云南30个水稻品种对水稻白叶枯病的抗性评价

杨 俊， 艾 瑛， 王 星， 杨 超， 孙 雁*， 姬广海*云南省生物资源保护与利用国家重点实验室，云南 昆明 6500; 通海县植保植检站，云南 玉溪 65700

水稻白叶枯病是由黄单胞杆菌水稻致病变种Xanthomonasoryaepv.oryzae引起的细菌病害，属于外来入侵物种，2004年被列入《中国外来入侵物种编目》(徐海根和强胜,2004)，物种编号BH033。白叶枯病是水稻三大病害之一，该病在我国华南、华中和华东以及西南部分稻区经常暴发成灾。病害发生时可导致20%～50%的减产，严重时可导致颗粒无收(Kumaretal.,2013)。生产上主要采用农药防治水稻白叶枯病，近年来由于田间生产中农药选用和施用的不合理，导致水稻白叶枯病菌出现抗、耐药性菌株，致使噻枯唑、噻唑锌和链霉素类农药的效用变低(徐颖等，2013； 杨雅云等，2014； 朱桦琳等，2014)。选育种植抗性品种是防治植物细菌病害最有效和最经济的手段；但由于病原菌致病小种的遗传变化会导致原有抗病品种的抗性丧失(王明明等，2017)，所以筛选新的抗性资源和抗病基因对抗病品种的培育具有重要意义。近年来，国内外研究者已经从常规栽培稻、地方稻和野生稻中发现了42个白叶枯病抗性基因。国家水稻数据中心(http:∥www.ricedata.cn/gene/)记录38个；李定琴等(2017)综述了40个抗病基因Xa1-Xa40的研究进展；Xa41和Xa42是最近研究发现的抗性基因(Vikal & Bhatia,2017)。其中，9个基因被成功克隆，分别为Xa1、Xa3/Xa26、xa5、Xa10、xa13、Xa21、Xa23、xa25 和Xa27，6个显性基因为Xa1、Xa10、Xa21、Xa23、Xa26、Xa27，3个隐性基因为xa5、xa13和xa25(Chenetal.,2002; Liuetal.,2011; Iyer & McCouch,2004; Songetal.,1995; Sunetal.,2004; Wangetal.,2015; Yoshimuraetal.,1983)。

云南不仅是水稻的起源中心之一，而且具有丰富的稻种资源，国内发现的3个野生稻品种在云南均有发现(肖素勤等，2017; 余腾琼等，2016)。本试验研究云南各稻区的一些主栽品种、区试材料和地方稻对水稻白叶枯病的抗性水平，以期为水稻品种布局、育种工作提供参考，也为有效利用抗病品种及研究抗病品种的遗传特性和抗病基因鉴定奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试水稻品种

供试水稻品种为云南省各稻区的30种水稻种质材料，水稻类型及其来源如表1。其中，主栽品种13种，区试材料12种，地方稻5种。感病对照品种为日本晴。

表1 用于测试抗性的云南水稻品种Table 1 Rice cultivars tested for resistance against the major pathogenis strains in Yunnan Province, China

1.2 供试水稻白叶枯病原菌

所采用的7个致病型标准菌株包括6个中国标准白叶枯病菌株小种C4-C9 (YN7、YN11、HEN11、SCYC-6、FUJ、YN24)和1个国际标准菌株菲律宾6号小种PX099 。菌株来源：云南农业大学农业多样性国家工程中心。

1.3 水稻的种植与接种

于2017年4月中旬在云南农业大学植物保护学院开始水稻育苗，5月中下旬移栽种植于云南农业大学试验基地，待水稻孕穗期准备接种。接种菌悬液的制备：从-80 ℃超低温冰箱内取出白叶枯病菌菌种在NA培养基上复壮，划线传代培养(28 ℃、24 h)2次后，利用无菌水配制成3×108CFU·mL-1(D600 nm约0.5)的菌悬液，15 min内进行剪叶接种(用预先处理的型号一致的接种剪刀蘸取菌悬液，在水稻孕穗拔节期选取主茎剑叶平展叶片，剪刀平置，刀尖稍向上，减去约叶片长度的 1/10)。每个菌株至少接种每个品种3株，每株至少剪3片叶(Kauffmanetal.,1973)。

1.4 调查指标与抗性分级标准

接种21 d后(待感病对照完全发病)量取叶片的全叶长和病斑长。参考Los & IRRI (1996)用病斑长与全叶长的比值作为抗性分级标准:0级为高抗(highly resistant，HR)，比值<5%；1级为抗(resistant,R)，5%≤比值<10%；3级为中抗(medium resistance,MR)，10%≤比值<25%;5级为中感(medium susceptibility,MS),25%≤比值<50%；7级为感(susceptibility，S)，50%≤比值<75%；9级为高感(highly susceptible,HS),75%≤比值。

1.5 数据分析

运用软件EXCEL 2010和SPASS 18对30个品种的抗性结果基于非加权组平均法(unweighted pair-group method with arithmetic means，UPGMA)进行聚类分析(李栋等，2018； 吴宪等，2015)。

2 结果与分析

2.1 云南省30个水稻品种对水稻白叶枯病的抗性

30个品种接种7个水稻白叶枯病原菌的抗感反应结果(表2)显示，只有2个材料(玉粳16和JS42糯稻)对7个病原菌均表现抗性；对7个菌株均表现感病的水稻品种有15份，占参试材料的50%。

对国内标准C4致病型菌株(YN7)具有抗性的水稻品种为7个(区试材料6个，主栽品种1个)，占参试材料的23.33%；对C5致病型菌株(YN11)具有抗性的水稻品种有4个(区试材料3个，主栽品种1个),占参试材料的13.33%；对C6致病型菌株(HEN11)具有抗性的水稻材料有8个(区试材料5个，主栽品种3个)，占参试材料的26.67%，其中有一个高抗材料隆科16；对C7致病型菌株(SCYC-6)具有抗性的水稻品种有5个(区试材料4个，主栽品种1个)，占参试材料的16.67%；对C8致病型菌株(FUJ)具有抗性的水稻品种有2个(均为区试材料)，占参试材料的6.67%；对C9致病型菌株(YN24)具有抗性的水稻品种有3个(区试材料2个，主栽品种1个)，占参试材料的10.00%；对菲律宾6号小种(PX099)具有抗性的水稻品种有6个(区试材料4个，主栽品种2个)，占参试材料的20.00%。由此可知，所有参试水稻品种中，区试材料对7个不同致病型白叶枯菌株表现抗性的比例高于主栽品种和地方稻，且5个地方稻品种对7个致病型菌株均未表现抗性。

表2 30个水稻品种对 7 个白叶枯病菌的抗性Table 2 Resistance levels of 30 Yunnanese rice cultivars to seven pathogenic Xanthomonas oryzae pv. oryzae strains

HR：高抗 Highly resistant； R：抗 Resistant； MR：中抗 Medium resistance； MS：中感 Medium susceptibility； S：感 Susceptibility； HS：高感 Highly susceptible。

2.2 聚类分析结果

通过聚类分析可得，30个水稻品种分为3个类群，2个抗性品种(玉粳16和JS42糯稻)聚为一簇；6个对某个致病型菌株具有抗性的水稻品种(岫粳17、玉粳14、版纳毫糯18、JS2糯稻、千禧糯JS50和隆科16)聚为一簇；剩下的22个抗性较差的水稻品种聚为一簇。其中，抗性分级距离为20以上的品种只有玉粳16和JS42糯稻(图1)。

图1 基于30个品种对7个白叶枯病菌抗性结果的UPGMA聚类分析Fig.1 UPGMA cluster analysis of 30 cultivars based on resistance to seven pathogenic Xanthomonas oryzae pv. oryzae strains

3 讨论

开展水稻种质资源对水稻细菌病害的抗性评价是筛选抗病品种的基础工作(俞咪娜等，2014)。袁筱萍等(2016)选用7个不同的白叶枯致病型代表菌株(JS97-6、KS6-6、JS158-2、浙173、1358、OS198、JS49-6)对198份籼稻和123份粳稻主栽品种进行抗性评价发现，供试的主栽品种对白叶枯病的抗性下降，抗和中抗品种不多。史波等(2016)采用国内的鉴别小种R1(YN18)、R2(YN1)、R3(GD414)、R4(HEN11)、R5(ScYc-b)、R6(YN7)、R7(YN11)、R8(FUJ)和R9(YN24)对江苏、吉林、湖南、云南、广东及浙江6个省的75个主栽品种进行了抗性评价，结果表明，云南11个水稻品种只对3个小种(R1、R3、R4)有抗性，其他小种均没有抗性品种，且缺乏对当地优势小种表现抗性的品种。针对野生稻、地方稻及其野生稻渗入系材料的抗性评价发现，不少抗性材料对云南的优势白叶枯致病小种具有抗性。本研究通过选用7个白叶枯标准菌株(菲律宾6号小种和国内C4-C9致病型代表菌株)对云南30个水稻品种进行抗性评价，发现2个对7个致病型菌株均表现抗性的水稻品种玉粳16和JS42糯稻均为区试材料，值得进一步选育和推广。对HEN11、SCYC-6、YN7、YN11、FUJ、YN241和PX099等7个致病型小种表现抗性的水稻品种分别占26.67%、16.67%、23.33%、13.33%、6.67%、10.00%和20.00%；对7个致病型菌株都表现感病的水稻品种为15个；3个不同类型的水稻中，区试材料抗白叶枯病菌的比例最高，主栽品种次之，地方稻中未发现抗性品种。这表明水稻白叶枯病原菌的不断进化导致现在生产上大部分材料对优势致病型病原菌入侵的抵抗能力降低甚至丧失。今后应加强对病原菌小种变化和当地水稻品种抗性水平的研究。

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