四川省22个小麦品种田间抗条锈病鉴定及聚类分析

李 杰 ，康晓慧，陈万权 ，张 洪 ，杨 亨，蒋欣东

（1.西南科技大学生命与工程学院，四川 绵阳 621010；2.中国农业科学院植物保护研究所，北京 100193）

小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型（Puccinia striiformis f.sp.tritic）引起的一种世界性病害，是一种活体寄生、可远程气流传播的植物病原真菌，在国内外小麦种植区都有发生［1-2］。条锈病对小麦产量影响极大，在病害流行年份导致的减产可达50%［3］。培育抗病品种在条锈病防治工作中是最经济有效方法，由于小麦条锈菌毒性变异频繁，使得新培育的小麦品种在短时间内丧失抗病性，抗病品种丧失抗病性的时间，快则3～5年，慢则8～10年［4］。各种致病生理小种在全国小麦种植区交叉分布，形成全国性的条锈病流行体系［5-6］。

小麦病害防治工作主要集中在栽培管理、化学农药防治和物理防治等方面，如今盛行的绿色防控技术也被运用于小麦生产，如激健助剂与减量30%的三唑酮配合使用，枯草芽孢杆菌取代传统农药［7］。近几年小麦锈病转主寄主研究也成为一个热点，研究发现小檗可作为条锈菌的转主寄主，小檗上分离的病原菌表现毒性多样性，而且分离的孢子能够在小麦上生长繁殖［9］。目前针对小檗传递病害防治工作，通过铲除麦田周边5 m以内小檗或者对寄主喷施杀菌剂防止条锈病病原寄生，中断秆锈病的生活史［10］。

近年来，G22致病类群中优势小种为CYR34，目前在四川省及全国均为优势小种，出现频率高于CYR32和CYR33，并且CYR34的出现对Yr10、Yr26具有联合毒性，导致贵农系、92R系和Moro等主要抗锈性材料抗条锈性丧失［11］。而四川主要栽培的小麦品种中具有贵麦系列抗条锈基因和四倍体圆锥小麦6VS/6AL易位系抗病基因即Yr10、Yr26分别占17.2%和8.3%［12］，本研究通过选择2010—2017年四川省推广的22个小麦品种，在绵阳地区进行成株期抗条锈病鉴定试验，旨在筛选出对条锈病具有较强抗性的品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小麦品种为川农24、川农27、川农29、川农30、川育26、中科麦47、中科麦138、川麦59、川麦67、荣春南麦1号、特研麦南88、资阳1号、国豪麦15、川育24、绵麦51、绵麦367、绵麦112、绵麦1501、西科7、西科8、西科9、西科10，来自西南科技大学小麦所、中国农业科学院植保所、绵阳市农业科学院小麦所、中科院成都生物所和绵阳市农资市场。

1.2 试验方法

试验地点选择在江油市青莲镇邀月村，该地为沙壤土，肥力中等，属于我国条锈菌冬季繁殖区和春季流行区菌原基地。播种时间为2017年11月10日。调查时间为2017年12月出现夏孢子到2018年4月出现冬孢子，试验数据为4月20日育穗期调查结果，即出现冬孢子前的一次调查结果。

小麦种植3列，每列种植22个供试品种，22个品种随机排列，每个品种种植2行，每行行长1 m，间距0.28 m，每个品种3次重复。在每一列小区两边种植诱发品种明贤169，保证每个处理在诱发品种发病后均匀感病。

田间管理方式除了不喷施农药，采用常规栽培管理模式，底肥施复合肥80 kg，追肥尿素2.5 kg，分别在拔节期和灌浆期灌水2次。

1.3 调查方法

调查采用5点取样法，每点取小麦叶片20片，每7 d调查一次。通过叶片面积确定其严重度，严重度是指小麦发病叶片上孢子堆数量。根据夏孢子堆的数量进行分级，设置8个级别，分 别 为 1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%。

对反应型鉴定方法，在小麦生长时期，通过直接观察叶片孢子形态和大小以及植株状态确定反应型。反应型记载方式为：0，免疫，不产生夏孢子堆，叶片正常，完全无症状；0*，近免疫，不产生夏孢子堆，叶色正常，完全无症状；1，高抗，有夏孢子堆，数量极少，常不破裂，周围有失绿现象；2，中抗，夏孢子小到中等，周围有失绿或枯死反应，绿色组织外有一失绿环或枯死环绕，形成“绿岛型反应”；3，中感，夏孢子中等大小，周围组织无枯死反应，但有轻微失绿现象；4，高感，夏孢子大而多，早期失绿现象但不明显。X混合型，孢子堆大小不定，出现各种反应型，随着时间孢子会有变化，可附加“+”“-”表示偏重或者偏轻。计算病叶率、病情指数、平均严重度。使用SPSS.22软件进行小麦条锈病反应型、病叶率和病情指数相关性及品种聚类分析［13］。

2 结果与分析

2.1 四川省22个小麦品种鉴定结果

从表1反应型来看，对条锈病高抗的小麦品种有6个，中抗的有7个品种，中感的有9个品种。资阳1号、国豪麦15、绵麦1501、西科麦7号、西科麦10号和川育24号6个品种为高抗条锈病，其反应型为1。从病叶率来看，川麦59、中科麦138、绵麦367、川育26病叶率较高，均在80%以上。从病情指数来看，西科10、西科7和川育24等3个品种表现为高抗条锈病，其病情指数均低于2%。

表1 四川省22个小麦品种抗性鉴定结果

2.2 反应型、病叶率和病情指数相关性分析

对小麦条锈病反应型、病叶率和病情指数调查结果使用SPSS.22软件进行相关性分析，结果见表2，其相关性分别为0.939、0.818、0.867，并且呈显著正相关。可以得出反应型的高低与病叶率和病情指数对应，反应型越低病情指数和病叶率越低。

表2 反应型、病叶率和病情指数相关性分析结果

2.3 22个小麦品种聚类分析

使用SPSS.22软件对22个小麦品种条锈病反应型、病叶率和病情指数进行聚类分析，结果见图1。图1中刻度代表每个品种之间差异对应的距离，其值越大代表差异越大。根据调查的反应型、病叶率和病情指数等综合分析，将22个小麦品种分为3类：

第一类属于高抗型。该类小麦品种有资阳1号、国豪麦15、绵麦1501、西科麦7号、西科麦10号和川育24号6个，其反应型为1，病情指数介于0.63%～5.63%，严重度介于0.1%～3.4%，病叶率低于22%。

图 1 22个小麦品种聚类分析结果

第二类属于中抗型。该类小麦品种有川农27、川农29、特研麦南88、荣春南麦1号、绵麦51、西科8和西科9等7个，其反应型为2，病叶率介于31.71%～46.34%，病情指数介于9.06%～45.31%，严重度为2.0%～12.4%。

第三类属于感病型。该类小麦品种有川农24、川农30、川育26、中科麦47、中科麦138、川麦59、川麦67、绵麦367、绵麦112等9个，其反应型为3，病叶率为56.10%～87.80%，严重度为7.6%～15.2%，病情指数为21.88%～55.63%。

3 结论与讨论

绵阳地区位于四川盆地西北部，病原菌毒性多样性较高, 且四川盆地与川西北高原和甘南等菌源越冬区交流紧密，因此绵阳地区小麦品种抗性鉴定结果对四川省防治条锈病工作具有一定的指导意义［14］。绵阳地区一般在11、12月出现初侵染［15］，另外拔节期给田间灌水，环境湿度变大，小麦条锈病的发生发展明显加快，进一步保证诱发品种正常发病，保证实验的正常进行［16］。

从试验结果综合分析，供试22个小麦品种的抗性鉴定结果分别为高抗、中抗和中感。根据聚类分析结果将小麦品种分为3大类，资阳1号、国豪麦15、绵麦1501、西科麦7号、西科麦10号和川育24号6个品种表现为高抗。因此在小麦生产中，对于条锈病发病较为严重的地区，应该与本试验抗条锈病鉴定结果相结合选择合适品种［17］。

川农24等部分试验品种在审定时具有抗性，在本试验中出现了感病现象，因此含有该类型的抗病基因育种材料已不适合四川地区。绵麦51对CYR32和CYR33都表现出高抗，绵麦367表现出中抗［19］，因为绵麦51能抵抗目前流行所有致病型，而绵麦367不能抵抗CYR32型病菌。小麦的主要有效抗条锈病基因为Yr5、Yr10、Yr15、Yr18，Yr26，因为G22致病群体的出现使得Yr26和Yr10失去抗性，因此在小麦品种培育过程中应避免使用逐渐失去抗性的基因，使用和开发具有抗性的基因［20］。

在不同的地区和年份，小麦抗条锈病效果具有差异性，如抗条锈基因Yr26在黄淮海麦区较为依赖且使用率达到30%［12］，而在四川已经不再适用。四川地区流行生理小种为致病类群 G22、CYR33和 CYR32［21］，试验中为自然诱发发病，有针对性地在22个小麦品种上进行抗性鉴定。在本次抗性鉴定试验中，温度和湿度都为条锈菌孢子生长的适宜温度和湿度，保证诱发品种发病并感染供试品种［16，22-23］。