王中梅等
摘要:通過(guò)田間考察、白背飛虱監(jiān)測(cè)、室內(nèi)分子鑒定等方法調(diào)查研究2010年湖北省水稻南方黑條矮縮病的流行概況,掌握了湖北省水稻南方黑條矮縮病毒病發(fā)生的面積、發(fā)生程度、水稻品種感病性、介體昆蟲種群動(dòng)態(tài)等情況。研究結(jié)果顯示,水稻南方黑條矮縮病在湖北省長(zhǎng)江沿線的荊州、孝感、咸寧、黃石、鄂州、黃岡等地的水稻種植區(qū)普遍發(fā)生,水稻品種普遍感病,該病毒病已隨介體昆蟲白背飛虱從南方水稻種植區(qū)傳播至處于長(zhǎng)江流域的中部水稻種植區(qū),并有進(jìn)一步向長(zhǎng)江以北擴(kuò)散的趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:水稻南方黑條矮縮病;白背飛虱;南方水稻黑條矮縮病毒;湖北省
中圖分類號(hào):S432.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2012)04-0717-04
由斐濟(jì)病毒屬(Fijivirus)暫定新種南方水稻黑條矮縮病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)引起的水稻南方黑條矮縮病,自2001年在廣東省陽(yáng)西縣被周國(guó)輝等[1]發(fā)現(xiàn)以來(lái),已迅速擴(kuò)散至我國(guó)南方廣大稻區(qū)[2-4]。2009年,該病害在我國(guó)南部及越南晚季稻上暴發(fā)成災(zāi),造成嚴(yán)重的產(chǎn)量損失,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)的受害面積在30萬(wàn)hm2以上,其中失收面積超過(guò)0.65萬(wàn)hm2[5-7];2010年又在南方地區(qū)暴發(fā)流行,造成水稻中晚稻受災(zāi)面積約120萬(wàn)hm2,給糧食安全和農(nóng)民增收帶來(lái)嚴(yán)重影響。該病毒病的危害區(qū)域快速地從我國(guó)南方水稻種植區(qū)擴(kuò)展至中部水稻種植區(qū)(長(zhǎng)江流域水稻種植區(qū))[8,9]。以湖北省為例,2009年以前,未有水稻南方黑條矮縮病的報(bào)道,2009年該病毒病在荊州局部水稻種植區(qū)被發(fā)現(xiàn),而2009年8月份以來(lái),已經(jīng)在湖北省長(zhǎng)江沿線的荊州、咸寧、黃石、鄂州、黃岡等地相繼有疑似水稻南方黑條矮縮病的發(fā)生報(bào)道[8,9]。鑒于水稻南方黑條矮縮病對(duì)水稻生產(chǎn)的潛在危害性、水稻病害監(jiān)控的需要以及近期部分地區(qū)因該病導(dǎo)致的社會(huì)穩(wěn)定問(wèn)題,湖北省植物保護(hù)總站組織調(diào)研小組前往荊州、咸寧、黃岡等地水稻種植區(qū)進(jìn)行調(diào)查研究,初步掌握了湖北省水稻南方黑條矮縮病發(fā)生的面積、嚴(yán)重程度、水稻品種感病性、介體昆蟲的種群動(dòng)態(tài)等情況,現(xiàn)報(bào)道如下。
1材料與方法
1.1調(diào)查時(shí)間、地點(diǎn)及方法
根據(jù)湖北?。玻埃埃鼓晁灸戏胶跅l矮縮病的發(fā)生情況以及2010年各地市植物保護(hù)站(局)對(duì)該病毒病的上報(bào)情況,湖北省植物保護(hù)總站組織調(diào)研小組和各地市植物保護(hù)站(局)于2010年8月中旬、9月中旬對(duì)湖北省長(zhǎng)江沿線的宜昌、荊州、咸寧、黃石、黃岡等市進(jìn)行全面調(diào)查,先后調(diào)查了宜昌市夷陵區(qū)、枝江市,荊州市荊州區(qū)、公安縣、石首市、監(jiān)利縣,咸寧市崇陽(yáng)縣、通城縣、嘉魚縣,黃岡市黃州區(qū)、黃梅縣、浠水縣,黃石市大冶市、陽(yáng)新縣等14個(gè)縣(市、區(qū))的23個(gè)自然村,實(shí)地調(diào)查了水稻病毒病的發(fā)生情況,調(diào)查內(nèi)容包括水稻品種感病性、育秧期降雨情況、育秧時(shí)間、栽培方式、水稻矮化率和病害嚴(yán)重程度、介體昆蟲的種群動(dòng)態(tài)等。
1.2 白背飛虱動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
水稻南方黑條矮縮病的發(fā)生與介體白背飛虱遷入數(shù)量密切相關(guān)。調(diào)取湖北省稻飛虱監(jiān)測(cè)點(diǎn)(武穴市植物保護(hù)局、通城縣植物保護(hù)站)2010年3~8月白背飛虱遷飛監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
1.3病原檢測(cè)和鑒定
1.3.1水稻矮縮樣品等材料的采集與保存采集宜昌市夷陵區(qū)、枝江市,荊州市荊州區(qū)、公安縣、石首市、監(jiān)利縣,咸寧市崇陽(yáng)縣、通城縣、嘉魚縣,黃岡市黃州區(qū)、黃梅縣、浠水縣,黃石市大冶市、陽(yáng)新縣等14個(gè)縣市的23個(gè)自然村的水稻矮縮樣品?;钪昙舻羯习氩亢蠓N植于福建農(nóng)林大學(xué)植物病毒所防蟲網(wǎng)室內(nèi),病株上半部則保存于-70 ℃超低溫冰箱中。病毒檢測(cè)對(duì)照樣品為已經(jīng)鑒定的湖北公安水稻南方黑條矮縮病病株(2009年采集)、湖北孝感水稻南方黑條矮縮病病株(2009年采集)、福建福州水稻黑條矮縮病病株、福建連城水稻南方黑條矮縮病病株以及實(shí)驗(yàn)室保存的RRSV和RDV dsRNA基因組核酸樣品。
1.3.2病毒dsRNA基因組核酸的提取和電泳病毒基因組核酸(dsRNA)的提取參考周雪平等[10-12]病株中直接提取病毒基因組核酸的方法,略加改進(jìn)。具體步驟如下:采集具有典型癥狀的水稻病葉,加液氮研磨成粉末。用2倍體積的2×STE及酚、氯仿抽提,低速離心。上清液用無(wú)水乙醇稀釋至17%,注入用17%乙醇1×STE平衡過(guò)的纖維素(CF-11)柱中,然后用80 mL 17%乙醇1×STE洗脫,再用不含乙醇的1×STE洗脫,洗脫液用乙醇沉淀后真空抽干,即為RBSDV-dsRNA。提取的病毒dsRNA基因組核酸片段用1%的瓊脂糖凝膠電泳加以分離,EB染色觀察結(jié)果。
1.3.3RT-PCR檢測(cè)根據(jù)已經(jīng)發(fā)表的RBSDV湖北分離物S10片段(AF227205)和SRBSDV湖北分離物的S10片段(HM585270)序列及序列差異設(shè)計(jì)特異性引物PJF、PPJR、PNJR[9],分別特異性擴(kuò)增RBSDV和SRBSDV相應(yīng)片段(RBSDV為412 bp,SRBSDV為1 045 bp)。
反轉(zhuǎn)錄:待檢測(cè)的湖北樣品和對(duì)照樣品直接使用已經(jīng)分離得到的病毒dsRNA基因組核酸,引物用PJF引物,操作過(guò)程按照反轉(zhuǎn)錄試劑盒(Fermentas)說(shuō)明進(jìn)行。
PCR:PCR反應(yīng)體系按照TaKaRa的Ex-Taq酶使用說(shuō)明進(jìn)行,反應(yīng)程序?yàn)椋海梗?℃變性4 min,30個(gè)循環(huán)的擴(kuò)增(95 ℃ 30 s,52 ℃ 45 s,72 ℃ 1 min),最后72 ℃延伸10 min,產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳,EB染色后BioRad凝膠成像系統(tǒng)觀察記錄。
2結(jié)果與分析
2.1水稻病毒病的檢測(cè)和鑒定
23個(gè)地點(diǎn)的水稻矮縮樣品經(jīng)病毒特異dsRNA基因組核酸檢測(cè),除宜昌市夷陵區(qū)、枝江市以及荊州市荊州區(qū)等3個(gè)地點(diǎn)的樣品未檢測(cè)出病毒dsRNA基因組核酸外,其他20個(gè)地點(diǎn)的病株都檢測(cè)出病毒的dsRNA基因組核酸(圖1)。由于RBSDV和SRBSDV的dsRNA基因組核酸結(jié)構(gòu)幾乎相同,其電泳圖譜無(wú)法區(qū)分[8-13],因此需進(jìn)行RT-PCR進(jìn)一步鑒定。圖2為這20個(gè)地點(diǎn)樣品的RT-PCR檢測(cè)圖,從中可以看出,2010年湖北省發(fā)生的水稻矮縮病是由南方水稻黑條矮縮病毒引起的[11]。
2.2湖北省水稻南方黑條矮縮病發(fā)生情況
調(diào)查發(fā)現(xiàn),2010年湖北省長(zhǎng)江沿岸地區(qū)晚稻病毒病發(fā)生普遍,發(fā)生面積較大,晚稻產(chǎn)量有一定損失;中稻也有發(fā)生,但損失不大。在隨機(jī)調(diào)查的23個(gè)自然村中,除宜昌市夷陵區(qū)鄧村、枝江市北湖村以及荊州市荊州區(qū)采集的矮化水稻樣品排除水稻病毒病外,其他村中晚稻全都不同程度感染水稻南方黑條矮縮病。重病田塊的水稻矮化比例高達(dá)40%~80%,有些田塊的水稻矮化比例為5%~40%,一般田塊的水稻矮化比例為0.5%~5.0%。據(jù)湖北省植物保護(hù)總站初步統(tǒng)計(jì),全省中稻水稻矮縮病發(fā)生面積約1.093萬(wàn)hm2(16.4萬(wàn)畝),其中病叢率<1%有0.700萬(wàn)hm2(10.5萬(wàn)畝)、1.00%~4.99%有0.367萬(wàn)hm2(5.5萬(wàn)畝)、5.00%~9.99%的有0.020萬(wàn)hm2(0.3萬(wàn)畝)、10.00%~29.99%有0.067萬(wàn)hm2(1萬(wàn)畝),有11個(gè)縣有報(bào)道發(fā)生;晚稻發(fā)生面積約2.480萬(wàn)hm2 (37.2萬(wàn)畝),其中病叢率<1%有1.667萬(wàn)hm2(25萬(wàn)畝)、1.00%~4.99%有0.667萬(wàn)hm2(10萬(wàn)畝),5.00%~9.99%的有0.133萬(wàn)hm2(2萬(wàn)畝),10.00%~29.99%有0.007萬(wàn)hm2(0.1萬(wàn)畝),30%以上的有0.007萬(wàn)hm2(0.1萬(wàn)畝),有12個(gè)縣(市、區(qū))有發(fā)生,因水稻南方黑條矮縮病導(dǎo)致的晚稻減產(chǎn)預(yù)計(jì)為5%左右。
2.3湖北省水稻南方黑條矮縮病暴發(fā)流行的原因分析
2.3.1介體白背飛虱與病毒病流行關(guān)系武穴市植物保護(hù)局2010年5~8月稻飛虱遷飛監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(圖3)顯示,5月初就有白背飛虱遷入,5月中下旬有2個(gè)遷入峰,6月有1個(gè)遷入高峰期,6月15~30日燈下累計(jì)蟲量達(dá)1 027頭,較上年同期688頭多49.3%;7月有2個(gè)遷入高峰期,其中7月16~22日燈下稻飛虱累計(jì)蟲量1 056頭,是上年同期228頭的4.6倍,8月燈下褐飛虱數(shù)量增多,8月1~20日稻飛虱燈下累計(jì)蟲量達(dá)3 415頭,是上年同期922頭的3.7倍,其中褐飛虱958頭,是上年同期104頭的9.2倍。通城縣植物保護(hù)站2010年3~12月稻飛虱遷飛監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,2010年白背飛虱的遷入量較往年早,3月底、4月初就有白背飛虱遷入,5月下旬、6月上旬達(dá)到頂峰,達(dá)到2 000頭/(燈·晚),并有幾個(gè)遷入高峰期。盡管未檢測(cè)遷入昆蟲的帶毒率,但2010年湖北省水稻病毒病發(fā)生的區(qū)域基本上都臨近湖南、江西兩省,白背飛虱也是從湖南、江西方向遷入,而2010年包括湖南、江西兩省在內(nèi)的南方水稻種植區(qū)水稻南方黑條矮縮病暴發(fā)流行。因此可以推測(cè),由遷入湖北省的帶毒白背飛虱傳播并引起了湖北省水稻南方黑條矮縮病的發(fā)生流行。
2.3.2水稻生育期與病毒病流行關(guān)系水稻生育期的不同階段感病性不同,苗期至分蘗期是感染病毒導(dǎo)致水稻南方黑條矮縮發(fā)病的主要時(shí)期。從圖3可見(jiàn),2010年帶毒介體大量遷入時(shí),早稻已經(jīng)開(kāi)始孕穗,不易感染;中稻已處于分蘗后期,不易感染;晚稻處于苗期至分蘗期,這一時(shí)期水稻抗性較弱,易感染水稻病毒病。因此,帶毒蟲源遷入時(shí)期與晚稻感病期吻合,導(dǎo)致晚稻發(fā)病嚴(yán)重;與中稻分蘗后期吻合,中稻部分發(fā)病,但對(duì)生長(zhǎng)影響不大;與早稻感病期未吻合,早稻未見(jiàn)發(fā)病。從檢測(cè)結(jié)果和田間癥狀來(lái)看,不同時(shí)期感病的水稻植株高度不一樣,秧苗期、移栽返青期感病后多呈明顯的矮縮癥狀,而之后感染的水稻多數(shù)矮化癥狀不明顯。2010年湖北省帶毒蟲源遷入高峰期剛好處于晚稻苗期至分蘗期,促使了當(dāng)年晚稻病毒病的流行。
2.3.3水稻品種與病毒病流行關(guān)系晚稻田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),所有種植的水稻品種均不同程度感病,未發(fā)現(xiàn)明顯抗病品種,但不同品種的感病程度不同,如高度感病的有宜優(yōu)207、鄂糯7號(hào)、珍糯等品種,較為感病的有金優(yōu)117、晚秈98、天優(yōu)8號(hào)、天優(yōu)998、揚(yáng)兩優(yōu)6號(hào)、金優(yōu)928、豐兩優(yōu)299、武優(yōu)308、華優(yōu)332、三香優(yōu)714、金優(yōu)725、豐兩優(yōu)4號(hào)、兩優(yōu)培九Ⅱ、岳優(yōu)360、岳優(yōu)9113、三香優(yōu)786、豐源優(yōu)299等水稻品種。
2.3.4地理氣候條件與病毒病流行關(guān)系在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),山區(qū)環(huán)境有利于介體昆蟲的遷入和病毒傳播,不利于防控。湖北省水稻南方黑條矮縮病發(fā)生嚴(yán)重的地區(qū)皆為靠南的丘陵地帶或山區(qū),江漢平原發(fā)病盡管較為普遍,但發(fā)病率較低(0.5%~5.0%),而丘陵、山區(qū)不僅發(fā)病較為普遍,而且存在較多發(fā)病嚴(yán)重的田塊,有些甚至絕收。推測(cè)這與丘陵地帶或山區(qū)特殊的氣候環(huán)境有關(guān)。在白背飛虱遷入高峰期的5月下旬和6月上旬,黃岡、咸寧、大冶等地山區(qū)因局部環(huán)境條件,導(dǎo)致降雨或下旋氣流較平原多,這有利于介體昆蟲白背飛虱的遷入。降雨較多、光照不足,不利于幼苗生長(zhǎng)和壯秧培育,而有利于介體的取食和病毒的傳播;同時(shí)因降雨過(guò)多,無(wú)法及時(shí)噴藥防治白背飛虱,導(dǎo)致病毒快速傳播,從而導(dǎo)致水稻病毒病流行。
2.3.5對(duì)新病毒認(rèn)識(shí)不足與病毒病流行關(guān)系南方水稻黑條矮縮病毒是近年發(fā)現(xiàn)的一種新的植物呼腸孤病毒,對(duì)由此病毒引起的病毒病流行規(guī)律的認(rèn)識(shí)還不夠充分。調(diào)研中發(fā)現(xiàn),不僅是農(nóng)民,基層植保站和基層農(nóng)技站人員也無(wú)法辨別水稻南方水稻黑條矮縮病,有些認(rèn)為是種子帶毒,有些認(rèn)為是蟲害所致;各級(jí)政府對(duì)水稻病毒病的危害性認(rèn)識(shí)不足,等到病毒病流行時(shí)再布置防控為時(shí)已晚。
3小結(jié)與討論
在調(diào)研和檢測(cè)的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題。①病毒病認(rèn)識(shí)問(wèn)題。不僅是農(nóng)民,很多基層植保工作者也無(wú)法識(shí)別水稻南方黑條矮縮病等水稻病毒病,這對(duì)水稻病毒病的有效防控極為不利。②水稻病毒病的流行學(xué)規(guī)律還不清楚,如遷飛性昆蟲介體的來(lái)源地、遷入時(shí)間和路線以及氣候因素影響等。③檢測(cè)水平和手段需進(jìn)一步提高,特別是適合基層的檢測(cè)技術(shù)和方法缺乏。④政府對(duì)水稻病毒病認(rèn)識(shí)和對(duì)水稻種植投入不足。⑤缺乏水稻抗性品種。⑥水稻病毒病暴發(fā)流行產(chǎn)生的民生和社會(huì)穩(wěn)定問(wèn)題有待解決。
針對(duì)以上問(wèn)題,結(jié)合湖北省水稻生產(chǎn)實(shí)際,力求保障糧食安全穩(wěn)定,使經(jīng)濟(jì)損失降低到最低,現(xiàn)階段或?qū)?lái)應(yīng)采取以下應(yīng)對(duì)措施[5-7,14,15]:
1)積極組織各級(jí)植保部門的技術(shù)人員開(kāi)展調(diào)查,培訓(xùn)農(nóng)技人員,加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo),采取有效措施,向村民宣傳水稻南方黑條矮縮病等病毒病的防治,對(duì)已經(jīng)染病的稻田要及時(shí)拔除有病植株,防止病毒繼續(xù)傳染;未發(fā)病的稻田要加強(qiáng)管理,及時(shí)噴藥防治,力爭(zhēng)將產(chǎn)量損失降到最低;發(fā)病率在50%以上的田塊建議改種其他作物,避免更大的損失。
2)加強(qiáng)檢測(cè)力度,及時(shí)確診水稻病毒病,做好昆蟲介體的遷入檢測(cè)和帶毒率檢測(cè),為水稻病毒病防控提供依據(jù)。
3)重點(diǎn)抓好晚稻的管理和保護(hù),晚稻品種盡量避免使用高感或較為感病的品種;晚稻苗期和分蘗前期及時(shí)噴藥防治白背飛虱,有條件的地方可以應(yīng)用防蟲網(wǎng)保護(hù)秧田;晚稻的播種期可以提前1~2周,以避開(kāi)白背飛虱的遷入高峰期,在白背飛虱的遷入高峰期加強(qiáng)稻飛虱防治,保護(hù)秧田和移栽返青期的水稻。
4)政府應(yīng)投入一定的資金解決因水稻病毒病產(chǎn)生的民生和社會(huì)穩(wěn)定問(wèn)題,如為水稻生產(chǎn)投保、給予因病毒病損失的農(nóng)戶一定的補(bǔ)助等。
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