湖南水稻主推品种对旱稻孢囊线虫的抗性及评价方法

袁涛 叶姗 周建宇 彭德良 黄文坤 丁中,*



湖南水稻主推品种对旱稻孢囊线虫的抗性及评价方法

袁涛1叶姗1周建宇1彭德良2黄文坤2丁中1,*

(1湖南农业大学 植物保护学院/南方粮油作物协同创新中心，长沙 410128；2中国农业科学院 植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193;*通讯联系人，E-mail：dingzh@hunau.net)

【目的】旱稻孢囊线虫是一种水稻上重要的病原线虫。筛选抗虫种质资源对抗病品种的选育至关重要。【方法】通过室内二龄幼虫接种和田间自然病圃鉴定，以单株平均孢囊数、相对抗病指数和繁殖系数法评价了湖南省51个主推的水稻品种对旱稻孢囊线虫的抗性。【结果】在供试水稻品种中未发现有免疫和高抗品种。室内接种条件下，在24个中稻品种中，依据单株平均孢囊数评价，仅广两优2010表现为抗；依据相对抗病指数评价，广两优2010、准两优527、广两优1128 3个品种为抗；在27个晚稻品种中，依据单株平均孢囊数评价，盛泰优9712、准两优608、农香优204、岳优9264、岳优3700、中浙优1号、岳优27、湘晚糯1号、贺优50、Y两优9918共10个品种为抗；而依据相对抗病指数评价，湘晚糯1号、贺优50、Y两优9918表现为中感。在田间自然病圃条件下，依据繁殖系数评价，筛选出9个晚稻抗性品种，鉴定结果与室内接种相对抗病指数法基本一致。【结论】室内接种相对抗病指数法可以作为评价水稻品种对旱稻孢囊线虫抗性的有效方法。

旱稻孢囊线虫；相对抗病指数；繁殖系数；抗性鉴定

旱稻孢囊线虫又名日本孢囊线虫()，是最早于1974年在日本丘陵地区旱稻田中发现的一种危害水稻的重要线虫[1]。该线虫可影响水稻长势和产量潜能，造成水稻7%~19%的产量损失[2]。我国于2011年在湖南省长沙、平江、衡东、邵阳和湘乡等5个县市发现该线虫[3]，目前在湖南省周边广西、广东、江西等省份的丘陵地区均有分布，是一种对我国南方丘陵地区水稻生产具有潜在威胁的重要土传病原线虫。该线虫在伊朗、意大利等国家也有零星发现[4]。

孢囊线虫病可以通过非寄主轮作、施用化学杀线剂和种植抗病品种等不同方法进行防治，其中筛选和推广抗病品种是最经济，安全、有效的途径。抗病种质资源的筛选对抗病品种的选育和利用至关重要。本研究旨在明确湖南主推水稻品种对旱稻孢囊线虫的抗性，同时为选育和推广抗病品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 水稻品种和线虫群体

实验所用的51个水稻品种分别来自湖南省杂交水稻研究中心、湖南省水稻研究所、隆平种业等单位。

供试旱稻孢囊线虫群体采自湖南省长沙县干杉镇当季水稻收获后的田间病土，用漂浮过筛法分离土壤样品中的孢囊，经形态学和分子生物学鉴定明确了供试群体为旱稻孢囊线虫[5]。

1.2 抗性鉴定方法

1.2.1 室内二龄幼虫接种法

水稻种子催芽露白后种植于PVC管(内径3 cm，长度20 cm)，PVC管底采用60目尼龙网封闭，将PVC管悬吊于塑料箱盖上。PVC管内填充约170 mL高温消毒的沙土(细河沙和壤土以1∶1比例混合)。每个培养管内种植一株水稻苗。采用水稻根际土壤浸液孵化2龄幼虫[6]。水稻播种后1个月，在水稻根茎附近接入2龄幼虫，隔一周后再接种1次，共接种3次，总计接种2龄幼虫1000条[7]。每个品种7次重复。在日光大棚中培养,定期浇水，且每周浇1次霍格兰营养液(20 mL)[8]。最后一次接种后8周取出PVC管中病土和植株，采用蔗糖漂浮离心法[9]分离PVC管病土并镜检水稻根系，挑出全部旱稻孢囊并统计每管孢囊数。实验数据采用单因素新复极差法进行统计分析[10]。

1.2.2 田间自然病圃鉴定法

试验田位于长沙县干杉镇长安村，土壤肥力中等，多年种植水稻，旱稻孢囊线虫历年发生较严重。按随机区组设计，每个品种小区面积为15 m2，3次重复。播种日期为2017年6月17日。在播种前，田间采用随机5点取样法，调查田间初始孢囊数。

2017年11月初，所有水稻品种全部成熟时调查其根系土壤中孢囊的数量。每个小区以5点法随机取样，每点取两株水稻根系土壤，取样深度10 cm，混合均匀后，取1 L土分离孢囊，在体视显微镜下计数。用新复极差法进行统计分析。

1.3 抗性评价方法

1.3.1 依据单株孢囊数评价

免疫(I)、高抗(HR)、抗(R)、中感(MS)、感病(S)、高感(HS)的评价标准分别为0、0.1~10、10.1~100、100.1~200、200.1~300和大于300个孢囊/株。

1.3.2 依据相对抗病指数评价

以当次试验发病最严重的品种为感病对照，计算各品种的相对抗病指数(RRI=1－所测品种平均单株有效孢囊数/发病最严重品种平均单株有效孢囊数)。免疫(I)为RRI=1，高抗(HR)为0.90≤RRI＜1，抗病(R)为0.70≤RRI＜0.90，中感(MS)为0.50≤RRI＜0.70，感病(S)为0.30≤RRI＜0.50，高感(HS)为RRI＜0.30[11]。

1.3.3 依据繁殖系数（）评价

参照Soriano等[12]的方法，田间初始孢囊量为，收获后土壤平均孢囊量为。当≤1时为抗病反应(R)，＞1时为感病反应(S)。

2 结果与分析

2.1 室内二龄幼虫接种法测定结果

中稻品种对旱稻孢囊线虫的抗性，不同评价方法对24个中稻品种的评价结果差异较小(表1)。按单株孢囊数统计，在供试的24个中稻品种中，未发现免疫和高抗品种，广两优2010表现为抗病；准两优527等9个品种的单株孢囊量为100~200，表现为中感；深两优1号等10个品种的单株孢囊量为200~300间，表现为感病；C两优4418等4个品种的单株孢囊量在大于300，表现为高感。依据RRI评价，供试中稻品种中广两优2010、准两优527、广两优1128等3个品种的RRI≥0.70，表现为抗；Y两优900等7个品种的RRI为0.52~0.65，表现为中感；深两优1号等8个品种的RRI为0.31~0.43，表现为感病；II优416等6个品种的RRI＜0.3，为高感。

两种评价方法对27个晚稻品种的评价结果差异较大(表2)，采用平均单株孢囊数评价，所有27个品种未有免疫、高抗品种，盛泰优9712等12个品种为抗；T优272等12个品种为中感；华香优69等3个品种为感。RRI评价结果表明，盛泰优9712、准两优608、岳优2155、农香优204、H优518、岳优9264、岳优3700、中浙优1号、岳优27等9个品种的RRI为0.76~0.85，为抗；湘晚糯1号等5个品种的RRI为0.50~0.63，为中感；华两优1548等7个品种RRI为0.37~0.49，为感；粤王丝苗、黄华占、丰源优2297等7个品种的RRI<0.3，表现为高感。

2.2 田间自然病圃鉴定法

以室内二龄幼虫接种结合平均单株孢囊数评价法和RRI评价法，将筛选出的岳优3700、岳优2115、岳优9264、盛泰优9712、H优518、贺优50、中浙优1号、准两优608、Y两优9918 9个抗性品种及Y两优1号、丰源优2297 2个感病品种在田间自然病圃中进一步进行验证，以收获后根围土壤孢囊密度与种植前土壤孢囊密度的值小于1.0为抗性鉴定标准，结果表明，室内二龄幼虫接种法筛选的抗性品种在田间自然病圃均表现为抗虫，丰源优2297表现为感虫，Y两优1号则表现为抗虫(表3)。

表1 24个中稻品种对旱稻孢囊线虫的室内抗性鉴定结果

R－抗病；MS－中感；S－感病；HS－高感。

R, Resistant; MS, Moderately susceptible; S, Susceptible; HS, Highly susceptible.

表2 27个晚稻品种对旱稻孢囊线虫的室内抗性鉴定结果

R－抗病；MS－中感；S－感病；HS－高感。

R, Resistant; MS, Moderately susceptible; S, Susceptible; HS, Highly susceptible.

表3 不同水稻品种对旱稻孢囊线虫的田间抗性鉴定结果

R－抗病；S－感病。

R, Resistant; S, Susceptible.

3 结论

本研究通过室内二龄幼虫接种和田间自然病圃鉴定，以单株平均孢囊数，并参照小麦孢囊线虫抗性鉴定所应用的相对抗病指数和繁殖系数法[7]评价了湖南省51个主推的中、晚水稻品种对旱稻孢囊线虫的抗性。结果显示，通过室内二龄幼虫接种和田间自然病圃鉴定以不同评价法对51个水稻品种的抗性评价发现，相对抗病指数评价法与单株平均孢囊数结果相差较大。室内人工接种2龄幼虫，可以控制2龄幼虫接种数量，温度、水分等利于2龄幼虫侵染的环境条件，所以室内2龄幼虫接种较好地反映出不同水稻品种的抗性水平。相对于小麦孢囊线虫的单株平均白雌虫数的划分标准，由于平均完成一个生活周期的时间不同，旱稻孢囊线虫完成一个生活周期最短仅需要22 d[13]，而小麦孢囊线虫完成一个生活周期需要将近一年[14]，所以划分标准也不同。但以单株平均孢囊数的划分具有一定的主观性，单株平均孢囊数评价方法往往不能很客观反映出品种抗性水平；繁殖系数是以田间孢囊密度起始密度作为参照标准，受当年气候、雨水，土肥，田间孢囊密度分布不均匀等影响，繁殖系数法有时会有偏差：相对抗病指数评价法以当次实验中发病最重的品种为感病对照品种,计算相对抗病指数, 这样就可以有效避免由于不同实验条件而造成的评价结果的差异，是相对来说最能有效反映出品种抗性水平的方法[15]。结合三种评价方法，岳优3700、岳优2155、岳优9264、盛泰优9712、H优518、贺优50、中浙优1号、准两优608、Y两优9918等9个水稻品种在室内二龄幼虫接种法和田间自然病圃法中均表现为抗性，抗性水平较稳定，可用于今后在旱稻孢囊线虫重灾区推广使用作为抗性资源。

抗性鉴定中还发现，室内二龄幼虫接种法中表现为高感的Y两优1号在田间自然病圃测试表现为抗性。究其原因，可能在室内由于容器的限制，水稻根系的生长受到限制，而在田间自然病圃鉴定中，水稻植株完全生长在自然环境中，根系得以更加好的发育，特别是高产杂交水稻的土壤深层根系比例大。由于旱稻孢囊线虫2龄幼虫主要分布在0~10厘米土壤耕作层[16]，并从水稻根的伸长区侵染[13]，线虫田间自然情况下不易侵染土壤深层根系，从而导致鉴定结果出现差异。

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Resistance toand Evaluation Methods of Major Rice Varieties from Hunan Province, China

YUAN Tao1, YE Shan1, ZHOU Jianyu1, PENG Deliang2, HUANG Wenkun2, DING Zhong1,*

(,,,,;State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests,,,,;Corresponding author,:)

【Objective】is a new pathogenic nematode of rice. In order to screen the resistant rice cultivars to, 【Method】51 rice varieties from Hunan Province were evaluated by the second-stage juvenile inoculation test in greenhouse and field with average number of cysts per plant, relative resistance index (RRI) andratio as indicators. 【Result】No rice cultivar was immune or highly resistant to. Among the 24 middle-season rice cultivars, only Guangliangyou 2010 showed resistance tobased on average number of cysts per plant, and Guangliangyou 2010, Zhunliangyou 527 and Guangliangyou 1128 showed resistance tobased on RRI evaluation in greenhouse. Among the 27 late rice varieties, Shengtaiyou 9712, Zhunliangyou 608, Nongxiangyou 204, Yueyou 9264, Yueyou 3700, Zhongzheyou 1, Yueyou 27, Xiangwannuo 1, Heyou 50 and Y Liangyou 9918, were resistant tobased on average number of cyst per plant. However, Xiangwannuo 1, Heyou 50 and Y liangyou 9918were moderately susceptible based on RRI evaluation. Usingratio as the evaluation index, nine late resistant varieties screened from greenhouse based on RRI evaluation were basically consistent with field resistance. 【Conclusion】RRI is an efficient index for evaluating the resistance of rice cultivars to rice cyst nematode.

;relative resistance index;; resistance evaluation

10.16819/j.1001-7216.2019.8053

S435.112; S511.034

A

1001-7216(2019)01-0085-05

2018-04-24；

2018-07-12。

公益性行业(农业)科研专项经费资助项目(200903040，201503114)。