翅型比率与长翅雄虫和长翅雌虫交配的无显著差异。同时,在短翅雄虫和短翅雌虫配对中也会有类似现象。白背飞虱和灰飞虱翅型分化基本可用由二对等位基因控制的与性染色体有关的遗传规律来解释,一对位于性染色体上,控制雄性的翅型,长翅为显性；另一对在常染色体上,控制雌性翅型,短翅为显性。该类遗传规律在白背飞虱和灰飞虱各配对类型的各筛选代次中符合率较高。（3）利用经多世代筛选后的褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱各翅型的纯系或近纯系,测定了其后代翅型对光周期、水稻生育期和若虫密度的反应,结果表明,三种飞虱的长翅或短翅纯系或近纯系后代的翅型基本不受光周期、饲养密度和水稻生育期的影响。在遗传背景一致的条件下,三种飞虱的翅型分化主要由遗传因子控制,翅型对外界因子的反应相对不敏感。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 昆虫翅的多型现象
• 1.1 长翅型和短翅型
• 1.2 有翅型和无翅型
• 1.3 中间翅型
• 2 不同翅型昆虫的生物学特性
• 2.1 发育速率
• 2.2 繁殖率
• 3 影响昆虫翅型分化的因子
• 3.1 温度
• 3.2 光照
• 3.3 湿度
• 3.4 食料
• 3.5 种群密度
• 4 昆虫翅型的调控机制
• 4.1 昆虫翅型分化的内分泌控制机理
• 4.2 昆虫翅型分化的遗传机制
• 5 本研究的主要内容及意义
• 第二章 三种稻飞虱翅型的筛选响应
• 1 材料与方法
• 1.1 供试水稻品种和虫源
• 1.2 三种稻飞虱翅型筛选的方法
• 1.3 数据处理方法
• 2 结果与分析
• 2.1 三种稻飞虱翅型筛选响应的差异
• 2.2 三种飞虱翅型的遗传效应
• 3 讨论
• 第三章 三种稻飞虱翅型的杂交遗传规律
• 1 材料与方法
• 1.1 供试水稻品种和虫源
• 1.2 三种稻飞虱不同筛选系间的杂交方法
• 1.3 褐飞虱长、短翅筛选品系中与亲本反向配对的翅型分化
• 1.4 数据处理方法
• 2 结果与分析
• 2.1 褐飞虱翅型的杂交遗传
• 2.2 白背飞虱翅型的杂交遗传
• 2.3 灰飞虱翅型的杂交遗传
• 3 讨论
• 第四章 环境因子对三种稻飞虱翅型分化的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 光周期对稻飞虱翅型分化的影响
• 1.2 稻株生育期对稻飞虱翅型分化的影响
• 1.3 若虫密度对稻飞虱翅型分化的影响
• 1.4 数据处理方法
• 2 结果与分析
• 2.1 光周期对稻飞虱翅型分化的影响
• 2.2 稻株生育期对稻飞虱翅型分化的影响
• 2.3 若虫密度对稻飞虱翅型分化的影响
• 3 讨论
• 第五章 全文总结
• 1 主要结论
• 2 主要创新点
• 3 不足点
• 参考文献
• 致谢