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水稻灰飞虱(Laodelphax striatellus Fallén),属同翅目(Homoptera),飞虱科(Delphacide),是水稻生产上的一种重要害虫,广泛分布于我国各地。灰飞虱除直接刺吸水稻汁液造成为害外,还传播水稻条纹叶枯病和黑条矮缩病等重要病毒病。近年来,灰飞虱种群发生数量呈逐年锐增态势,并于2004年暴发成灾。伴随着灰飞虱大发生,水稻条纹叶枯病也在我国暴发与流行,给水稻生产造成了严重的损失。长期以来,对灰飞虱的防治主要依靠施用化学农药,导致灰飞虱种群抗药性不断增强,天敌杀伤严重,环境污染加剧,兼之灰飞虱具有迁飞特性,防治效果并不十分理想。利用品种抗性被认为是防治灰飞虱最为经济有效的方法之一,选育高抗灰飞虱新品种,既能有效防止灰飞虱直接取食为害,也可以阻断灰飞虱传播病毒病。本研究在参照标准苗期筛选法的基础上,对该方法进行了适当改进,建立了适用于水稻抗灰飞虱苗期集团鉴定的技术。利用改进的苗期集团筛选法,对138份来自江苏、浙江、云南等地水稻种质进行了抗灰飞虱鉴定与评价,并对其中部分种质进行了抗性特性研究;同时分析了抗虫品种DV85、高抗品种Kasalath和Mudgo对灰飞虱抗性的数量性状基因座。有关研究结果如下:1.利用改进的苗期集团鉴定法从138份水稻种质中筛选出对灰飞虱具有不同程度抗性的材料25份,占总鉴定材料的18.1%,其中高抗种质2份,抗性种质9份,中抗材料14份,粳稻品种明显比籼稻品种感虫。对部分材料进行的排驱性、抗生性试验及相关分析表明,Rathu Heenat(iRHT)、Mudgo、Kasalath和IR36对灰飞虱具有强的排驱性和抗生性,其抗性水平与这两种抗虫机制密切相关;道人桥、羊毛谷的抗生性强,但排驱性弱,其主要抗虫类型为抗生性;Dular、ASD7和Milyang 23对灰飞虱具有较强的排驱性和抗生性,表明排驱性和抗生性是这3个品种的重要抗性类型;DV85具有较强的排驱性,但抗生性较弱,窄叶青8号和鬼衣谷具有中等水平的抗生性和排驱性,推测这3个材料具有较好的耐害特性。中抗材料9311的抗性水平由中等排驱性和抗生性控制,V20A的抗性主要表现为排驱性,明恢63和扬粳9538的排驱性与抗生性均较弱,暗示其抗性机制主要是耐害性。上述具有强抗生性或排驱性的材料是理想的抗灰飞虱资源。2.籼稻品种DV85对灰飞虱表现明显的苗期抗性,运用改进的苗期集团筛选法,结合排驱性及抗生性测验,鉴定了由81个株系组成的Kinmaze ( japonica) / DV85 ( indica)重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体的亲本及各株系对灰飞虱的抗性表现。利用Windows QTL Cartographer 2.5进行抗灰飞虱数量性状基因座检测和遗传效应分析。通过苗期集团筛选法,在第11染色体上检测到2个抗性QTLs,即Qsbph11a、Qsbph11b,其LOD值分别为2.51和4.38,贡献率分别为16.7%和27.8%,结合表型值,Qsbph11b应为主效QTL。通过排驱性测验,共检测到3个抗性QTLs,分别位于第3、4、11染色体上,LOD值分别为2.88、2.41和2.39,贡献率为9.17～14.9%,可解释37.5%的总表型变异。此外,在第3、11染色体上分别检测到1个抗生性相关QTL,其LOD值分别为2.79和2.33,贡献率分别为12.4%和13.5%。通过上述3种方法,均在11染色体上的XNpb202～C1172标记区间检测到1个抗性QTL,且其抗性效应均来自DV85,说明该抗性位点能够稳定表达。上述抗性QTL及其相应的连锁标记,可望在聚合多个抗性基因的分子标记辅助选择育种中加以应用。3.水稻品种Kasalath高抗灰飞虱,对灰飞虱表现出强的排驱性和抗生性。为了进一步解析该品种的抗性机理,利用Nipponbare/ Kasalath//Nipponbare回交重组自交系群体进行水稻抗灰飞虱数量性状基因座分析。通过Windows QTL Cartographer 2.5进行复合区间作图发现,在苗期集团接虫试验中,于第3、11染色体上共检测到3个抗灰飞虱QTL位点Qsbph3b、Qsbph11d、Qsbph11e,其LOD值分别为3.14、2.95和4.12,贡献率为13.8%、12.6%和23.5%。从其加性效应看出,增强抗性的基因效应分别来自于Kasalath、Nipponbare和Kasalath。通过排驱性测验,检测到3个对灰飞虱具有排驱性的QTLs(Qsbph3c、Qsbph8和Qsbph11f),分别位于第3、8、11染色体上,各QTL的LOD值分别为3.19、2.58和3.36,贡献率为10.3 %～13.6 %,可解释群体表型总变异的36.4 %。抗生性研究表明,在第2、11染色体上各存在1个抗性QTL位点Qsbph2、Qsbph11g,LOD值分别为3.23和3.52,贡献率为13.8%和14.7%,加性效应显示这2个数量性状基因座对灰飞虱的抗性均来自抗虫亲本Kasalath。通过三种不同的表型鉴定方法分别检测到的Qsbph11e、Qsbph11f和Qsbph11g,均位于第11染色体上标记S2260～G257之间,表明该位点对Kasalath的抗性表现起着重要作用。与这些数量性状基因座连锁的分子标记,可望应用于培育对灰飞虱具有持久抗性水稻新品种的育种实践中。4.Mudgo是一个高抗稻飞虱的籼稻品种,对灰飞虱具有强的排驱性和抗生性抗性。本研究利用Mudgo/武育粳3号F2群体,构建了含有177个单株的F2群体的遗传连锁图谱。该连锁图包含104个SSR标记和3个Indel标记,覆盖整个水稻基因组1409.9 cM ,每两个标记之间的平均距离为13.2 cM。采用改进的苗期集团筛选法对177个F2:3家系进行了抗性鉴定,通过Windows QTL Cartographer 2.5进行复合区间作图分析,在第2、3、12染色体上各检测到1个抗灰飞虱QTL位点Qsbph2b、Qsbph3d和Qsbph12a,分别位于标记RM5791～RM29、RM3199～RM5442和I12-17～RM333 1之间,单个LOD值分别为3.25、3.11和6.82,贡献率为15.6%～35.3%,可解释68.7%的总表型变异。其中Qsbph12a与标记RM3331和I12-17紧密连锁。加性效应表明,各QTL增强抗性的等位基因效应均来自于Mudgo。结合表型鉴定的结果,Qsbph12a应为抗灰飞虱主效QTL,与该位点紧密连锁的标记可用于进行抗灰飞虱快速选择辅助育种。