姜少芸 郑露 朱昳 刘浩 黄俊斌
摘要:【目的】鉴定湖北省主栽水稻品种对稻瘟病的田间抗性,筛选获得抗稻瘟病的水稻品种,为水稻抗病品种的合理布局及稻瘟病抗病育种提供参考。【方法】收集湖北省主栽水稻品种共169份,于2012~2015年在湖北省远安县设立自然鉴定病圃,按照叶瘟、穗颈瘟分级标准调查病情指数,依据抗性分级标准对品种进行抗性评价。【结果】供试品种对稻瘟病的抗感反应存在明显差异,未筛选到高抗品种;对叶瘟表现抗病的品种有18个,中抗品种49个,分别占鉴定品种总数的10.6%和28.8%;对穗颈瘟抗病的品种有10个,中抗品种28个,分别占鉴定品种总数的5.9%和16.5%;对叶瘟和穗颈瘟均表现中抗水平以上的品种有深两优5814、天优华占等34个,占总品种数的20.0%。【结论】天优华占、温229、金科优651、曾抗1号、成恢178和川抗993经过两年或两年以上的田间鉴定,叶瘟和穗颈瘟综合评价表现为抗病,适宜在生产中利用。
关键词: 稻瘟病;叶瘟;穗颈瘟;抗性评价;湖北省
中图分类号: S435.111.41 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2016)08-1303-10
Abstract:【Objective】Resistance of main rice cultivars in Hubei province to rice blast were identified, in order to obtain resistant cultivars and provide information for selection and distribution of resistant materials. 【Method】A total of 169 main rice cultivars were collected in Hubei, and their resistances to leaf blast and neck blast were identified in field of Yuanan county, Hubei province during 2012-2015. Disease index(DI) was investigated, and rice resistance was evaluated based on grading standards of rice blast. 【Result】The results showed that, there were significant differences in resistant response of tested rice cultivars to rice blast. No high-resistant cultivar was screened out. Eighteen cultivars showed resistance to leaf blast, accounting for 10.6% of total cultivars, while 49 cultivars showed moderate resistance to leaf blast, accounting for 28.8% of total cultivars. In addition, ten cultivars showed resistance to neck blast, accounting for 5.9% of total cultivars, and twenty-eight showed moderate resistance to neck blast, accounting for 16.5% of total cultivars. Thirty-four cultivars including Shenliangyou 5814 and Tianyouhuazhan etc. showed moderate resistance or high resistance to both leaf and neck blasts, accounting for 20.0% of total cultivars. 【Conclusion】Some cultivars including Tianyouhuazhan, Wen 229, Jinkeyou 651, Zengkang 1, Chenghui 178 and Chuankang 993 were resistant to both leaf and neck blasts in two or more years of field experiment, and should be promoted in rice production.
Key words: rice blast; leaf blast; neck blast; resistance evaluation; Hubei province
0 引言
【研究意義】稻瘟病是水稻主要病害之一,由稻梨孢(无性态Pyricularia oryzae,有性态Magnaporthe oryzae)侵染引起(Ou, 1985)。据报道,全球每年因稻瘟病造成的水稻产量损失约占总产量的10%~30%,经济损失达数十亿美元;在我国,稻瘟病每年均有不同程度发生,特别是近几年在西南、长江中游和东北等稻作区持续大发生,年发病面积达330万~570万ha,损失稻谷数亿公斤,给我国水稻安全生产带来巨大隐患(郑钊等,2009;胡建坤等,2015)。目前防治稻瘟病的主要途径是化学防治和选育抗病品种(卢礼斌等,2011;褚晋等,2014),化学防治虽直接有效,但长期使用易使病害产生抗药性,并对环境和粮食造成污染;种植抗病品种和水稻品种合理布局是防治稻瘟病最经济、有效和安全的措施,但由于稻瘟病菌生理小种复杂且变异频繁(Zhou et al., 2004),直接导致水稻抗病品种在大面积推广种植3~5年后丧失抗病性,引起稻瘟病暴发和流行(雷财林等,2004;王伟舵等,2015)。因此,鉴定水稻品种的抗瘟性,对筛选新的抗病良种、保证水稻高产、稳产具有重要意义。【前人研究进展】在过去的几十年中,国内外专家学者相继鉴定出Moroberekan、Dourode Perecose、OS6、IR36、IR42、Milyang30、Tetep、三黄占2号、梅三五2号、谷梅2号和湘资3150等具有稻瘟病广谱或持久抗性的种质资源(何秀英等,2011)。朱小源等(2006)于2001~2005年对广东省154个水稻品种进行了多点田间稻瘟病自然诱发抗性鉴定,发现中抗以上品种有75个,占48.70%。韦燕萍等(2009)从1500份普通野生稻中鉴定出38份抗稻瘟病材料,在113份药用野生稻中发现18份抗稻瘟病材料。颜群等(2011)于2005~2010年对213份国家水稻区试新品种、958份广西水稻区试新品种及11236份各水稻育种单位提供和选育材料进行稻瘟病田间自然病圃诱发鉴定,结果发现参加国家区试、广西区试水稻新品种中大多数表现为感病或高感;在11236份水稻育种材料中表现高抗的有82份、抗级473 份、中抗987份。龙厚志等(2012)利用田间自然病圃对44份杂交水稻新品种进行抗瘟性鉴定,结果筛选到高抗品种福优27和福优28。【本研究切入点】湖北省是我国重要的水稻产区之一,但迄今为止在湖北省尚未系统开展水稻品种的抗瘟性鉴定。【拟解决的关键问题】选用湖北省主推水稻品种169份,在湖北省远安县采用田间自然诱发病圃法进行稻瘟病抗性评价,以期筛选出在田间抗性较好的品种,为水稻品种的合理布局及稻瘟病抗病育种提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
2012~2015年鉴定湖北省主推水稻品种169份,其中2012和2013年各种植93个品种,2014年种植94个品种,2015年种植126个品种(供试品种均由湖北省宜昌市农业科学院提供)。病圃四周种植的稻瘟病诱发品种丽江新团黑谷由中国农业大学植物保护学院分子植物病理实验室提供。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 鉴定病圃 田间自然病圃设在湖北省远安县荷花镇望家乡。供试种子经常规浸种催芽后进行旱育秧,约1个月后将秧苗移栽至大田进行抗性鉴定。病圃四周种植稻瘟病诱发品种丽江新团黑谷,以保证各生育阶段有充足的菌源。田间管理措施根据当地常规生产田标准,鉴定病圃内禁用杀菌剂,杀虫剂的使用根据虫害发生严重程度而定。田间不采用人工接种,整个鉴定试验完全在自然诱发条件下进行。
1. 2. 2 病害调查方法 在叶瘟流行盛期调查叶瘟病情,每品种五点取样,每点调查80~100片叶(旗叶以下2片叶),记录病叶数和病级,计算病叶率及病情指数(DI)。在水稻成熟期调查穗颈瘟病情,每个品种五点取样,每点调查20穗,记录病穗数和病级,计算病穗率及病情指数。叶瘟和穗颈瘟调查参照国家稻瘟病测报调查规范(GB/T 15790-2009)中的田间病情分级标准。
1. 2. 3 抗性评价标准 水稻品种对叶瘟、穗颈瘟的抗性等级均依据其在病圃中的病情指数进行判定(杜宜新等,2010)。每年品种抗性评价(RE)根据当年病情指数分级,综合抗性评价(IE)根据平均年病情指数分级;稻瘟病抗性评价分级标准见表1。
1. 2. 4 水稻品种对稻瘟病抗性综合评价 采用水稻品种出现频率综合评价供试水稻品种对稻瘟病的抗性。频率(%)=每年同一抗性等级的水稻品种数目/每年的水稻品种数目;其中,2012和2013年各种植93个品种,2013年18个品种苗瘟发病过重不计入总数,2014年种植94个品种,2015年种植126个品种,4年合计170个品种。
2 结果与分析
2. 1 不同水稻品种对叶瘟的抗性评价
2012~2015年对169份湖北省主推水稻品种进行叶瘟病情调查,结果(表2)表明,供试水稻品种在田间自然诱发条件下对叶瘟的抗性存在明显差异。以平均病情指数为评价指标,未发现高抗(HR)品种;18个品种表现为抗病(R),其中天优华占、温229、C两优华占、曾抗1号、成恢178、川抗993、嘉花1号、金科优651和巨风8643种植了两年或两年以上;深两优5814、早优143和准两优527等49个品种表现为中抗(MR);48个品种表现为中感(MS);包括对照品种丽江新团黑谷在内的其余品种均表现为感病(S)或高感(HS)。
2. 2 不同水稻品种对穗颈瘟的抗性评价
2012~2015年对169份湖北省主推水稻品种进行穗颈瘟病情调查,结果(表3)表明,供试水稻品种在田间自然诱发条件下对穗颈瘟抗性存在明显差异。以平均病情指数为评价指标,未发现高抗(HR)品种;10个品种表现为抗病(R),其中天优华占、温229、曾抗1号、成恢178、川抗993和金科優651种植了两年或两年以上;深两优5814、五优308和中糯1号等28个品种表现为中抗(MR);35个品种表现中感(MS);包括对照品种丽江新团黑谷在内的其他品种表现感病(S)或高感(HS)。
2. 3 不同水稻品种对稻瘟病的抗性综合评价
通过连续4年鉴定试验综合评价品种抗性,结果(表4)表明,供试水稻材料中未发现高抗品种;对叶瘟表现抗病的品种有18个,中抗品种49个,分别占鉴定品种总数的10.6%和28.8%;对穗颈瘟抗病的品种有10个,中抗品种28个,分别占鉴定品种总数的5.9%和16.5%;对叶瘟和穗颈瘟均表现中抗水平以上的品种有深两优5814、天优华占等34个,占总品种数的20.0%。
3 讨论
田间自然诱发病圃法是目前自然接种中应用最广泛的方法,该方法所用稻瘟菌菌株来源于大田,菌源丰富,小种多样性和代表性较好,发病条件也是自然控制,故鉴定结果能较准确反映大田的实际情况。该方法具有成本低、操作简便易行等特点,是一种较为经济实用的方法;缺点是对气候、季节依赖性强,鉴定次数少(杨健源等,2007)。该方法适用于发病稳定的地理生态环境,其中雾露重、昼夜温差大、适温、多雨是病圃稻瘟病菌增殖和侵染的必要条件。本研究所选用的田间自然病圃设在湖北省宜昌市远安县荷花镇望家乡,该地区海拔约680 m,6~8月多雨、雾重,属稻瘟病常发区,为水稻抗瘟品种的鉴定提供了适宜条件。从叶瘟和穗颈瘟调查结果看出,2012~2015年稻瘟病在不同品种上发生程度有所差异,但采用的对照品种丽江新团黑谷在病圃中种植后均表现为感病(S)或高感(HS),说明病圃发病严重程度可以客观评价不同品种的抗性水平。
本研究依据多年鉴定试验的平均病指评价供试水稻品种抗性,总体上感病品种多于抗病品种。深两优5814、黄华占和天优华占等17个品种在种植两年及以上年份对稻瘟病均表现抗性,且在叶瘟和穗颈瘟调查期间均表现为中抗以上水平,其中,天优华占、温229、曾抗1号、成恢178、川抗993和金科优651在多年调查中对叶瘟和穗颈瘟均表现为抗病(R),是最理想的抗源材料;另外,川丰6号、川谷优202和富优21等17个品种对叶瘟和穗颈瘟表现为中抗以上水平,但由于这些品种仅进行了一年田间抗性鉴定,其抗性还需重复一年试验以进一步确认。
本研究发现部分水稻品种对叶瘟和穗颈瘟的抗性有明显差异,如II优084和Y两优7号对叶瘟分别表现为中抗和抗病,而在穗颈瘟发生时期调查表现为感病或中感,可能是叶瘟与穗颈瘟的发病间隔期较长,其所处的栽种环境、气候条件等因素存在差异;另外,在水稻生育期内稻瘟病菌生理小种群体可能发生变化,导致叶瘟和穗颈瘟的发病程度不完全一致,与刘毅雄等(2014)的研究结果基本一致。由4年的调查结果可以看出,穗颈瘟病情总体高于叶瘟,表明稻瘟病后期的危害高于前期,需更加重视穗颈瘟的防治工作(赵剑锋等,2014);在生产中由于穗颈瘟发生严重程度直接影响水稻产量,因此对穗颈瘟抗性的评价相对于叶瘟更能反映各品种的真实抗性水平;多年抗性鉴定试验中五优308、金优5138、荆优6510和陆两优996等在叶瘟时表现感病或中感,而对穗颈瘟表现中抗,也可考虑在生产上应用。另外,供试品种中有97个品种在穗瘟调查期间综合评价为感病(HS或S),为严格筛选程序这些品种不宜进行田间推广种植。
本研究通过对169个水稻品种进行田间抗性鉴定,明确了湖北省主推水稻品种抗稻瘟病现状,筛选出的抗病品种为水稻品种选择和布局提供了重要依据。但湖北省不同地区的生态环境及稻瘟菌菌源小种分布有所不同(姜于兰,2004),本研究仅选取远安县作为田间鉴定病圃,不能确定筛选出的抗病品种在不同地区的抗性是否稳定,因此,应在湖北省选取多个具有代表性的地点设置病圃,以确认抗病品种是否适合在全省或更大范围推广。
4 结论
本研究通过对169个湖北省主推水稻品种进行多年的自然诱发田间抗稻瘟病性鉴定,筛选出34个对叶瘟和穗颈瘟抗性均在中抗以上的品种,其中天优华占、温229、金科优651、曾抗1号、成恢178和川抗993经过两年或两年以上的田间鉴定,叶瘟和穗颈瘟综合评价一直表现为抗病,适宜在生产中利用。
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(責任编辑 麻小燕)