褐飛蝨 (Nilaparvata lugens (Stal))、白背飛蝨 (Sogatella furcifera (Horvath)) 及斑飛蝨 (Laodelphax striatellus (Fallen)) 為東亞地區水稻重要害蟲。在台灣,褐飛蝨及白背飛蝨以少量族群越冬,海外遷入蟲源成為造成台灣水稻嚴重受害之主要來源。遷入蟲源之特性,包含害蟲種類間之發生比例、生物小種及抗藥性等,將深深影響到台灣蟲害管理策略之擬定。 利用回溯軌跡系統 (backward trajectory analysis),分析1990~2005年間高空捕網及誘蟲燈所捕獲蟲體之資料,並顧及遷出時期及氣候等條件,推斷台灣之褐飛蝨及白背飛蝨遷入來源,結果顯示中國華南地區、越南及菲律賓呂宋島為可能遷出源,其中又以中國華南為最主要地區。在第一及第二期作水稻遷入蟲源來自中國華南地區,分別有77% (內含48%源自越南) 及65% (內含50%源自越南);有37% 及56% 來自越南。颱風為自海外引入大量蟲源之最主要因子。 為了解在台灣四個水稻主要栽培地區褐飛蝨及白背飛蝨族群之可能遷出來源,本研究利用於2008~2009年採集褐飛蝨及白背飛蝨族群,其粒線體DNA片段 (cox1 + trnL2 + cox2) 序列 (分別為1928及1927 bp) 作為分子標誌進行定序分析,結果顯示褐飛蝨及白背飛蝨同種內各族群個體間之遺傳距離相當接近,僅在特定年份之特定地區,有少數個體可被歸類成另一族群。是故,以目前所利用之分子標示,尚無法得知台灣各地區之褐飛蝨及白背飛蝨族群之來源。 為了解遷入台灣之褐飛蝨族群對抗性水稻品種之衝擊,在2007~2010年檢測台灣四個不同地區褐飛蝨族群,於Mudgo (具Bph1抗性基因)、H105 (具bph2抗性基因)、Rathuheenati (具Bph3及Bph17抗性基因) 及Babawee (具bph4抗性基因) 等四個具不同抗性基因水稻品種上,接入剛羽化之短翅型雌成蟲,以雌蟲腹部可膨大或能存活超過5日者,視為具有為害能力,結果顯示各地區褐飛蝨族群在Mudgo及H105等抗性水稻品種上,75~100% 雌蟲能存活超過5日者,其中有65~100% 雌蟲腹部可膨大;在Babawee抗性水稻品種上,30~83% 雌蟲能存活超過5日,其中有3~28% 雌蟲腹部可膨大,且近年來有逐漸增加之趨勢;在Rathuheenati抗性水稻品種上,20~80% 雌蟲能存活5日,其中有0~28% 雌蟲腹部可膨大。此結果顯示抗褐飛蝨之水稻基因Bph1及bph2由於相對應生物小種之出現而崩潰,近幾年來已顯示抗性基因bph4也逐漸失去效力。是故,積極引入不同抗性基因於水稻育種系統,以因應褐飛蝨生物小種在台灣發生之現況,乃為當務之急。 此外,在2007-2010年間利用局部點滴法,檢定台灣四個地區之水稻三種飛蝨族群對藥劑之感受性,半數致死劑量 (LD50) 結果顯示褐飛蝨對芬普尼 (fipronil) 及達特南 (dinotefuran) 兩種藥劑之LD50甚低,分別在0.10~1.25及0.09~2.70 μg g-1之間;但益達胺 (imidacloprid) 之檢定結果較高,LD50 為35.8~53.4 μg g-1,且近期有逐漸上升之趨勢。白背飛蝨族群對賽速安 (thiamethoxam)、益達胺及達特南等三種藥劑之LD50甚低,分別在0.06~2.72, 0.05~1.73及0.12~3.05 μg g-1之間;但芬普尼之檢定結果較高,LD50 介於2.67~13.7 μg g-1,且近期有逐漸上升之趨勢。斑飛蝨族群對芬普尼之LD50最低,介於0.04~0.74 μg g-1,惟各地區檢測各種藥劑感受性之結果,依年度及地區之變化相當大。褐飛蝨族群對賽速安及益達胺藥劑感受性之檢定結果,呈現正交互抗性(positive cross-resistance) 之關係。褐飛蝨及白背飛蝨分別對益達安及芬普尼之藥劑感受性調查呈現明顯差異現象。依目前檢定之結果,並未有一種能同時防治三種飛蝨之藥劑,只有達特南對褐飛蝨及白背飛蝨仍具有良好防治效果。 為簡化水稻飛蝨類害蟲之管理工作,本研究利用共食群 (feeding guild) 之概念,建立水稻三種飛蝨的為害當量系統 (injury equivalency system),此系統可整合同一共食群中,不同種類各發育期之為害,可更精確估算其對水稻之為害量,也可用於預測同一為害群中,不同害蟲種類之各蟲期混棲為害時,對水稻產量造成之可能損失,並建立因應多種經濟變因情況下的水稻飛蝨類經濟為害限界矩陣,此系統之提出為改善水稻害蟲整合性管理決策擬定 (decision-making) 之第一步,可供未來推廣應用及改進。 為配合共食群經濟防治基準之應用,本研究亦探討其最適取樣技術,將三種水稻飛蝨整合成一複合群 (rice planthopper complex),比較各別物種飛蝨與三種飛蝨複合種族群之空間分布型式,結果顯示除白背飛蝨外,其餘均呈現聚集型分布。經由Taylor’s power law分析褐飛蝨、白背飛蝨及斑飛蝨在族群密度為每叢水稻上10隻之最適取樣數,分別為155、54及380叢;但以三種飛蝨複合種之最適取樣數則為115叢水稻,大幅減輕取樣工作之負荷。 綜觀上述得知,台灣水稻飛蝨遷入源頭主要為中國華南地區、越南及菲律賓呂宋島,然而利用粒線體DNA片段作為分子標誌,尚無法有效區分台灣各地區之褐飛蝨及白背飛蝨族群內之個體差異,是故,目前無法得知各地區蟲源之確切來源。檢定褐飛蝨生物小種及三種飛蝨之藥劑感受性,所得結果提供了管理技術擬定之重要資訊。利用共食群之概念,建立三種水稻飛蝨共同經濟為害基準及最適取樣數,以簡化水稻飛蝨類害蟲防治與否之決定,可作為未來改善台灣水稻害蟲管理系統之基礎。
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