VIRULENCE TO RICE CULTIVARS AND SELECTION FOR VIRULENCE IN POPULATIONS OF THE BROWN PLANTHOPPER NILAPARVATA LUGENS

Abstract

Biotype 1, 2 and 3 populations from the Philippines were selected for 11 generations on 3 standard rice cultivars, TN1 (no gene for resistance). Mudgo (Bph 1). and ASD7 (bph 2). Percentage survival, weight of newly emerged ♀ ♀ and time taken for 50°C of survivors to become adults were scored for each line at each generation and combined into a single index. Virulence was assessed before and after 10 generations of selection by measuring weight change and weight of honeydew produced by ♀ ♀ in 24 hr. Performance and virulence of all lines changed markedly towards the normal “biotype” on each variety. Thus biotypes were labile and effectively converted one to another. A population from Australia first responded to TN1 as resistant. After selection it resembled Philippine biotype 1 in virulence to TN1. It is concluded that individual N. lugens are variable in feeding performance and populations are capable of rapid response to selection. The use of the term biotype is therefore misleading. RÉSUMÉ Virulence de populations de Nilaparvata lugens sur des cultivars de riz et évolution de ce caractère au cours de sélections Les caractéristiques de la virulence des populations, appelées “biotypes” 1, 2 et 3 de N. lugens des Philippines, ont été précisées sur des variétés de riz contenant respectivement, aucun gěne de résistance (TN1), Bph 1 (Mudgo) et bph 2 (ASD7). Ces populations ont été sélectionnées pendant 11 générations sur chacune de ces variétés et comme témoins sur des variétés hǒtes normales. Pour chaque génération, les performances de chaque lignée ont été précisées par te taux de survie, le poids des adultes à l‘émergence et le temps nécessaire à l'obtention de 50% d'adultes. Ces critères ont été combinés pour fournir un indice de performance. La virulence des lignées sur les 3 variétés standard a été examinée après 10 générations, en mesurant le poids de miellat produit et le changement de poids de femelles en 24 h. Dans toutes les expériences, les performances et la virulence de chaque lignée ont évolué nettement vers celles du “biotype” de chaque variété de riz. Il est ainsi possible de transformer un biotype en un autre. Quand elles ont été sélectionnées sur une variété différente et testées à nouveau sur leur hǒte habituel, la plupart des populations n'ont montré qu'une faible diminution de leur virulence originelle. Ceci est la preuve de la complexité des caractéristiques des biotypes. Une population allopatrique de Queensland (Australie) a d'abord réagi à TN1 (considéré généralement comme intégralement sensible) comme à une variété résistante. Après 11 générations de sélection, elle a ressemblé au biotype 1 Philippin par ses performances et sa virulence sur TN1. On peut en conclure que les individus de N. lugens ont des performances alimentaires très hétérogènes. La variabilité est importante et les populations peuvent répondre rapidement à une sélection pour les caractères de virulence. Ainsi le terme de biotype dans un sens étroit peut conduire à des malentendus sur la natur...

Planthopper Outbreaks in Different Paddy Ecosystems in Asia: Man-Made Hopper Plagues that Threatened the Green Revolution in Rice

“…Local BPH populations from different rice varieties in the different places in Sri Lanka showed different virulence patterns and specific adaptation to the respective local host rice plants, on which they fed and reproduced (Claridge and den Hollander 1982). Interestingly, a perennial wild rice Oryza rufipogon is universally susceptible to all the local BPH populations.…”

“…Present BPH populations in Southeast Asia exhibit complicated variations in their virulence patterns depending upon the history of rice variety shifts in each locality, where genefor-gene patterns are no longer recognized between the BPH populations and rice varieties (Claridge and den Hollander 1982).…”

“…The BPH populations, which have differential ability or inability to infest rice varieties with specific BPH resistance genes identified by SSST, are commonly referred to as biotypes, although there are some controversies about genetic status and nomenclature of biotype populations (Claridge and den Hollander 1982).…”

Geographic and Research Center Origins of Rice Resistance to Asian Planthoppers and Leafhoppers: Implications for Rice Breeding and Gene Deployment

“…However, a study conducted at about the same time and using a different N. lugens population virulent to the same Bph1 gene, identified a different 'virulence gene' and associated 'virulence QTLs' [48]. Furthermore, previous studies have indicated the role of regional adaptation by planthoppers to locally popular rice varieties: for example, Claridge and Den Hollander [19] have shown that N. lugens from Australia had poor survival on the highly susceptible Asian variety TN1. Furthermore, Claridge et al [20] indicated that N. lugens populations from Sri Lanka had highest fitness when reared on varieties from the regions where each population was originally collected, but had low fitness on varieties from other regions.…”

Artificial selection of biotypes of green rice leafhopper, Nephotettix cincticeps Uhler (Homoptera: Cidadellidae), and virulence to resistant rice varieties

“…Such a biotype of the brown planthopper, Nilaparvata lugens, was observed after resistant varieties of rice were cultivated for a few years (Sogawa, 1982;Gallagher et al, 1994). Several studies showed that N. lugens populations have genetic variation in virulence to resistant rice varieties using artificial selection in the laboratory (den Hollander and Pathak, 1981;Ito and Kisimoto, 1981;Claridge and den Hollander, 1982) and quantitative genetic analysis (Tanaka, 1999). The artificial selection of biotypes was also carried out in the green leafhopper, Nephotettix virescens Takita and Habibuddin, 1985).…”