利用一套水稻同核异质广亲和不育系(细胞核源自保持系国广B,细胞质源野败型、矮败型、冈型、D型、印水型和K型)及二套同质异核不育系(野败型和印水型胞质)与广泛应用的恢复系明恢63和密阳46配组构成的杂交子一代材料,采用抗虫性田间评价与室内测定、昆虫行为试验与生理生化指标测定、昆虫群体与个体研究相结合的方法,研究不育胞质和质核互作对两种重要水稻害虫(白背飞虱和二化螟)的抗性反应、行为学与个体抗生性反应,综合评价上述材料对白背飞虱和二化螟抗性的影响,明确不同胞质的抗虫性遗传效应和质核互作的抗虫性遗传效应。为杂交稻抗虫性的改良及制定有效的育种策略提供依据,以及进一步开展相关的分子生物学研究和保持我国杂交稻研究的国际先进水平奠定基础。
不育胞质对杂交稻抗虫性的遗传效应研究在国内外尚未见报道。以一套同核异质广亲和不育系和两套同质异核不育系与恢复系蜀恢162和密阳46配组获得杂交子一代(F1)材料。通过测定抗二化螟的3项指标(幼虫存活率、幼虫体重和田间水稻枯心率)以及抗白背飞虱的3项指标(蜜露量、卵发育率和田间若虫种群密度),分析了不育系的细胞质、细胞核和质核互作对白背飞虱和二化螟抗性的遗传效应。供试不育系及其杂交组合对二化螟的抗性影响主要是幼虫体重变化和水稻枯心率。同核异质不育系中,D型细胞质不育系国广4A上的二化螟幼虫体重最轻、枯心率最低;质核互作效应和细胞质效应是影响幼虫体重的主要因素;细胞核效应、细胞质效应和质核互作效应都影响着水稻的枯心率。同核异质不育系国广3A和国广5A具有明显的杀卵作用。印32A和II-32A具有较强的拒取食作用。印32A上的田间若虫种群密度也很低。细胞核效应、细胞质效应和质核互作效应都影响着白背飞虱的蜜露量和田间若虫量,细胞质效应是影响白背飞虱卵发育率的主要因素。充分、合理地利用不育系的细胞质和质核互作效应可明显提高杂交稻对二化螟和白背飞虱的抗性。