黑龍江省稻瘟病生理小種及品種資源抗性鑒定

辛　威,王敬國,孫　健,劉化龍,郭麗穎,姜思達,許天宇,趙宏偉,鄒德堂

(東北農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院,黑龍江 哈爾濱　150030)

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黑龍江省稻瘟病生理小種及品種資源抗性鑒定

辛威,王敬國,孫健,劉化龍,郭麗穎,姜思達,許天宇,趙宏偉,鄒德堂

(東北農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院,黑龍江 哈爾濱150030)

為了明確黑龍江省水稻品種資源稻瘟病抗性,挖掘優(yōu)異種質(zhì)資源,適時了解黑龍江省生理小種群體變化特征。采用中國生理小種命名方法,通過苗期噴霧接菌鑒定,將2013-2014年黑龍江省的稻瘟病菌株劃分為7個群42個生理小種,優(yōu)勢小種為ZD5和ZD7,出現(xiàn)頻率分別為19.77%和12.21%,總頻率為31.98%;通過苗期抗病性表現(xiàn),篩選出寬抗譜品種14份,這些品種攜帶2～7個抗稻瘟病基因,綏粳12+合江23(Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pik)、牡丹江26+龍粳31(Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pita、Pik)、牡丹江26+合江23(Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pik)等29個在抗稻瘟病育種生產(chǎn)上將具有較好防病效果的組合,并且能夠聚合多個抗性基因,提高抗性水平、拓寬抗譜;其中龍粳31與其他9個品種的配對組合均為最優(yōu)組合,對稻瘟病具有較高抗性;這14份寬抗譜品種是抗稻瘟病育種較好的抗源材料;部分品種如墾稻15、龍粳23和牡丹江25,僅攜帶2個本研究鑒定的基因,這些品種可能是攜帶未知抗性基因的新抗源,可作為進一步鑒定和尋找抗性基因的試驗材料。

稻瘟病;生理小種;種質(zhì)資源;稻瘟病抗性;抗性基因

稻瘟病是由子囊菌(Magnaporthegrisea(Hebert)Barr)引發(fā)的水稻真菌性病害[1]。據(jù)報道,至今為止稻瘟病遍及世界各大水稻主產(chǎn)區(qū),其中以亞洲和非洲病情較為嚴重。在稻瘟病流行年份,重病地區(qū)一般會造成水稻減產(chǎn)10%～20%,部分地區(qū)甚至顆粒無收[2],我國年發(fā)病面積在380萬hm2以上,每年因此損失的水稻產(chǎn)量也達10億kg[3]。黑龍江省水稻種植面積約占東三省總種植面積的60%,為我國重要的粳稻主產(chǎn)地[4]。近年來,由于黑龍江省水稻種植面積的擴大,種植品種結(jié)構(gòu)簡單,導致水稻稻瘟病大面積爆發(fā),尤其是在2005,2006年為近10年病害最嚴重的2年,平均年發(fā)病面積在66.7萬hm2以上,給黑龍江省稻米生產(chǎn)造成巨大經(jīng)濟損失[5-6]。目前防治稻瘟病的有效措施是合理的選育和利用抗病品種,但是由于稻瘟病菌具有遺傳多樣性和復雜的田間種群結(jié)構(gòu),易產(chǎn)生致病性分化,從而導致一些抗病水稻品種難以具有持久抗病性[7]。因此,對稻瘟病生理小種群體變化特征及其致病力狀況的實時監(jiān)控,明確已知水稻品種資源稻瘟病抗性基因分布情況,對于培育廣譜持久抗稻瘟病品種至關(guān)重要。

挖掘抗稻瘟病水稻品種資源,并通過分子標記輔助育種方法聚合稻瘟病抗性基因培育抗病品種,是稻瘟病抗性育種的重要途徑。目前,已至少報道了100多個稻瘟病抗病基因;已經(jīng)成功克隆了22個稻瘟病抗病基因[8],如Pi5[9]、Pi9[10]、Pi20[11]、Pi33[12]、Pi54[13]、Pib[14]、Pita[15]、Pik[14]等稻瘟病抗性基因的特異性分子標記已被開發(fā)出來,為水稻品種資源抗病性的篩選、鑒定和分子標記輔助抗病育種打下了堅實基礎(chǔ)。已經(jīng)有一批含Pita、Pib、Pik、Pi9、Piz、Pi1、Pi2和Pi5等抗性基因的種質(zhì)相繼從稻種資源中鑒定出[16-21];通過分子標記輔助的方法,也育成了多個聚合抗性基因的抗稻瘟病材料[22-25]。黑龍江省水稻種質(zhì)資源非常豐富,在稻瘟病抗性品種資源鑒定方面的有關(guān)報道相對較少。本試驗通過稻瘟病菌株溫室接種,研究黑龍江省稻瘟病生理小種組成、分布及225份水稻品種資源的稻瘟病抗性和抗病基因分布,旨在全面、準確地掌握黑龍江省稻瘟病菌生理小種的基本特征,明確黑龍江省水稻品種資源的稻瘟病抗性及抗性基因分布情況,為品種的改良和合理布局以及育種工作者選配親本提供理論依據(jù)。

1　材料和方法

1.1試驗材料

中國統(tǒng)一的生理小種鑒別品種,特特普、珍龍13、四豐43、東農(nóng)363、關(guān)東51、合江18、麗江新團黑谷;供試的225份水稻品種均來自黑龍江省,以上品種由東北農(nóng)業(yè)大學水稻研究中心保存。

1.2供試菌株及孢子懸浮液的制備

2013-2014年秋在黑龍江省哈爾濱、牡丹江、佳木斯、綏化、齊齊哈爾、雞西等地區(qū)采集的稻瘟病菌標樣在濕潤的濾紙片上培養(yǎng),利用震落法[26]分離純化得到單孢菌株,在PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)。培養(yǎng)7 d后轉(zhuǎn)入裝有高粱粒的錐形瓶中進行產(chǎn)孢,待菌絲密布高粱粒表面,用無菌水沖洗去除高粱粒表面菌絲,并用紗布包裹沒有菌絲的高粱粒在恒溫培養(yǎng)箱中保濕培養(yǎng)2 d,用無菌水洗下孢子,制成孢子懸浮液,鏡檢孢子濃度,100倍顯微鏡下孢子含量每個視野為20～30個。

1.3接菌鑒定

稻瘟病菌接菌鑒定于2015年4月10日在東北農(nóng)業(yè)大學溫室內(nèi)進行。將生理小種鑒別材料和黑龍江省水稻品種浸種、催芽,3～4 d后播種在水稻育苗盤中,每個品種每穴播15粒,3次重復。旱育秧苗,待秧苗長至3葉1心時,按每100株30 mL均勻噴霧孢子懸浮液,接種后置于28 ℃恒溫、相對濕度95%的條件下黑暗保濕處理24 h,使稻瘟病生理小種充分侵染供試品種以利于發(fā)病。

1.4生理小種鑒定與發(fā)病級別

接種后7 d,待其充分發(fā)病后依照國際水稻研究所9級制標準調(diào)查發(fā)病狀況(表1);并根據(jù)稻瘟病生理小種命名標準[27],對生理小種分類命名。

表1　國際水稻研究所9級制標準

1.5抗稻瘟病基因檢測

采用CTAB法[28]提取225份水稻品種DNA。所用稻瘟病抗性基因的引物序列等相關(guān)信息見表2,引物序列由華大基因有限公司合成。PCR體系:DNA模板1.5 μL+10×PCR緩沖液1 μL+Mg2+0.75 μL+SSR引物1.5 μL+dNTP 0.15 μL+Taq酶0.1 μL+ddH2O 5 μL。反應(yīng)條件為:94 ℃預變性,5 min;94 ℃變性,30 s,55 ℃退火,30 s,72 ℃延伸,30 s,35個循環(huán);72 ℃延伸5 min,4 ℃保存。PCR產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測,電壓120 V,電泳20 min。運用紫外凝膠成像儀拍照、觀察和記錄試驗結(jié)果。

表2　用于擴增抗性基因的PCR引物

1.6統(tǒng)計分析

其中,Xi為在相應(yīng)群體內(nèi)生理小種的頻率,n為該群體的菌株數(shù)目。

稻瘟病生理小種致病率計算(PF):PF=(感病水稻品種數(shù)/供試水稻品種數(shù))×100%。

致病力類型包括:強致病力(PF≥70%)、較強致病力(50%≤PF<70%)、中等致病力(20%≤PF<50%)和弱致病力(PF<20%)[30]。

聯(lián)合毒性系數(shù)(VAC)和聯(lián)合抗病性系數(shù)(RAC)計算[31]:VAC=對供試品種均有毒力的生理小種數(shù)/供試生理小種總數(shù);RAC=對供試品種均無毒力的生理小種數(shù)/供試生理小種總數(shù)。

2　結(jié)果與分析

2.12013-2014年黑龍江省稻瘟病生理小種的組成與優(yōu)勢小種的分布

根據(jù)稻瘟病生理小種命名標準,將2013-2014年在黑龍江省各大稻區(qū)收集的172個稻瘟病菌株,劃分為7個群共42個生理小種,分別為ZA群18個生理小種,ZB群10個生理小種,ZC群6個生理小種,ZD群4個生理小種,ZE群2個生理小種,ZF群1個生理小種和ZG群1個生理小種等。鑒出率達32.31%,由此可知,在2013-2014年黑龍江省的稻瘟病生理小種多樣性組成極為復雜。其中ZD群和ZA群所占的比例分別為36.05%和35.47%,為優(yōu)勢種群;優(yōu)勢小種為ZD5和ZD7,出現(xiàn)頻率分別為19.77%和12.21%,總頻率為31.98%。

哈爾濱地區(qū)的38個菌株被劃分為20個小種,優(yōu)勢小種為ZD5和ZD7,出現(xiàn)頻率分別為21.05%和13.16%;牡丹江地區(qū)的32個菌株被劃分為20個小種,優(yōu)勢小種為ZD5和ZB21、出現(xiàn)頻率分別為21.88%和12.50%;佳木斯地區(qū)的27個菌株被劃分為12個小種,優(yōu)勢小種為ZD5出現(xiàn)頻率分別為33.33%;綏化地區(qū)的30個菌株被劃分為18個小種,優(yōu)勢小種為ZD5、 ZD7和ZA53,出現(xiàn)頻率分別為13.33%,13.33%,10.00%;齊齊哈爾地區(qū)的27個菌株被劃分為17個小種,優(yōu)勢小種為ZD7、ZD5和ZA61,出現(xiàn)頻率分別為18.52%,11.11%,11.11%;雞西地區(qū)的18個菌株被劃分為12個小種,優(yōu)勢小種為ZD7、ZD5和ZA29,出現(xiàn)頻率分別為22.22%,16.67%,11.11%(表3)。從表3中可以得出,各個地區(qū)間稻瘟病生理小種的群體結(jié)構(gòu)略有差異,其中優(yōu)勢小種ZD5在6個地區(qū)均有分布。

2.2黑龍江省稻瘟病生理小種的多樣性分析

黑龍江省稻瘟病生理小種多樣性分析結(jié)果見表3。黑龍江省稻瘟病菌株被劃分為42個生理小種,其多樣性指數(shù)(H)為0.92,結(jié)果表明在2013-2014年黑龍江省稻瘟病生理小種群體結(jié)構(gòu)非常復雜。6個地區(qū)稻瘟病生理小種多樣性指數(shù)(H)分別為0.91,0.91,0.83,0.96,0.91,0.88。在不同地區(qū)的生理小種多樣性水平有所差異,其中綏化地區(qū)稻瘟病生理小種群體結(jié)構(gòu)最為復雜,多樣性指數(shù)(H)高達0.96;相對而言,佳木斯地區(qū)稻瘟病生理小種多樣性指數(shù)(H)僅為0.83。說明其群體結(jié)構(gòu)相對較為簡單。

表3　2013-2014年黑龍江省不同地區(qū)稻瘟病生理小種分布

2.3稻瘟病菌生理小種致病力分析

42個生理小種對黑龍江省225份品種的致病力分析(表4)。研究結(jié)果表明,42個生理小種的致病率為12.95%～73.23%,其中,強致病力生理小種有3個(ZD5、ZB21、ZB25);較強致病力生理小種有13個(ZA9、ZA29、ZA37、ZA49、ZA55、ZA61、ZB5、ZB19、ZC9、ZC13、ZC15、ZD7、ZG1);中等致病力生理小種有24個(ZA1、ZA7、ZA11、ZA13、ZA17、ZA25、ZA41、ZA45、ZA53、ZA57、ZA63、ZB1、ZB9、ZB13、ZB17、ZB29、ZB31、ZC3、ZC5、ZD1、ZD3、ZE1、ZE3、ZF1);弱致病力生理小種有2個(ZA33、ZC1)。結(jié)果表明,黑龍江省水稻品種對大部分生理小種的抵抗能力較弱,說明這些生理小種具有較強致病力,并且優(yōu)勢小種也具有較強的致病力。

表4　2013-2014年黑龍江省42個生理小種的致病率

注:強致病力(PF≥70%)、較強致病力(50%≤PF<70%)、中等致病力(20%≤PF<50%)和弱致病力(PF<20%)。

Note:Forte pathogenicity (PF≥70%),Piu forte pathogenicity(50%≤PF<70%),Medium pathogenicity (20%≤PF<50%)and feeble pathogenicity (PF<20%).

2.4黑龍江省水稻品種資源苗期的稻瘟病抗性

42個稻瘟病生理小種對225份水稻品種資源苗期的抗病性表現(xiàn)(表5),255份水稻品種資源的抗譜為10.53%～95.00%,當抗譜值高時,生理小種對受體品種的致病幾率小,即品種的抗譜寬,抗病性較好。其中窄抗譜品種有41份,占供試品種的18.22%。這些品種的抗譜為10.53%～47.37%,應(yīng)當提高其抗病能力,延長利用年限;中等抗譜品種有170份,占供試品種的75.56%,其抗譜為50.00%～89.47%,這些品種在生產(chǎn)上應(yīng)該慎重推廣。寬抗譜品種有14份,抗譜為90.00%～95.00%,這14份黑龍江省水稻品種含有2～7個稻瘟病抗性基因,是稻瘟病抗性育種較好的抗源材料。部分寬抗譜品種如墾稻15、龍粳23和牡丹江25,僅攜帶2個本試驗鑒定的基因,這些品種可能是攜帶未知抗性基因的新抗源,可作為進一步挖掘廣譜持久抗稻瘟病基因的試驗材料。

表5　225份黑龍江省水稻品種資源抗病性

2.5黑龍江省水稻品種資源的稻瘟病抗病基因分布

對225份黑龍江省水稻品種資源進行分子標記檢測。攜帶Pi5、Pi9、Pi20、Pi33、Pi54、Pib、Pita、Pik抗性基因的供試材料依次為33份(14.67%)、154份(68.44%)、196份(87.11%)、174份(77.33%)、142份(63.11%)、21份(9.33%)、47份(20.89%)和129份(57.33%)。在225份供試材料中,8個抗性基因的分布以Pi20和Pit33居多,而Pib和Pi5較少。

2.6抗病基因數(shù)量與黑龍江省水稻品種苗期抗病性

在檢測的8個抗性基因中,225份黑龍江省水稻品種含有的抗性基因數(shù)量為0～7個。表6顯示,含有7個抗病基因的品種有1份(墾稻14),沒有檢測到抗病基因的品種有1份(麗江新團黑谷),其余品種含2～6個抗病基因,其抗病性表現(xiàn)以中等抗譜居多。另外,試驗注意到含有5個抗病基因的品種也有10份抗病性表現(xiàn)差,可能是抗病基因的表達受遺傳背景的影響。含有2個抗性基因的品種中也有3份抗病性表現(xiàn)良好。但是,總體上,供試材料的抗病性隨著其抗病基因數(shù)目的增多呈上升趨勢;如表7所示,這14份苗期稻瘟病抗病性表現(xiàn)突出的品種大部分都含有4～7個抗病基因,只有3個品種含有2個抗病基因。

表6　抗性基因數(shù)量與品種資源抗病性

表7　寬抗譜水稻材料的抗病性及抗病基因數(shù)量

2.7聯(lián)合致病性分析

結(jié)合225份黑龍江省品種資源苗期的抗病性表現(xiàn),選出綏粳12、牡丹江26、龍盾105、龍粳20、龍粳31、東農(nóng)415、松粳9、龍稻12、合江23和五優(yōu)稻3號10份抗病材料。根據(jù)潘汝謙等[31]的標準選擇最優(yōu)組合,表8中對10份抗病性較好品種(抗譜≥20%)每2個搭配組合后的RAC和VAC進行模擬可知,最優(yōu)組合有綏粳12+合江23、牡丹江26+龍粳31、牡丹江26+合江23等29個,這樣的搭配組合對稻瘟病具有較好防病效果;其中龍粳31與其他9個材料的配對組合均為最優(yōu)組合,對稻瘟病具有較高抗性,對于其中的組合綏粳12+龍粳20、牡丹江26+龍稻12、綏粳12+龍粳20、龍盾105+龍稻12、東農(nóng)415+合江23,其組合的VAC為0.05,這些組合只對部分生理小種表現(xiàn)高抗;對于組合綏粳12+龍盾105、龍盾105+松粳9、東農(nóng)415+龍稻12,其RAC比較低,這些組合的稻瘟病抗性只受其中1個品種影響,對稻瘟病的抗性并不能得到較大的提升,因此,后兩類組合在生產(chǎn)上要謹慎應(yīng)用。其中龍粳31與其他9個材料的配對組合均為最優(yōu)組合,同時龍粳31的抗譜為95%,表明龍粳31是優(yōu)良的稻瘟病抗源品種,并且對黑龍江省水稻種質(zhì)資源的稻瘟病抗性改良具有重大意義。

表8　10份水稻品種的RAC和VAC

注:左下三角為RAC;右上三角為VAC 。

Note:Lower left triangle for RAC;Upper right triangle for VAC.

3　討論

3.1黑龍江省稻瘟病生理小種群體變化特征

適時了解稻瘟病生理小種群體變化特征及其致病力狀況,明確已知水稻品種資源對稻瘟病的抗性水平,對于培育廣譜持久抗性品種至關(guān)重要。2005-2007年生理小種組成包括7群31個生理小種,優(yōu)勢種群為ZA群和ZD群出現(xiàn)頻率分別是33.58%和24.63%[32],2007-2011年生理小種組成包括7群31個生理小種,優(yōu)勢種群為ZA群和ZD群出現(xiàn)頻率分別是34.8%和31.1%[33],2012年生理小種組成包括7群38個生理小種,優(yōu)勢種群為ZA群和ZD群出現(xiàn)頻率分別是43.85%和33.85%[34],本試驗研究結(jié)果表明2013-2014年生理小種組成包括7群42個生理小種,優(yōu)勢種群為ZD群和ZA群出現(xiàn)頻率分別是36.05%和35.47%?？梢姾邶埥〉疚敛∩硇》N組成日趨復雜;2005-2014年優(yōu)勢群均為ZA群和ZD群,并且優(yōu)勢種群ZD群較穩(wěn)定且出現(xiàn)頻率呈逐年上升趨勢,逐漸取代了ZA群體的最優(yōu)勢地位。最優(yōu)勢種群由ZA群向ZD群轉(zhuǎn)移可能是因為黑龍江省水稻遺傳基礎(chǔ)狹窄,抗病基因單一,導致對稻瘟病生理小種產(chǎn)生定向選擇作用;ZD群的優(yōu)勢小種ZD5對225份品種資源的致病率高達73.23%,表明其致病力強,能夠?qū)邶埥〈蟛糠炙酒贩N造成危害。因此迫切需要培育廣譜持久抗稻瘟病品種,通過聚合多個抗病基因從而達到提高品種的抗性、拓寬抗譜和延長使用時間的目的;與此同時,還需要以3-5年為周期,對稻瘟病菌進行周期性普查鑒定[35],系統(tǒng)的掌握稻瘟病生理小種群體變化特征及其致病力狀況,為稻瘟病抗性基因合理利用,品種合理布局提供理論依據(jù)。

3.2種質(zhì)資源鑒定及聯(lián)合致病力

迄今為止,已經(jīng)有許多水稻種質(zhì)資源稻瘟病抗性鑒定的相關(guān)研究,然而,黑龍江省的水稻品種資源抗病性鑒定的研究較少。因此,本試驗通過稻瘟病菌株溫室接種的方法,在研究黑龍江省稻瘟病生理小種組成、分布的基礎(chǔ)上,對黑龍江省225份品種資源的稻瘟病抗譜和抗病基因分布進行研究,旨在明確黑龍江省品種資源的稻瘟病抗性及抗性基因分布情況,發(fā)掘抗譜廣、抗性強而持久的抗稻瘟病資源。目前,已經(jīng)有許多具有廣譜抗性的抗源材料被人們鑒定出來,并且已經(jīng)對其中一部分抗源材料進行了抗稻瘟病基因定位,如世界上公認的非洲持久抗稻瘟病品種,對我國具有代表性的強致病力菌株均具有優(yōu)良抗性,在非洲地區(qū)仍然具有持久抗性[36]。國內(nèi)的沈瑛等[37]利用強制病力菌株,接種我國很多雜交稻以及秈、粳品種,鑒定出對其供試生理小種表現(xiàn)出廣譜抗性的4個品系(春江25、春江68、品969和源珍116等);四川省黃富等[38]歷經(jīng)20年,系統(tǒng)地對世界各地的4萬余份種質(zhì)資源的稻瘟病抗性進行了鑒定,鑒定出200多份具有廣譜抗性的種質(zhì)資源,累計推廣面積達27.50萬hm2,有效地控制了稻瘟病的流行;張錦花等[39]運用自然鑒定的方法對130份水稻育種材料進行稻瘟病抗性鑒定,鑒定了一些具有良好抗病性的材料,表明稻瘟病抗性資源豐富。本試驗根據(jù)供試材料對本地區(qū)42個生理小種的抗病性表現(xiàn),初步篩選出寬抗譜 (90.00%～95.00%)品種14份,其中部分品種(東農(nóng)415、龍粳31、松粳9)抗病性水平與郭麗穎等[34]的研究保持一致,中等抗譜(50.00%～89.47%)品種170份,而窄抗譜(10.53%～47.37%)品種只有41份。表明黑龍江品種資源中蘊含優(yōu)良的抗源材料。本試驗結(jié)合225份黑龍江省種質(zhì)資源苗期的抗譜及其抗病基因型,選出綏粳12、牡丹江26、龍盾105、龍粳20、龍粳31、東農(nóng)415、松粳9、龍稻12、合江23和五優(yōu)稻3號10份抗病材料,進行聯(lián)合致病力分析得出,29個在抗稻瘟病育種生產(chǎn)上將具有較好防病效果的組合,這些組合還能夠聚合多個抗性基因,提高抗性水平,拓寬抗譜;其中龍粳31與其他9個材料的配對組合均為最優(yōu)組合,對稻瘟病具有較高抗性,對黑龍江省抗稻瘟病育種意義重大。

3.3稻瘟病抗性基因的合理利用

目前,人們通過大量的研究對稻瘟病的致病機理和抗性機制有了深入的了解。然而,由于稻瘟病生理小種群體結(jié)構(gòu)變異速度快以及田間種植環(huán)境的復雜性,許多具有優(yōu)良抗性的品種種植幾年后,其抗病性難以繼續(xù)保持。因此,挖掘具有廣譜持久抗稻瘟病的抗病基因資源,并通過分子標記輔助選擇育種的方法聚合多個抗病基因,培育出具有廣譜持久抗稻瘟病的水稻品種,成為水稻抗稻瘟病育種的關(guān)鍵。在本試驗檢測的8個抗性基因中,Pi20、Pi33、Pi9、Pi54基因在供試品種中出現(xiàn)的頻率分別為87.11%,77.33%,68.44%和63.11%,這些基因在黑龍江省水稻品種中分布廣泛。Pita與Pita-2是一對緊密連鎖或等位的抗性基因[40],我國部分區(qū)域的稻種資源抗病基因鑒定結(jié)果表明Pita的頻率較高[17-18,41],Pik基因的頻率較低[21]。本試驗檢測到攜帶Pita基因的供試品種比例為20.89%,攜帶Pik基因的供試材料比例為57.33%,與前人研究結(jié)果差異較大。原因可能是不同地區(qū)檢測的水稻群體數(shù)量差別大,且黑龍江地區(qū)水稻品種的抗性遺傳基礎(chǔ)相對狹窄[34,42]。這說明水稻品種的抗瘟遺傳基礎(chǔ)具有明顯的地域特征。Pib基因在供試品種中出現(xiàn)的比例為9.33%,屬于低頻率出現(xiàn)的基因,與部分水稻稻瘟病抗性基因的鑒定結(jié)果大致相同[17-18,41]。這8個抗病基因?qū)ξ覈疚敛∩硇》N均具有廣譜抗性[16,43-44];這些廣譜抗性基因的發(fā)掘與應(yīng)用將有利于縮短稻瘟病抗病育種周期,從而提高育種效率。在本試驗中,供試品種的抗病性隨著其抗病基因數(shù)目的增多呈上升趨勢。此外,研究結(jié)果表明攜帶抗病基因數(shù)量相同的水稻品種對稻瘟病生理小種的抗性水平并不一致,說明其稻瘟病抗性不僅僅是抗病基因的累加,還是這些基因之間相互作用的結(jié)果。

2013-2014年黑龍江省的稻瘟病菌株可劃分為7個群42個生理小種,優(yōu)勢小種為ZD5和ZD7,出現(xiàn)頻率分別為19.77%和12.21%,總頻率為31.98%;通過苗期抗病性表現(xiàn),篩選出寬抗譜品種14份,這14份黑龍江省水稻品種含有2～7個抗稻瘟病基因,是稻瘟病抗性育種較好的抗源材料。部分寬抗譜品種如墾稻15、龍粳23和牡丹江25,僅攜帶2個本研究鑒定的基因,這些品種可能是攜帶未知抗性基因的新抗源,可作為進一步挖掘廣譜持久抗稻瘟病的試驗材料。總體上,供試品種的抗病性隨著其抗病基因數(shù)目的增多呈上升趨勢;聯(lián)合致病性分析結(jié)果表明:綏粳12+合江23、牡丹江26+龍粳31、龍盾105+龍粳31等29個在抗稻瘟病育種生產(chǎn)上將具有較好防病效果的組合;其中龍粳31與其他9個材料的配對組合均為最優(yōu)組合,對稻瘟病具有較高抗性,對黑龍江省抗稻瘟病育種意義重大。

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Physiological Races of Rice Blast in Heilongjiang Province and Species Identification of Resistance to Resource

XIN Wei,WANG Jingguo,SUN Jian,LIU Hualong,GUO Liying,JIANG Sida,XU Tianyu,ZHAO Hongwei,ZOU Detang

(College of Agriculture,Northeast Agricultural University,Harbin150030,China)

Blast resistance of rice varieties in Heilongjiang Province in order to clear resource,mining germplasm resources,timely understanding of groups of physiological variation of Heilongjiang Province.Useing the Chinese name of physiological races method,by spraying bacteria identification at the seedling stage.The races of rice blast in Heilongjiang Province from 2013 to 2014 can be divided into 7 groups of 42 physiological races,in which the dominant races were ZD5and ZD7,and frequency of occurrence was 19.77% and 12.21%,respectively.The total frequency was 31.98%.The result of resistance test in seedling showed that 14 accessions had broad resistance spectrum,these accessions with 2-7 rice blast resistance genes has been identified,The 29 combinations,such as suijing 12 and Hejiang 23 (Pi9,Pi20,Pi33,Pi54,Pik),Mudanjiang 26 and Longjing 31 (Pi9,Pi20,Pi33,Pi54,Pita,Pik) and Mudanjiang 26 and Hejiang 23 (Pi9,Pi20,Pi33,Pi54,Pik) and so on had better effect of blast resistance on breeding production.These comparisons have the quality of,enhancing the level of resistance and broadening the spectrum of resistance.The combinations interfered with Longjing 31 and other 9 materials had better resistance to rice blast.14 accessions were base materials for multiple resistance genes aggregated in breeding.There may be other unknown genes or new genes in some of the broad spectrum resistant materials,such as Kendao 15,Longjing 23 and Mudanjiang 25 which are containing 2 genes identified in this study,can be used as the test materials in further identification and finding resistance genes.

Rice blast;Physiological race;Germplasm resources;Blast resistance;Resistance gene

2016-04-10

黑龍江省重大科技招標項目(GA14B102-02)

辛威(1991-),男,黑龍江綏化人,在讀碩士,主要從事水稻遺傳育種研究。

鄒德堂(1965-),男,黑龍江哈爾濱人,教授,博士,博士生導師,主要從事水稻遺傳育種研究。

S435.11

A

1000-7091(2016)04-0130-08

10.7668/hbnxb.2016.04.022