安徽水稻稻曲病菌寄生適合度研究

吳向輝， 張學(xué)成， 任學(xué)祥， 谷春艷， 胡 飛， 王學(xué)峰， 蘇賢巖*

(1.安徽省植物保護(hù)總站，安徽合肥 230001；2.安徽壽縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，安徽壽縣 232200；3.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，安徽合肥 230031)

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安徽水稻稻曲病菌寄生適合度研究

吳向輝1， 張學(xué)成2， 任學(xué)祥3， 谷春艷3， 胡 飛3， 王學(xué)峰3， 蘇賢巖3*

(1.安徽省植物保護(hù)總站，安徽合肥 230001；2.安徽壽縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，安徽壽縣 232200；3.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，安徽合肥 230031)

[目的]明確安徽省稻曲病菌菌株與品種的寄生適合度。[方法]從安徽15個(gè)水稻種植縣(市)采集、分離并隨機(jī)抽選24個(gè)菌株，采用人工注射接種誘病的方法，測(cè)定其在4個(gè)水稻品種上的致病力。[結(jié)果]不同菌株接種不同水稻品種后，誘發(fā)的稻曲病病穗率、平均穗病粒率和最高穗病粒率差異顯著，菌株與品種互作特性明顯。[結(jié)論]試驗(yàn)結(jié)果為稻曲病的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治提供了參考。

水稻；稻曲??；致病力；寄生適合度

水稻是安徽省重要的糧食作物，常年種植面積超過(guò)220萬(wàn)hm2[1]。近年來(lái)由于耕作制度、生產(chǎn)條件改善、水稻品種(如粳、糯稻、兩系雜交稻的推廣)及氣候條件等諸多因素的變更，稻曲病愈來(lái)愈嚴(yán)重，已上升為當(dāng)前水稻生產(chǎn)中的主要病害之一[2-3]，重發(fā)年份發(fā)生面積超過(guò)40萬(wàn)hm2[4]。稻曲病往往造成重大的水稻產(chǎn)量損失，同時(shí)稻曲菌曲球產(chǎn)生的毒素污染稻谷[3]，嚴(yán)重威脅食品安全。

稻曲病的發(fā)生、流行與否是稻曲病菌與當(dāng)?shù)刂髟云贩N在各種外界環(huán)境條件和人為因素下相互作用的結(jié)果，環(huán)境條件和人為因素是外因，而稻曲病菌與水稻栽培品種的互作才是內(nèi)因。這種病原物與寄主間的互作即為寄生適合度，是病原菌與寄主間互作關(guān)系的綜合表現(xiàn)。國(guó)外自1978年開(kāi)始對(duì)寄生適合度進(jìn)行研究[5]。我國(guó)曾士邁等[6]于1990年開(kāi)始研究植物病原菌寄生適合度的測(cè)定方法。寄生適合度目前已被廣泛應(yīng)用于多種作物病害發(fā)生、流行研究。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院和安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)者深入研究了小麥白粉病對(duì)溫度不同敏感性菌株的寄生適合度[7-8]；閆丹丹[9]和郭麗媛等[10]對(duì)小麥條銹病、玉米大斑病菌進(jìn)行了寄生適合度相關(guān)研究。稻曲病菌[Ustilaginoideavirens(Cke) Tak]致病力分化明顯[11]，不同菌株對(duì)水稻品種致病力差異顯著[12]，為研究不同菌株致病力差異及其與水稻品種的寄生適合度，筆者從安徽省15個(gè)縣(市)的水稻種植區(qū)采集樣本，分離純化并隨機(jī)抽選了24個(gè)菌株，選用4個(gè)不同抗病性水稻品種，采用人工注射接種誘病的方法進(jìn)行致病力測(cè)定，研究了稻曲病菌菌株對(duì)水稻品種的寄生適合度，旨在為稻曲病的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 供試水稻品種包括新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)、齊兩優(yōu)918、Ⅱ 優(yōu)838、C優(yōu)德占。

1.2 方法

1.2.1 供試菌株的分離與培養(yǎng)。2014年9月在安徽無(wú)為、壽縣、大墅、巢湖、南陵、望江、含山、肥西、當(dāng)涂、肥東、舒城、池州、和縣、石臺(tái)等市(縣)及安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地(合肥)采集稻曲病樣品，采用組織解剖法分離單孢稻曲病菌。菌株采用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)培養(yǎng)，接種到小麥粒培養(yǎng)基后使用硅膠粒干燥保存。

1.2.2 致病力測(cè)定。從已純化的單孢稻曲病菌株中按不同地域來(lái)源隨機(jī)挑選24個(gè)菌株，用馬鈴薯蔗糖(PS)培養(yǎng)液于50 mL三角瓶中振蕩培養(yǎng)(28 ℃，130 r/min)7 d，孢子和菌絲混合懸浮液用于注射接種。于供試水稻劍葉葉枕與倒二葉葉枕距離5 cm左右時(shí)，取稻曲病菌孢子和菌絲混合懸浮液進(jìn)行注射接種并標(biāo)記，每穗1 mL，對(duì)照每穗注射1 mL清水。水稻蠟熟期調(diào)查統(tǒng)計(jì)接種穗數(shù)、病穗數(shù)及每穗病粒數(shù)，統(tǒng)計(jì)病穗率(M)、平均穗病粒率(P)和最高穗病粒率(T)。

1.2.3 稻曲病菌寄生適合度計(jì)算。按以下公式分別計(jì)算病情指數(shù)(R)和菌株與品種的寄生適合度(F)：R=100×M×P；F=R×T/(RCK×TCK)。其中，RCK為試驗(yàn)區(qū)對(duì)照平均病情指數(shù)；TCK為試驗(yàn)區(qū)最高穗病粒率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同菌株接種接種不同水稻品種的病穗率 來(lái)自無(wú)為的菌株26ww1接種到水稻后穗發(fā)病率最高，平均穗發(fā)病率為90%，其次為來(lái)自壽縣的菌株60sx1、來(lái)自大墅的菌株10ds1和來(lái)自巢湖的菌株66ch2，平均病穗率均超過(guò)80%；26ww1、66ch2接種新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)、齊兩優(yōu)918和 Ⅱ 優(yōu)838后穗發(fā)病率均達(dá)100%，但接種C優(yōu)德占后病穗率較低，66ch2僅為20%，來(lái)自南陵的菌株62nn1接種新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)和C優(yōu)德占后發(fā)病率均達(dá)100%(表1)，各水稻品種對(duì)照穗接種清水均未見(jiàn)發(fā)病。不同地理來(lái)源的稻曲病菌接種不同水稻品種導(dǎo)致的穗發(fā)病率差異明顯，表明菌株與水稻品種間表現(xiàn)出的致病性具有一定的特異性。方差分析結(jié)果表明，不同來(lái)源的菌株接種不同水稻品種后，其導(dǎo)致的穗發(fā)病率差異極顯著。

表1 安徽省稻曲病菌田間接種病穗率調(diào)查

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母表示不同處理間分別在0.01、0.05水平差異顯著；同行數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母表示不同處理間分別在0.01、0.05水平差異顯著；CK的平均病穗率為30.95%。

Note： Different capital letters and lowercases in the same column indicated significant differences between treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively. Different capital letters and lowercases in the same row indicated significant differences between treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively.The average diseased ear rate of CK was 30.95%.

2.2 不同菌株接種不同品種的平均穗病粒率 由表2可知，來(lái)自無(wú)為的菌株26ww1接種到水稻后平均穗病粒率顯著高于其他菌株，為30.93%，其次為來(lái)自南陵的菌株62nn1、來(lái)自望江的菌株22wj1、來(lái)自安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地(合肥)的菌株90nk1和來(lái)自巢湖的菌株66ch2，平均穗病粒率均在14%以上，26ww1接種新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)后平均穗病粒率達(dá)44.36%，接種齊兩優(yōu)918后平均穗病粒率也達(dá)43.48%，明顯高于其他菌株與品種的組合，來(lái)自望江和巢湖的菌株22wj1、66ch2接種新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)后平均穗病粒率分別達(dá)35.34%和31.58%，但接種C優(yōu)德占后平均穗病粒率極低，分別為0和1.10%。不同菌株接種不同水稻品種后導(dǎo)致的平均穗病粒率差異明顯，表明菌株與水稻品種間表現(xiàn)出的致病力具有特異性。方差分析結(jié)果表明，不同地理來(lái)源的菌株接種供試的4個(gè)水稻品種后，其平均穗病粒率差異顯著，26ww1最高，來(lái)自石臺(tái)、肥西董崗、大墅、池州、肥東馬湖鎮(zhèn)和撮鎮(zhèn)的菌株23st2、51fg1、19ds2、13iz3、86fc7、56fm1接種后的平均穗病粒率較低。

2.3 不同菌株接種不同水稻品種的最高穗病粒率 為明確不同菌株的致病潛力，統(tǒng)計(jì)分析了24個(gè)參試菌株的最高穗病粒率(表3)。來(lái)自無(wú)為的菌株26ww1接種到4個(gè)供試水稻品種后，最高穗病粒率平均值為41.48%，顯著高于其他菌株，其次為分別來(lái)自望江、安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地(合肥)和南陵的菌株22wj1、 90nk1、62nn1，在4個(gè)供試水稻品種上最高穗病粒率平均值均在20%以上，22wj1接種新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)后最高穗病粒率最高，為67.00%，26ww1接種齊兩優(yōu)918后最高穗病粒率達(dá)到65.90%，接種新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)后最高穗病粒率為44.42%，90nk1接種齊兩優(yōu)918后最高穗病粒率為47.56%，明顯高于其他菌株與品種的組合,但22wj1接種C優(yōu)德占后穗病粒率為0，同時(shí)不同菌株接種不同水稻品種后導(dǎo)致的最高穗病粒率差異極明顯，也表明菌株與水稻品種間表現(xiàn)出的致病力具有明顯的特異性。方差分析結(jié)果表明，不同地理來(lái)源的菌株接種供試的4個(gè)水稻品種后，其最高穗病粒率差異顯著。

表2 安徽省稻曲病菌田間接種平均穗病粒率調(diào)查

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母表示不同處理間分別在0.01、0.05水平差異顯著；同行數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母表示不同處理間分別在0.01、0.05水平差異顯著；CK的平均病穗率為1.59%。

Note： Different capital letters and lowercases in the same column indicated significant differences between treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively. Different capital letters and lowercases in the same row indicated significant differences between treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively. The average diseased ear rate of CK was 1.59%.

表3 安徽省稻曲病菌田間接種最高穗病粒率調(diào)查

接下表

注：同列數(shù)據(jù)后不同、大小寫字母表示不同處理間分別在0.01、0.05水平差異顯著；同行數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母表示不同處理間分別在0.01、0.05水平差異顯著；CK的最高穗病粒率為3.01%。

Note： Different capital letters and lowercases in the same column indicated significant differences between treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively. Different capital letters and lowercases in the same row indicated significant differences between treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively. The highest diseased ear rate of CK was 3.01%.

2.4 安徽省稻曲病菌菌株與水稻品種寄生適合度 由表5可知，安徽省不同地域來(lái)源的稻曲病菌菌株對(duì)參試的4個(gè)水稻品種寄生適合度差異明顯，來(lái)自無(wú)為的菌株26ww1對(duì)水稻品種齊兩優(yōu)918和新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)寄生適合度較大，分別為58.47和40.21，來(lái)自望江的菌株22wj1對(duì)新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)也有較大的寄生適合度，為48.32，而來(lái)自石臺(tái)和肥西董崗的菌株23st2和51fg1在參試的4個(gè)品種上寄生適合度均為0；參試的菌株分別對(duì)4個(gè)水稻品種的寄生適合度差異較大，26ww1對(duì)齊兩優(yōu)918寄生適合度為58.47，但對(duì)C優(yōu)德占寄生適合度僅為5.02,22wj1對(duì)新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)寄生適合度為48.32，但對(duì)C優(yōu)德占寄生適合度為0，對(duì)最感病的品種齊兩優(yōu)918寄生適合度也只有1.49，表明稻曲病菌菌株與水稻品種互作的特異性。通過(guò)對(duì)6組分別來(lái)自同一縣市菌株與水稻品種的寄生適合度進(jìn)行對(duì)比分析可以看出，來(lái)自無(wú)為、肥西、池州、肥東、大墅的菌株對(duì)4個(gè)水稻品種的寄生適合度在不同菌株間均表現(xiàn)出較大的差異性，僅來(lái)自含山的2個(gè)菌株對(duì)4個(gè)水稻品種的寄生適合度表現(xiàn)為相近。

表4 安徽省稻曲病菌菌株與水稻品種寄生適合度

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母表示不同處理間分別在0.01、0.05水平差異顯著；同行數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母表示不同處理間分別在0.01、0.05水平差異顯著。

Note： Different capital letters and lowercases in the same column indicated significant differences between treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively. Different capital letters and lowercases in the same row indicated significant differences between treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively.

方差分析結(jié)果表明，參試的24個(gè)菌株中26ww1具有較強(qiáng)的致病力，對(duì)參試的4個(gè)品種均具有較好的寄生適合度，其均值明顯高于其他菌株且差異達(dá)到極顯著水平；參試的4個(gè)水稻品種中，齊兩優(yōu)918最感病，其次為新 Ⅱ 優(yōu)6號(hào)，C優(yōu)德占和 Ⅱ 優(yōu)838較抗病。

3 討論

由于稻曲病是水稻穗部病害，控害的主要方法是根據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的結(jié)果進(jìn)行適時(shí)預(yù)防。該試驗(yàn)結(jié)果表明，水稻稻曲病菌不僅菌株間致病力分化顯著，而且菌株與品種互作的特異性明顯，因此，有效監(jiān)測(cè)水稻種植區(qū)稻曲病菌與當(dāng)?shù)刂髟运酒贩N的寄生適合度是降低該病害成災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的有效手段。

水稻品種間對(duì)稻曲病的抗性差異顯著，抗病性品種的選育和推廣應(yīng)用是控害的有效途徑。但由于菌株與品種互作的特異性明顯，在抗性品種的選育過(guò)程中需采集不同地域來(lái)源或同一地區(qū)不同水稻品種上的菌株進(jìn)行抗病性試驗(yàn)，以降低菌株與品種的特異互作所帶來(lái)的病害流行成災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

寄生適合度是衡量稻曲病菌菌株與品種互作的重要指標(biāo)，目前關(guān)于寄生適合度測(cè)定方法的研究較多，但尚無(wú)具有廣泛適用性的統(tǒng)一方法。該研究采用簡(jiǎn)單的以病穗率、平均穗病粒率和最高穗病粒率為基礎(chǔ)的寄生適合度測(cè)定方法，意在兼顧稻曲病病指和菌株的致病潛力，但該方法仍存在一定的局限性。因此，系統(tǒng)研究稻曲病菌與水稻品種的互作關(guān)系，確定合適的病害危害指標(biāo)并以此指標(biāo)為基礎(chǔ)研究各病害因素的貢獻(xiàn)率，明確各病害因素的危害系數(shù)，從而建立切實(shí)可行的寄生適合度測(cè)定方法，意義重大。

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Parasitic Fitness of RiceUstilaginoideavirensin Anhui Province

WU Xiang-hui1, ZHANG Xue-cheng2, REN Xue-xiang3, SU Xian-yan3*et al

(1. Plant Protection Station of Anhui Province, Hefei, Anhui 230001; 2. Shou County Academy of Agricultural Sciences, Shou County, Anhui 232200; 3. Institute of Plant Protection and Quality Safety of Agricultural Products, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei, Anhui 230031)

[Objective] To research the parasitic fitness of riceUstilaginoideavirensin Anhui Province. [Method] A total of 24 strains were randomly isolated from 15 rice planting counties (cities) in Anhui Province. The method of artificial inoculation injection induced disease was used to determine the pathogenicity ofU.virensin four rice varieties. [Result] After different strains were inoculated to different rice varieties, there were significant differences in diseased ears rate ofU.virens, the average rate of diseased grains, and the maximum rate of diseased grains. Strain and variety had significant interaction. [Conclusion] The research result provides

for the prevention and control ofU.virens.

Rice;Ustilaginoideavirens; Pathogenicity; Parasitic fitness

安徽省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(14B1148)；安徽省人才發(fā)展專項(xiàng)(13C1109)；安徽省科技重大專項(xiàng)(15CZZ03132)。

吳向輝(1978- )，男，安徽無(wú)為人，農(nóng)藝師，碩士，從事農(nóng)作物病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)與防控技術(shù)研究。*通訊作者，副研究員，碩士，從事植物病害流行及化學(xué)防治研究。

2016-08-19

S 435.111

A

0517-6611(2016)29-0134-05