肖友倫, 肖放華, 劉 勇*, 李小娟, 張德詠, 梁建文, 胡立冬

(1.湖南省植物保護(hù)研究所,長(zhǎng)沙 410125; 2.湖南省益陽市赫山區(qū)農(nóng)業(yè)局,益陽 430903;3.湖南省桃江縣農(nóng)業(yè)局,桃江 413400)

水稻細(xì)菌性條斑病(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)是危害我國(guó)與東南亞水稻的重要病害之一[1-2]。該病 1957年首次在我國(guó)發(fā)現(xiàn),一般造成15%～20%的產(chǎn)量損失,危害特別嚴(yán)重時(shí)損失可達(dá)60%～70%[2-3]。目前,對(duì)水稻細(xì)菌性條斑病的防治尚缺乏特效藥劑。生產(chǎn)實(shí)踐證明,選育和利用抗耐病品種是最經(jīng)濟(jì)有效的防治手段。然而,抗病品種的選育和利用有待于水稻品種的抗性鑒定及抗性種質(zhì)資源的篩選。隨著水稻品種培育進(jìn)程的加快,每年都有很多新的品種獲得審定,目前雜交水稻的種植面積已占湖南省水稻種植面積的80%以上,為糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收做出了重要貢獻(xiàn)。但隨著雜交水稻種植面積日益增加,水稻細(xì)菌性條斑病的危害也逐步加重,因此非常有必要對(duì)我省當(dāng)前大面積栽培的雜交水稻品種進(jìn)行抗性狀況分析,以提出相應(yīng)的防治措施。本研究中收集了湖南省生產(chǎn)上種植的54個(gè)主栽品種,利用致病力不同的條斑病菌菌株,采用針刺與噴霧法,對(duì)這些品種的抗性進(jìn)行了初步鑒定,以期為生產(chǎn)部門與抗病育種提供直接參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種

湖南省的主栽品種,全部是雜交秈稻品種共54個(gè)。供試品種主要由湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、隆平種業(yè)、湖南省種子管理站、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)、海南神農(nóng)大種業(yè)等提供。供試菌株為 RS105、RSGD10、GDB3-143共3個(gè),由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

1.2 接種和調(diào)查

試驗(yàn)時(shí)間為2008、2009年,在湖南益陽赫山區(qū)岳家橋鎮(zhèn)車塘村進(jìn)行,此地為細(xì)菌性條斑病常發(fā)生區(qū)。將要鑒定的水稻品種在5月中旬播種,6月中旬移栽,8月上旬進(jìn)行噴霧接種,此時(shí)絕大多數(shù)水稻處于分蘗盛期,8月中旬進(jìn)行針刺接種,此時(shí)絕大多數(shù)水稻已處于孕穗期。各供試菌株在NA培養(yǎng)基上培養(yǎng)48h后,配成濃度為5×108cfu/mL的菌懸浮液。針刺接種時(shí)選平展的劍葉,針刺部位在葉片中部中脈兩側(cè),每片葉接種3個(gè)點(diǎn),每個(gè)菌株接種3～5片葉,針刺時(shí)使葉片浸入菌液中,以使葉片針刺處能與菌液充分接觸,確保接種成功。針刺接種后21 d測(cè)量病斑長(zhǎng)度,每處理測(cè)量5個(gè)病斑,取病斑長(zhǎng)度平均值,作為衡量病菌致病力強(qiáng)弱的尺度,并觀察菌膿產(chǎn)生的情況。噴霧接種時(shí)用背負(fù)式噴霧器,采用高壓噴頭將菌液均勻噴在水稻葉片上,接種后21 d調(diào)查各品種的發(fā)病情況,調(diào)查方法如下：用對(duì)角線五點(diǎn)取樣定點(diǎn)調(diào)查,每點(diǎn)調(diào)查5叢,記載總?cè)~數(shù)、病葉數(shù)、病葉級(jí)數(shù),計(jì)算病葉率、病情指數(shù)。針刺接種分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用許志剛提出的分級(jí)方法[4],噴霧接種分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照文獻(xiàn)[5]進(jìn)行。

噴霧接種分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以完全葉為準(zhǔn),如下：0級(jí),無病;1級(jí),病斑面積為葉面積的10%以下;2級(jí),病斑面積為葉面積的11%～25%;3級(jí),病斑面積為葉面積的 26%～45%;4級(jí),病斑面積為葉面積的46%～65%;5級(jí),病斑面積為葉面積的65%以上。

針刺接種分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：高抗(HR),平均病斑長(zhǎng)度≤5 mm;中抗(MR),5 mm＜平均病斑長(zhǎng)度≤15 mm;中感(MS),15 mm＜平均病斑長(zhǎng)度≤20 mm;高感(HS),平均病斑長(zhǎng)度＞20 mm。

1.3 抗侵入與抗擴(kuò)展的關(guān)系

通過比較同一品種采用不同接種方法接種同一菌株時(shí)發(fā)病的情況,明確抗侵入與抗擴(kuò)展的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 針刺接種時(shí)水稻品種對(duì)不同致病力條斑病菌的抗感水平

水稻主栽品種針刺接種3個(gè)致病力不同的水稻細(xì)菌性條斑病菌的抗性鑒定結(jié)果表明：菌株RS105的致病力最弱,接種后54個(gè)水稻主栽品種大部分對(duì)其表現(xiàn)中抗以上水平。菌株RSGD10、GDB3-143能明顯區(qū)分出各品種的抗性差異,其中RSGD10的致病力最強(qiáng),對(duì)水稻品種的抗性差異區(qū)分最明顯。

表1 針刺接種時(shí)水稻主栽品種對(duì)3個(gè)致病力不同菌株的抗感表型1)

在供試的水稻品種中,對(duì)RSGD10表現(xiàn)中抗的品種有14個(gè),占25.9%,代表品種如‘株兩優(yōu)83'、‘株兩優(yōu)819'、‘株兩優(yōu)211'、‘金優(yōu)9113'等,其中晚稻抗病品種‘金優(yōu)9113'在湖南的種植面積較大,尤其在條斑病病區(qū)得到大面積推廣種植,其他金優(yōu)系列品種對(duì)其均表現(xiàn)感病;對(duì)RS105表現(xiàn)中抗以上水平的品種有33個(gè),占61.1%,而‘金優(yōu) 207' 、‘金優(yōu) 706' 、‘金優(yōu)898'對(duì) RS105表現(xiàn)高感;對(duì)GDB3-143表現(xiàn)中抗的品種有15個(gè),占 27.8%,‘株兩優(yōu) 83'、‘株兩優(yōu) 819'、‘株兩優(yōu)211'、‘金優(yōu)9113'等對(duì)其也均表現(xiàn)中抗,而其他金優(yōu)系列品種等均表現(xiàn)感病;對(duì)上述3個(gè)菌株均表現(xiàn)中抗的品種僅8個(gè),占鑒定總數(shù)的14.8%,分別是‘株兩優(yōu) 83'、‘株兩優(yōu) 819'、‘株兩優(yōu) 211'、‘金優(yōu)9113'、‘威優(yōu) 227' 、‘豐優(yōu) 700'、‘天豐優(yōu) 85'、‘丁優(yōu)180',鑒定品種中沒有對(duì)上述任一菌株表現(xiàn)高抗或免疫的品種。

對(duì)致病力最強(qiáng)菌株RSGD10接種各水稻品種產(chǎn)生的病斑長(zhǎng)度進(jìn)行顯著性分析(表2),結(jié)果表明供試的水稻主栽品種對(duì)RSGD10的抗性存在顯著的差異。針刺接種RSGD10時(shí),54個(gè)水稻品種間存在不同程度的抗感差異。其中,‘金優(yōu)207'、‘金優(yōu)898'、‘H37優(yōu) 207'、‘陸兩優(yōu)28'、‘T 優(yōu) 167'等品種感病性最強(qiáng),‘株兩優(yōu) 211'、‘豐源優(yōu) 272'、‘金優(yōu)9113'、‘株兩優(yōu)83'等品種對(duì)條斑病的抗性最強(qiáng)。

表2 針刺接種時(shí)水稻品種對(duì)菌株RSGD10的抗感差異比較

在所有供試的雜交水稻品種中,株兩優(yōu)系列與金優(yōu)系列品種數(shù)目最多,根據(jù)對(duì)條斑病菌的抗性鑒定結(jié)果,陸兩優(yōu)系列、金優(yōu)、豐源優(yōu)系列品種大部分都表現(xiàn)高感,而威優(yōu)、豐優(yōu)、部分株兩優(yōu)系列品種對(duì)條斑病的抗性較好,這說明雜交水稻品種其父母親本的抗病性與品種本身的抗性密切相關(guān)。由表1可知,在生產(chǎn)上種植面積較大的晚稻品種‘金優(yōu)207'對(duì)條斑病表現(xiàn)高感,早稻品種‘株兩優(yōu)819'對(duì)條斑病表現(xiàn)中抗,‘金優(yōu)9113'對(duì)條斑病的抗性較好,目前該品種在條斑病發(fā)生區(qū)已得到大面積推廣種植。

2.2 噴霧接種時(shí)水稻品種對(duì)條斑病菌的抗感表型

根據(jù)針刺接種時(shí)水稻品種的抗性情況,選用致病力最強(qiáng)的菌株 RSGD10噴霧接種各主栽品種。由表3可知,在所有供試的水稻品種中,對(duì)RSGD10抗性表現(xiàn)1級(jí)的品種有9個(gè),占16.7%,代表品種有‘株兩優(yōu) 83'、‘株兩優(yōu) 819'、‘株兩優(yōu) 211'、‘金優(yōu)9113' 、‘豐優(yōu) 700' 、‘威優(yōu) 227'等;抗性表現(xiàn) 2 級(jí)的品種有 21個(gè),占 38.9%,如‘豐優(yōu) 210'、‘培兩優(yōu)43'、‘威優(yōu)46'等;抗性表現(xiàn)3級(jí)的品種有20個(gè),占37.0%,如‘金優(yōu)706'、‘豐源優(yōu) 299'等;抗性表現(xiàn) 4級(jí)的品種有 4個(gè),占 7.4%,如‘金優(yōu) 207'、‘金優(yōu)601' 、‘T 優(yōu) 167' 、‘陸兩優(yōu) 28' 。

表3 噴霧和針刺接種RSGD10后的抗性鑒定結(jié)果

2.3 水稻品種對(duì)條斑病的抗侵入與抗擴(kuò)展顯著相關(guān)

比較針刺和噴霧接種兩種方法對(duì)54個(gè)水稻主栽品種的抗性鑒定結(jié)果,表明針刺接種時(shí)表現(xiàn)中抗的品種采用噴霧接種時(shí)發(fā)病病級(jí)大多為1級(jí),而表現(xiàn)高感的品種采用噴霧接種時(shí)發(fā)病病級(jí)均為3或4級(jí)。利用Excel統(tǒng)計(jì)分析工具對(duì)針刺與噴霧接種結(jié)果進(jìn)行相關(guān)系數(shù)分析,表明兩種方法得到的抗性鑒定結(jié)果極顯著相關(guān)(R=0.8015＞γ0.01=0.3541)。這表明,水稻品種對(duì)條斑病的抗性具有兩重性,即對(duì)條斑病抗侵入能力較強(qiáng)的品種其抗擴(kuò)展能力也較強(qiáng),這兩種方法鑒定出來的結(jié)果基本上是一致的。

3 結(jié)論與討論

水稻細(xì)菌性條斑病主要從氣孔和傷口侵入,自然條件下水稻品種葉片氣孔數(shù)量和結(jié)構(gòu)與其抗病性密切相關(guān)[5-6],因此本研究中針刺和噴霧接種所得的抗性鑒定結(jié)果基本一致,但接種后的溫濕度條件對(duì)抗性鑒定結(jié)果也有影響[7]。本研究中針刺接種時(shí)共選用了3個(gè)致病力不同的菌株,其中菌株RS105的致病力較弱,對(duì)各品種的抗性區(qū)分不太明顯,這與周明華等的研究有些差異,可能與當(dāng)時(shí)的溫濕度條件有關(guān)[4],致病力較強(qiáng)的其他2個(gè)菌株接種后水稻品種的抗性存在明顯差異。結(jié)合近幾年的水稻生產(chǎn)實(shí)際情況,利用上述3個(gè)菌株鑒定出的抗性與大田生產(chǎn)基本一致,可為大田推廣應(yīng)用提供直接參考。

通過對(duì)品種抗性的鑒定,篩選出對(duì)上述3個(gè)菌株表現(xiàn)中抗水平以上的品種8個(gè),如‘株兩優(yōu)83'、‘株兩優(yōu) 819'、‘株兩優(yōu) 211'、‘金優(yōu) 9113'、‘威優(yōu)227' 、‘豐優(yōu) 700' 、‘天豐優(yōu) 85' 、‘丁優(yōu) 180'等,這些品種既可直接作為抗病品種種植使用,又可作為抗水稻細(xì)菌性條斑病的良好抗源。如2009年在條斑病病區(qū)抗病品種‘金優(yōu)9113'、‘丁優(yōu)180'得到大面積種植,而之前種植面積較大的品種‘金優(yōu)207'因?yàn)楦吒袟l斑病面積明顯減小。對(duì)這些雜交水稻品種的抗性鑒定結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步分析,表明威優(yōu)、豐優(yōu)、部分株兩優(yōu)系列品種對(duì)條斑病的抗性較好,而金優(yōu)、陸兩優(yōu)系列品種較感條斑病,揭示雜交水稻品種其父母親本的抗病性與品種本身的抗性密切相關(guān),這些抗性較好的品種其親本材料可作為抗條斑病的良好抗源。

[1]Swings J,Van Den Mooter M,Vautedn L,et al.Classification of the causal agents of bacterial blight(Xanthomonas campestris pv.oryzae)and bacterial leaf streak(X.campestris pv.oryzola)of rice as pathovars of Xanthomonas oryzae[J].International Journalof Systematic Bacteriology,1990,40：309-311.

[2]方中達(dá),任欣正,陳泰英,等.水稻白葉枯及條斑病和李氏禾條斑病病原細(xì)菌的比較研究[J].植物病理學(xué)報(bào),1957,3(2)：99-122.

[3]Zou L F,Wang X P,Xiang Y,et al.Elucidation of the hrp clusters of Xanthomonasoryzae pv.oryzicola that control the hy persensitive response in a non-host tobacco and pathogenicity in a susceptible host plant rice[J].Applied and Environmental Microbiology,2006,72(9)：6212-6224.

[4]周明華,許志剛,沈秀萍.水稻品種對(duì)水稻細(xì)菌性條斑病的抗性鑒定[J].植物檢疫,2001,15(2)：65-67.

[5]農(nóng)秀美,廖恒登,劉志明.水稻品種對(duì)細(xì)菌性條斑病抗性鑒定方法研究[J].廣西植保,1992(3)：5-9.

[6]郭亞輝,許志剛.水稻條斑病菌致病力分化研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(23)：6247-6248.

[7]夏怡厚,林維英,陳藕英.影響水稻品種對(duì)稻細(xì)菌性條斑病抗性鑒定的幾個(gè)因素[J].福建農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1991,20(3)：272-275.