安徽省水稻区试品种稻瘟病和白叶枯病抗性分析

陈晴晴，王春林，张海珊，张爱芳

（1安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所，合肥 230001；2潜山市槎水镇农技站，安徽 潜山 246317）

0 引言

水稻(Oryza sativaL.)是人类粮食生产最重要的作物之一[1]，是世界一半以上人口的主要粮食作物[2]。安徽省是农业大省，常年水稻播种面积超过200 万hm2。由真菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病和由细菌(Xanthomonas oryzaepv.Oryzae)引起的白叶枯病是水稻产区的主要病害[3-4]，制约着水稻高产、稳产，也影响着稻谷的品质[5]。目前，选育和利用抗病品种是防治这两种病害最经济、环保和有效的手段[6]，但抗病品种连续种植2～3 年后，随着稻瘟病菌生理小种和白叶枯病菌系的变异，品种抗性丧失，会引起病害的暴发流行[7]。因此，正确鉴定和评价水稻品种的抗病性，对筛选和利用新的抗病品种具有重要意义[8]。前人已经有针对单一病害，一种类型水稻品种，或采用一个鉴定方法等的研究，其侧重点各有不同。郝中娜等[9]对2013—2017 年国家长江中下游稻区水稻品种区域试验的800个籼稻参试品种在浙江、湖南、湖北、安徽、福建和江西共6 个鉴定点进行稻瘟病的抗性鉴定，发现这些籼稻参试品种的稻瘟病整体抗性水平一般，相同的一套品种在不同的鉴定点表现不同。李莉等[10]对2015—2019 吉林省水稻区试品种稻瘟病抗性进行鉴定，从不同时期的发病情况看，叶瘟的抗性水平高于苗瘟和穗瘟。姜少芸等[11]收集湖北省主栽品种，于2012—2015 年在自然鉴定圃筛选抗稻瘟病的水稻品种。杨军等[12]选择中国流行的9个白叶枯病菌株和菲律宾的一个强毒性广谱致病菌株，对64个水稻品种进行抗性分析，有些菌株的致病率超过90%，一个菌株的致病率只有3.23%。王春林等[13]在2012—2013年对安徽省水稻区试品种进行白叶枯病抗性鉴定，发现其抗性一般，粳稻的抗性好于籼稻。李栋等[14]通过接种4个菲律宾白叶枯病菌小种对海南普通野生稻进行抗性鉴定，并检测其抗性基因，进行具有抗白叶枯病性的野生稻材料挖掘工作。水稻抗病性鉴定技术是水稻抗病育种和新品种审定必不可少的一种技术手段，水稻品种区域试验是新品种选育、推广的重要环节，采用科学的水稻抗病性鉴定技术，可为品种审定工作提供科学依据。该研究通过对2017—2020 年安徽省水稻区域试验参试品种进行稻瘟病和白叶枯病的抗性鉴定和评价，旨在明确安徽省水稻区试品种的抗病性情况，为水稻抗病育种、新品种审定及抗病品种的推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以2017—2020 年安徽省水稻区域试验参试品种为研究材料，共659 个品种，其中2017 年172 个，2018年156个，2019年168个，2020年163个，由安徽省种子管理总站提供。供试稻瘟病菌为ZA和ZB群菌株，白叶枯病供试菌株为Ⅲ型和Ⅳ型菌，由本课题组采集、分离、鉴定并保存备用。

1.2 稻瘟病抗性鉴定方法

1.2.1 人工喷雾接种 选用安徽省优势种群菌株，培养繁殖分生孢子，在秧苗3～4 叶期混合孢子液进行喷雾接种，混合孢子液浓度为10×10 倍光学显微镜每视野15～20 个分生孢子，接种后置于25～28℃的温室内，覆盖黑暗保湿24 h[15]。

1.2.2 田间自然诱发 病圃位于安徽省潜山市槎水镇，该地为山区，雾多露期长，稻瘟病常发。选择土壤肥沃、肥力均匀，排灌方便的田块作为试验地。参试品种按季节正常播种、育秧、插秧等，每品种移栽5行，每行移栽6丛，四周种植感病品种，增施氮肥，防虫不防病。

1.2.3 病害调查 苗瘟在接种7～10天后调查，穗颈瘟在水稻黄熟期后调查。病情分级与评价标准参照水稻病害抗性鉴定标准。根据稻瘟病抗性综合指数进行抗性评价，抗性指数的计算见公式(1)[16]。稻瘟病抗性综合评价标准见表1。

表1 稻瘟病抗性综合评价

1.3 白叶枯病抗性鉴定方法

1.3.1 鉴定方法 参试品种浸种、催芽、播种，正常田间管理，治虫不治病。将菌株转移至NA液体培养基中，28℃下摇菌48 h 后，配制成3×108cfu/mL 混合细菌悬浮液用于接种。在水稻剑叶抽出时剪叶接种，每个品种接种20片叶[17]。

1.3.2 病害调查 在接种后20天调查病情，每个品种调查20片叶，调查分级标准见表2。

表2 白叶枯病人工接种调查分级标准

1.4 抗性水平评价方法

根据病害调查标准，评价参试品种的抗性水平后，用抗病率进行数据分析，计算见公式(2)[15]。

2 结果与分析

2.1 参试水稻品种对稻瘟病的综合抗性表现

参试品种共659个，其对稻瘟病的抗性表现如表3所示，48.10%的品种表现为中感稻瘟病，其次为中抗、感、高感，表现为抗病的品种仅占1.06%，没有高抗的品种。将高抗、抗病和中抗品种合并，以抗病率分析品种的抗性，发现不到三分之一的参试品种对稻瘟病表现有抗性，籼稻的抗性好于粳稻。

表3 水稻品种对稻瘟病的抗性表现

2.2 年度间参试水稻品种对稻瘟病抗性的分布情况

由图1可知，2017—2020年均无高抗品种；2018年抗病品种的占比高于2017 年，2019 年、2020 年均无抗病品种；中抗品种的占比，除2018年略有上升外，呈逐年下降趋势；2017—2020 年中感品种的占比均最大，2019年更高达60.71%；感病品种的占比，除2019年较低外，其余年份基本一致；2018 年高感品种的占比低于2017年，2019年、2020年均无高感品种。结果表明，2017—2020年抗病率呈逐年下降趋势。

图1 水稻品种对稻瘟病的抗性水平分布

2.3 参试水稻品种对白叶枯病的抗性表现

参试品种共659个，对白叶枯病的抗性表现如表4所示，51.59%的品种表现为感白叶枯病，其次为中感、中抗、抗、高感，没有高抗的品种。以抗病率分析品种抗病性发现，不到六分之一的参试品种对白叶枯病表现有抗性，粳稻的抗性好于籼稻。

表4 水稻品种对白叶枯病的抗性表现

2.4 年度间参试水稻品种对白叶枯病抗性的分布情况

由图2可知，2017—2020年均无高抗品种；抗病品种的占比由高到低为：2019 年、2020 年、2017 年、2018年；中抗品种的占比，除2018年略有下降外，呈上升趋势；2017 年中感品种的占比最大且超过半数，2018—2020 年其占比由23.72%到30.67%，变化不大；感病品种的占比，除2017 年较低外，其余年份占比均超过半数；2017—2018 年无高感品种，2019—2020 年其占比逐年上升。结果表明，年度间参试品种的抗白叶枯病率呈“下降—上升—下降”的趋势。

图2 水稻品种对白叶枯病的抗性水平分布

2.5 水稻品种兼抗稻瘟病和白叶枯病情况分析

2017—2020 年水稻参试品种中，分别有2、2、3、5个品种对稻瘟病和白叶枯病的抗性水平均达到中抗或抗病，其中籼稻和粳稻各有6个，说明兼抗两病的参试品种较少，两种类型品种兼抗两病情况一致。由图3所示，表明兼抗两病的参试品种占比呈逐年上升趋势。

3 讨论与结论

目前，水稻是中国四大主粮作物之一[18]，随着人口的增长，发展水稻生产，优化水稻品种和提高产量，是解决粮食紧缺的有效途径之一[19]。水稻稻瘟病和白叶枯病是影响水稻生长的主要病害[20]，同时发生，其危害更严重[21]。选育和推广抗病品种是环保有效的防治措施[22]。抗性鉴定是挖掘抗性资源、抗病育种等工作中至关重要的环节。前人研究表明目前中国水稻品种对稻瘟病抗性水平大多在中感或感病水平[23-24]。曹建娜[25]的研究结果表明中感稻瘟病的品种比例最大，对白叶枯病的抗性以中感—感的品种居多。王洁等[26]对北方国家水稻区域试验近15年参试品种进行分析，发现年度间抗性品种比例波动较大，对稻瘟病抗性不强、不稳定，受环境条件的影响较大。高杜鹃等[27]对近30年国家和湖南省审定的水稻品种白叶枯病抗性进行分析，结果发现都存在抗病品种逐年减少、抗性频率逐渐下降的趋势。

近年来，安徽省水稻品种整体抗性水平下降，病害威胁增加。虽然随着分子标记技术的快速发展，分子标记辅助选择育种有所加强，但由于病原菌的变异或环境条件变化，可能使品种抗病能力减弱或丧失。所以有关部门和育种专家应对这些情况提高重视程度，未来要加强抗性基因的分子鉴定和传统抗性鉴定相结合，以提高抗病基因或材料的选择效率，客观准确地评价品种抗性水平，为抗病新品种选育和审定提供科学依据[28]。

对区域试验品种进行抗病性评价是确保品种安全生产的一项关键措施。研究就2017—2020 年安徽省水稻区试品种抗性鉴定结果进行分析，发现水稻品种对稻瘟病和白叶枯病的抗性水平存在差异，不同类型品种的抗病性存在差异，年度间品种抗性波动较大。总体来看，参试品种抗性水平一般，其中中感稻瘟病(48.10%)和感白叶枯病(51.59%)的品种比例最大；对稻瘟病和白叶枯病抗性水平达到中抗及以上的品种比例不高，分别为32.07%和12.59%，品种对稻瘟病抗性好于白叶枯病；不同类型水稻品种抗性也存在差异，籼稻（抗病率为42.78%）对稻瘟病抗性好于粳稻(17.89%)，粳稻（抗病率为22.81%）对白叶枯病抗性好于籼稻(4.81%)；兼抗两病的品种比例较低(1.16%～3.07%)，但每年有所增加。分析研究结果出现的原因有：一方面是品种本身抗性有差异；另一方面是与年度间气候条件不同有关，如2020年感稻瘟病和高感白叶枯病的品种比例都有所增加，可能与水稻生长期间雨水较往年增加有关。此外，病原菌的变异和新毒性菌株的不断出现也会导致品种的抗性丧失[29]。因此，应采取有效措施预防和控制病害，并进一步加强抗病新品种的选育工作。