不同水稻品种（品系）对不同来源稻曲病菌株的抗性反应

潘 波，杨春晓，杨志富，李成刚，朱小源，杨健源，冯爱卿，刘二明，谭新球

（1.湖南农业大学生物安全科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.湖南省植物保护研究所，湖南 长沙 410125；3.广东省植物保护研究所，广东 广州 510640）

近年来，随着全球气候的变化和耕作制度的改革，稻曲病在我国水稻生产区的发生呈逐年加重趋势，其中杂交稻的发病最为明显。稻曲病是由Ustilaginoidea virens（Cooke）Tak.引起的真菌病害[1]，该病的致病菌是一种既可危害水稻有对人畜产生毒害作用的真菌，日本科学家己从稻曲球中分离得到了6 种毒素，其中毒素A 毒性最强[2-3]。

尽管稻曲病已经引起研究人员的高度重视，但是目前的研究仅限于该病的化学防治、病菌人工接种技术、部分基础生物学特性等方面[4]，对其病原菌的侵染过程、抗性水稻品种的抗病机制，以及病原菌致病能力与水稻品种的亲和作用等方面尚未见报道。为探讨不同水稻品种（品系）与不同来源的稻曲病病菌之间是否存在亲和性互作，以可能具有抗稻曲病的水稻品种和不同地域来源的病原菌为材料展开研究，以期完善水稻品种（品系）对稻曲病的抗性鉴定评价体系，并为水稻抗稻曲病育种和水稻品种田间合理布局提供相关依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

将田间采集的新鲜稻曲球按文献[5]进行预处理，再参照文献[6-8]进行分离纯化得到单胞，保存备用。通过rDNA-ITS 序列分析确认菌株，并结合相关生物学特性（菌丝生长速率、色素、产孢量）进行比较分析，选取产孢量大的11 个菌株接种作为供试菌株（表1）。

表1 供试稻曲病菌株

1.2 供试水稻品种

2010年，广东省植物保护研究所利用人工接种技术在室内和田间对水稻品种进行了抗性鉴定，选取其中对菌株UV0901 显示抗性的恢4、恢9、恢17、恢19、恢21、恢24、恢27、黄15、金优207、丰源优299 作供试品种，以田间稻曲病发病率较高的两优培九和岳优9113 作易感品种。

2011年5月4日将水稻材料播种于湖南省植物保护研究所的试验田中，不同材料之间进行隔离，苗龄30 d 左右进行移栽，每个品种栽植60 丛，每行5 丛，共12 行，田间施肥水平按照超高产栽培模式进行[9]，害虫和杂草按照常规管理。为保证试验结果的可靠性，生长期间不使用任何杀菌剂。

1.3 接种液制备

将纯化的供试稻曲病菌株打孔转接到50 mL PS 液体培养液（含硫酸链霉素50 μg/mL），每瓶接种2 块，于28±1℃、160 r/min 振荡培养7 d，为避免薄壁分生孢子的损伤，保证分生孢子正常萌发，先将培养液用双层纱布过滤，得到孢子悬浮液与菌丝。将菌丝用捣碎机捣碎[10]，然后与孢子悬浮液混合（7.5×105个/mL），将混合液作为人工接种体置于冰上待用。

1.4 田间接种

于头季稻孕穗期7～8 期（即水稻抽穗前5～9 d）进行人工接种，具体操作为：8月1～3日下午16∶00～18∶00 将接种液注射到穗部的近下部或上部，直到菌液从穗苞充满溢出（通常每穗约2～3 mL）。每个品种菌株接种10 穗，同时注射清水作为对照。为保证最适发病条件，在气温超过30℃时进行喷水降温，维持田间温度在28℃左右，相对湿度（RH）90%以上。

头季稻调查结束后及时收割水稻，注意保留地上部约10 cm 的稻茎，灌水并追施氮肥促使水稻再生，于再生稻抽穗前4～7 d 再次进行人工接种，具体步骤和操作方法同上。

1.5 田间调查和分级标准

分别于接种后第21 天和蜡熟期进行田间调查，统计接种稻穗的发病穗数、每穗发病病粒数以及每个品种稻穗的平均谷粒数，然后计算病穗率和平均病粒率。计算方法如下：

病穗率（%）=接种发病穗数总接种穗数×100%

平均病粒率（%）=总发病粒数发病穗数×品种每穗平均粒数×100%

根据病穗率和每穗发病病粒数初步确定相关供试水稻品种抗性反应，具体分级标准如下：接种稻穗的病穗率<1.00%，每稻穗发病粒数不超过1粒，定为0 级，属于高抗（HR）；病穗率1.00%～5.00%，每稻穗发病粒数不超过3 粒，定为1 级，属于抗性品种（R）；病穗率5.10%～10.00%，每稻穗发病粒数不超过5 粒，定为3 级，属于中抗品种（MR）；病穗率10.10%～25.00%，每稻穗发病粒数不超过5 粒，定为5 级，属于中感品种（MS）；病穗率25.10%～50.00%，每稻穗发病粒数不超过7 粒，定为7 级，属于感病品种（S）；病穗率>50.00%或每稻穗发病粒数不超过7 粒，定为9 级，属于高感品种（HS）；任何指标超过抗性级别相应移动。

2 结果与分析

2.1 头季稻对不同菌株的抗性反应

头季稻于2011年8月1～3日接种，采取水雾降温保湿处理，但由于平均气温较高，接种后病穗率最高为70.00%（恢17 对菌株YN1012），平均病粒率最高为3.25%（恢17 对菌株HN1007），接种效果并不理想。但从总体来看，接种后同一水稻品种对不同接种菌株的抗性反应表现有一定的差异，同一菌株对不同水稻品种的抗性反应差异也较为明显（详见表2）。

2.2 再生稻对不同菌株的抗性反应

表2 不同供试水稻品种头季稻对不同来源稻曲病病株的抗性反应

再生稻接种结果显示接种成功率明显比头季稻高，病穗率均超过了90%，最高达100.00%，平均病粒率最高为8.14%。从水稻品种来看，恢4、恢17、恢21、恢24、黄15 和感病对照材料岳优9113、两优培九对不同的菌株均表现为中度感病到高度感病，其中恢17 和黄15 对所有供试菌株表现为高感反应；而恢9、恢19、金优207、丰源优299 对不同来源的供试菌株表现的抗性反应从高感到免疫，相比较而言恢9 和金优207 对50.00%供试菌株表现为免疫。从供试菌株来看，相同的菌株对不同供试品种抗性反应也表现为高感到免疫，如恢9 对菌株GD1001 表现为免疫，而金优207 则表现为感病；恢9 对菌株GZ1001 表现为感病，而金优207则表现为免疫等（详见表3）。

表3 不同供试水稻品种再生稻对不同来源稻曲病菌株的抗性反应

3 讨 论

研究结果表明：2010年在广东省植物保护研究所利用菌株UV0901 进行人工接种鉴定的抗性材料，在不同环境条件下抗性反应发生明显改变，这与水稻稻瘟病抗性鉴定一样，抗性材料可能只在特定区域内具有抗性[18]。另外，同一供试水稻品种对不同来源的稻曲病菌株的抗性反应差异明显，可能是因为不同菌株对寄主有选择性致病差异；而头季稻和再生稻对同一菌株的抗性反应存在明显差异，可能是由于不同生长季节气候条件变化影响了病菌的致病力引起的；对于同一来源的菌株，不同水稻品种的抗性反应存在差异，表明不同水稻品种与稻曲病菌株之间存在亲和性互作特性，具体作用机理还有待进一步研究。

供试材料头季稻接种的效率明显低于再生稻季，除接种气候因素影响外，可能与再生稻生长发育迅速、生育期相对较短、营养供应充足等因素有关，具体原因还有待进一步研究。仅从上述结果来看，利用水稻头季稻和再生稻连续进行人工接种，来鉴定和评价水稻的稻曲病抗性，可以缩短抗性鉴定周期，同时可进一步确定不同气候条件下，品种抗性是否稳定。

致谢：

真诚感谢王疏、胡东维、陈志谊、李少杰老师和胡茂林博士赠送稻曲病菌株。衷心感谢广东农科院植物保护研究所的朱小源、杨健源、陈深和冯爱卿老师的长期协同合作及赠送水稻材料。

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