袁濤 葉姍 周建宇 彭德良 黃文坤 丁中,*

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湖南水稻主推品種對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)的抗性及評(píng)價(jià)方法

袁濤1葉姍1周建宇1彭德良2黃文坤2丁中1,*

(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，長(zhǎng)沙 410128；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所/植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193;*通訊聯(lián)系人，E-mail：dingzh@hunau.net)

【目的】旱稻孢囊線蟲(chóng)是一種水稻上重要的病原線蟲(chóng)。篩選抗蟲(chóng)種質(zhì)資源對(duì)抗病品種的選育至關(guān)重要?！痉椒ā客ㄟ^(guò)室內(nèi)二齡幼蟲(chóng)接種和田間自然病圃鑒定，以單株平均孢囊數(shù)、相對(duì)抗病指數(shù)和繁殖系數(shù)法評(píng)價(jià)了湖南省51個(gè)主推的水稻品種對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)的抗性?！窘Y(jié)果】在供試水稻品種中未發(fā)現(xiàn)有免疫和高抗品種。室內(nèi)接種條件下，在24個(gè)中稻品種中，依據(jù)單株平均孢囊數(shù)評(píng)價(jià)，僅廣兩優(yōu)2010表現(xiàn)為抗；依據(jù)相對(duì)抗病指數(shù)評(píng)價(jià)，廣兩優(yōu)2010、準(zhǔn)兩優(yōu)527、廣兩優(yōu)1128 3個(gè)品種為抗；在27個(gè)晚稻品種中，依據(jù)單株平均孢囊數(shù)評(píng)價(jià)，盛泰優(yōu)9712、準(zhǔn)兩優(yōu)608、農(nóng)香優(yōu)204、岳優(yōu)9264、岳優(yōu)3700、中浙優(yōu)1號(hào)、岳優(yōu)27、湘晚糯1號(hào)、賀優(yōu)50、Y兩優(yōu)9918共10個(gè)品種為抗；而依據(jù)相對(duì)抗病指數(shù)評(píng)價(jià)，湘晚糯1號(hào)、賀優(yōu)50、Y兩優(yōu)9918表現(xiàn)為中感。在田間自然病圃條件下，依據(jù)繁殖系數(shù)評(píng)價(jià)，篩選出9個(gè)晚稻抗性品種，鑒定結(jié)果與室內(nèi)接種相對(duì)抗病指數(shù)法基本一致?！窘Y(jié)論】室內(nèi)接種相對(duì)抗病指數(shù)法可以作為評(píng)價(jià)水稻品種對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)抗性的有效方法。

旱稻孢囊線蟲(chóng)；相對(duì)抗病指數(shù)；繁殖系數(shù)；抗性鑒定

旱稻孢囊線蟲(chóng)又名日本孢囊線蟲(chóng)()，是最早于1974年在日本丘陵地區(qū)旱稻田中發(fā)現(xiàn)的一種危害水稻的重要線蟲(chóng)[1]。該線蟲(chóng)可影響水稻長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量潛能，造成水稻7%~19%的產(chǎn)量損失[2]。我國(guó)于2011年在湖南省長(zhǎng)沙、平江、衡東、邵陽(yáng)和湘鄉(xiāng)等5個(gè)縣市發(fā)現(xiàn)該線蟲(chóng)[3]，目前在湖南省周邊廣西、廣東、江西等省份的丘陵地區(qū)均有分布，是一種對(duì)我國(guó)南方丘陵地區(qū)水稻生產(chǎn)具有潛在威脅的重要土傳病原線蟲(chóng)。該線蟲(chóng)在伊朗、意大利等國(guó)家也有零星發(fā)現(xiàn)[4]。

孢囊線蟲(chóng)病可以通過(guò)非寄主輪作、施用化學(xué)殺線劑和種植抗病品種等不同方法進(jìn)行防治，其中篩選和推廣抗病品種是最經(jīng)濟(jì)，安全、有效的途徑?？共》N質(zhì)資源的篩選對(duì)抗病品種的選育和利用至關(guān)重要。本研究旨在明確湖南主推水稻品種對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)的抗性，同時(shí)為選育和推廣抗病品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 水稻品種和線蟲(chóng)群體

實(shí)驗(yàn)所用的51個(gè)水稻品種分別來(lái)自湖南省雜交水稻研究中心、湖南省水稻研究所、隆平種業(yè)等單位。

供試旱稻孢囊線蟲(chóng)群體采自湖南省長(zhǎng)沙縣干杉鎮(zhèn)當(dāng)季水稻收獲后的田間病土，用漂浮過(guò)篩法分離土壤樣品中的孢囊，經(jīng)形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)鑒定明確了供試群體為旱稻孢囊線蟲(chóng)[5]。

1.2 抗性鑒定方法

1.2.1 室內(nèi)二齡幼蟲(chóng)接種法

水稻種子催芽露白后種植于PVC管(內(nèi)徑3 cm，長(zhǎng)度20 cm)，PVC管底采用60目尼龍網(wǎng)封閉，將PVC管懸吊于塑料箱蓋上。PVC管內(nèi)填充約170 mL高溫消毒的沙土(細(xì)河沙和壤土以1∶1比例混合)。每個(gè)培養(yǎng)管內(nèi)種植一株水稻苗。采用水稻根際土壤浸液孵化2齡幼蟲(chóng)[6]。水稻播種后1個(gè)月，在水稻根莖附近接入2齡幼蟲(chóng)，隔一周后再接種1次，共接種3次，總計(jì)接種2齡幼蟲(chóng)1000條[7]。每個(gè)品種7次重復(fù)。在日光大棚中培養(yǎng),定期澆水，且每周澆1次霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液(20 mL)[8]。最后一次接種后8周取出PVC管中病土和植株，采用蔗糖漂浮離心法[9]分離PVC管病土并鏡檢水稻根系，挑出全部旱稻孢囊并統(tǒng)計(jì)每管孢囊數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用單因素新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[10]。

1.2.2 田間自然病圃鑒定法

試驗(yàn)田位于長(zhǎng)沙縣干杉鎮(zhèn)長(zhǎng)安村，土壤肥力中等，多年種植水稻，旱稻孢囊線蟲(chóng)歷年發(fā)生較嚴(yán)重。按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)品種小區(qū)面積為15 m2，3次重復(fù)。播種日期為2017年6月17日。在播種前，田間采用隨機(jī)5點(diǎn)取樣法，調(diào)查田間初始孢囊數(shù)。

2017年11月初，所有水稻品種全部成熟時(shí)調(diào)查其根系土壤中孢囊的數(shù)量。每個(gè)小區(qū)以5點(diǎn)法隨機(jī)取樣，每點(diǎn)取兩株水稻根系土壤，取樣深度10 cm，混合均勻后，取1 L土分離孢囊，在體視顯微鏡下計(jì)數(shù)。用新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 抗性評(píng)價(jià)方法

1.3.1 依據(jù)單株孢囊數(shù)評(píng)價(jià)

免疫(I)、高抗(HR)、抗(R)、中感(MS)、感病(S)、高感(HS)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分別為0、0.1~10、10.1~100、100.1~200、200.1~300和大于300個(gè)孢囊/株。

1.3.2 依據(jù)相對(duì)抗病指數(shù)評(píng)價(jià)

以當(dāng)次試驗(yàn)發(fā)病最嚴(yán)重的品種為感病對(duì)照，計(jì)算各品種的相對(duì)抗病指數(shù)(RRI=1－所測(cè)品種平均單株有效孢囊數(shù)/發(fā)病最嚴(yán)重品種平均單株有效孢囊數(shù))。免疫(I)為RRI=1，高抗(HR)為0.90≤RRI＜1，抗病(R)為0.70≤RRI＜0.90，中感(MS)為0.50≤RRI＜0.70，感病(S)為0.30≤RRI＜0.50，高感(HS)為RRI＜0.30[11]。

1.3.3 依據(jù)繁殖系數(shù)（）評(píng)價(jià)

參照Soriano等[12]的方法，田間初始孢囊量為，收獲后土壤平均孢囊量為。當(dāng)≤1時(shí)為抗病反應(yīng)(R)，＞1時(shí)為感病反應(yīng)(S)。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)二齡幼蟲(chóng)接種法測(cè)定結(jié)果

中稻品種對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)的抗性，不同評(píng)價(jià)方法對(duì)24個(gè)中稻品種的評(píng)價(jià)結(jié)果差異較小(表1)。按單株孢囊數(shù)統(tǒng)計(jì)，在供試的24個(gè)中稻品種中，未發(fā)現(xiàn)免疫和高抗品種，廣兩優(yōu)2010表現(xiàn)為抗??；準(zhǔn)兩優(yōu)527等9個(gè)品種的單株孢囊量為100~200，表現(xiàn)為中感；深兩優(yōu)1號(hào)等10個(gè)品種的單株孢囊量為200~300間，表現(xiàn)為感??；C兩優(yōu)4418等4個(gè)品種的單株孢囊量在大于300，表現(xiàn)為高感。依據(jù)RRI評(píng)價(jià)，供試中稻品種中廣兩優(yōu)2010、準(zhǔn)兩優(yōu)527、廣兩優(yōu)1128等3個(gè)品種的RRI≥0.70，表現(xiàn)為抗；Y兩優(yōu)900等7個(gè)品種的RRI為0.52~0.65，表現(xiàn)為中感；深兩優(yōu)1號(hào)等8個(gè)品種的RRI為0.31~0.43，表現(xiàn)為感??；II優(yōu)416等6個(gè)品種的RRI＜0.3，為高感。

兩種評(píng)價(jià)方法對(duì)27個(gè)晚稻品種的評(píng)價(jià)結(jié)果差異較大(表2)，采用平均單株孢囊數(shù)評(píng)價(jià)，所有27個(gè)品種未有免疫、高抗品種，盛泰優(yōu)9712等12個(gè)品種為抗；T優(yōu)272等12個(gè)品種為中感；華香優(yōu)69等3個(gè)品種為感。RRI評(píng)價(jià)結(jié)果表明，盛泰優(yōu)9712、準(zhǔn)兩優(yōu)608、岳優(yōu)2155、農(nóng)香優(yōu)204、H優(yōu)518、岳優(yōu)9264、岳優(yōu)3700、中浙優(yōu)1號(hào)、岳優(yōu)27等9個(gè)品種的RRI為0.76~0.85，為抗；湘晚糯1號(hào)等5個(gè)品種的RRI為0.50~0.63，為中感；華兩優(yōu)1548等7個(gè)品種RRI為0.37~0.49，為感；粵王絲苗、黃華占、豐源優(yōu)2297等7個(gè)品種的RRI<0.3，表現(xiàn)為高感。

2.2 田間自然病圃鑒定法

以室內(nèi)二齡幼蟲(chóng)接種結(jié)合平均單株孢囊數(shù)評(píng)價(jià)法和RRI評(píng)價(jià)法，將篩選出的岳優(yōu)3700、岳優(yōu)2115、岳優(yōu)9264、盛泰優(yōu)9712、H優(yōu)518、賀優(yōu)50、中浙優(yōu)1號(hào)、準(zhǔn)兩優(yōu)608、Y兩優(yōu)9918 9個(gè)抗性品種及Y兩優(yōu)1號(hào)、豐源優(yōu)2297 2個(gè)感病品種在田間自然病圃中進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證，以收獲后根圍土壤孢囊密度與種植前土壤孢囊密度的值小于1.0為抗性鑒定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果表明，室內(nèi)二齡幼蟲(chóng)接種法篩選的抗性品種在田間自然病圃均表現(xiàn)為抗蟲(chóng)，豐源優(yōu)2297表現(xiàn)為感蟲(chóng)，Y兩優(yōu)1號(hào)則表現(xiàn)為抗蟲(chóng)(表3)。

表1 24個(gè)中稻品種對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)的室內(nèi)抗性鑒定結(jié)果

R－抗?。籑S－中感；S－感??；HS－高感。

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

表2 27個(gè)晚稻品種對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)的室內(nèi)抗性鑒定結(jié)果

R－抗?。籑S－中感；S－感病；HS－高感。

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

表3 不同水稻品種對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)的田間抗性鑒定結(jié)果

R－抗病；S－感病。

R, Resistant; S, Susceptible.

3 結(jié)論

本研究通過(guò)室內(nèi)二齡幼蟲(chóng)接種和田間自然病圃鑒定，以單株平均孢囊數(shù)，并參照小麥孢囊線蟲(chóng)抗性鑒定所應(yīng)用的相對(duì)抗病指數(shù)和繁殖系數(shù)法[7]評(píng)價(jià)了湖南省51個(gè)主推的中、晚水稻品種對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)的抗性。結(jié)果顯示，通過(guò)室內(nèi)二齡幼蟲(chóng)接種和田間自然病圃鑒定以不同評(píng)價(jià)法對(duì)51個(gè)水稻品種的抗性評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)抗病指數(shù)評(píng)價(jià)法與單株平均孢囊數(shù)結(jié)果相差較大。室內(nèi)人工接種2齡幼蟲(chóng)，可以控制2齡幼蟲(chóng)接種數(shù)量，溫度、水分等利于2齡幼蟲(chóng)侵染的環(huán)境條件，所以室內(nèi)2齡幼蟲(chóng)接種較好地反映出不同水稻品種的抗性水平。相對(duì)于小麥孢囊線蟲(chóng)的單株平均白雌蟲(chóng)數(shù)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，由于平均完成一個(gè)生活周期的時(shí)間不同，旱稻孢囊線蟲(chóng)完成一個(gè)生活周期最短僅需要22 d[13]，而小麥孢囊線蟲(chóng)完成一個(gè)生活周期需要將近一年[14]，所以劃分標(biāo)準(zhǔn)也不同。但以單株平均孢囊數(shù)的劃分具有一定的主觀性，單株平均孢囊數(shù)評(píng)價(jià)方法往往不能很客觀反映出品種抗性水平；繁殖系數(shù)是以田間孢囊密度起始密度作為參照標(biāo)準(zhǔn)，受當(dāng)年氣候、雨水，土肥，田間孢囊密度分布不均勻等影響，繁殖系數(shù)法有時(shí)會(huì)有偏差：相對(duì)抗病指數(shù)評(píng)價(jià)法以當(dāng)次實(shí)驗(yàn)中發(fā)病最重的品種為感病對(duì)照品種,計(jì)算相對(duì)抗病指數(shù), 這樣就可以有效避免由于不同實(shí)驗(yàn)條件而造成的評(píng)價(jià)結(jié)果的差異，是相對(duì)來(lái)說(shuō)最能有效反映出品種抗性水平的方法[15]。結(jié)合三種評(píng)價(jià)方法，岳優(yōu)3700、岳優(yōu)2155、岳優(yōu)9264、盛泰優(yōu)9712、H優(yōu)518、賀優(yōu)50、中浙優(yōu)1號(hào)、準(zhǔn)兩優(yōu)608、Y兩優(yōu)9918等9個(gè)水稻品種在室內(nèi)二齡幼蟲(chóng)接種法和田間自然病圃法中均表現(xiàn)為抗性，抗性水平較穩(wěn)定，可用于今后在旱稻孢囊線蟲(chóng)重災(zāi)區(qū)推廣使用作為抗性資源。

抗性鑒定中還發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)二齡幼蟲(chóng)接種法中表現(xiàn)為高感的Y兩優(yōu)1號(hào)在田間自然病圃測(cè)試表現(xiàn)為抗性。究其原因，可能在室內(nèi)由于容器的限制，水稻根系的生長(zhǎng)受到限制，而在田間自然病圃鑒定中，水稻植株完全生長(zhǎng)在自然環(huán)境中，根系得以更加好的發(fā)育，特別是高產(chǎn)雜交水稻的土壤深層根系比例大。由于旱稻孢囊線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)主要分布在0~10厘米土壤耕作層[16]，并從水稻根的伸長(zhǎng)區(qū)侵染[13]，線蟲(chóng)田間自然情況下不易侵染土壤深層根系，從而導(dǎo)致鑒定結(jié)果出現(xiàn)差異。

[1] Ohshima Y.n.sp. an upland rice cyst nematode from Japan., 1974, 4: 51-56.

[2] Shimizu K. Influence of the upland rice cyst nematode,on the yield of the upland-cultured paddy rice., 1976, 6: 1-6.

[3] Ding Z, Namphueng J, He X F, Peng D L, Huang W K. First report of the cyst nematode () on rice in Hunan Province, China., 2011, 96(1): 151.

[4] Luca F D, Vovlas N, Lucarelli G, et al.the Japanese cyst nematode parasitizing corn in Northern Italy: Integrative diagnosis and bionomics., 2013, 136(4): 857-872.

[5] 王水南, 彭德良, 黃文坤, 丁中. 旱稻孢囊線蟲(chóng)的快速分子檢測(cè). 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2014, 40(2): 178-182.

Wang S N, Peng D L, Huang W K, Ding Z. Rapid molecular diagnosis of rice cyst nematode()., 2014, 40(2): 178-182. (in Chinese with English abstract)

[6] 賀沛成, 洪宏, 伍敏敏, 丁中. 旱稻孢囊線蟲(chóng)()孵化特性研究. 植物保護(hù), 2012, 38(1): 101-103.

Hong P C, Hong H, Wu M M, Ding Z.Study on the hatching characteristics of., 2012, 38(1): 101-103. (in Chinese with English abstract)

[7] 劉炳良, 孫成剛, 王暄, 向桂林, 宋志強(qiáng), 高菲菲, 李紅梅. 小麥品種對(duì)禾谷孢囊線蟲(chóng)()江蘇沛縣群體的抗性鑒定. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào), 2012, 32(3): 563-568.

Liu B L, Sun C G, Wang X, Xiang G L, Song Z Q, Gao F F, Li H M. Evaluation of the resistance of wheat cultivars to Peixian population offrom Jiangsu Province,, 2012, 32(3): 563-568. (in Chinese with English abstract)

[8] Reversat G, Destombes D. Screening for resistance toin the two cultivated rice species,and., 1998, 21(4): 307-317.

[9] 鄭經(jīng)武, 程瑚瑞, 方中達(dá). 土壤中線蟲(chóng)孢囊的三種分離方法及綜合評(píng)價(jià). 植物保護(hù), 1995(1): 50-51.

Zheng J W, Cheng H R, Fang Z D. Three methods of isolation and comprehensive evaluation of nematode cyst in soil., 1995(1): 50-51. Chinese with English abstract)

[10] 李永宏, 黃清臻. 新復(fù)極差法在生物統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用. 醫(yī)學(xué)動(dòng)物防制, 2002(5): 270-272.

Li Y H, Huang Q Z. Application of SSR on the statisties of biology., 2002(5): 270-272. (in Chinese with English abstract)

[11] Stirling G, Nicol J. Advisory Services for Nematode Pests. Nematologists.org.au, 1999.

[12] Soriano I R, Schmit V, Brar D S, Prot J C, Reversat G. Resistance to rice root-knot nematodeidentified inand., 1999, 1(4): 395-398.

[13] 丁中, Namphueng J, 何旭峰, 伍敏敏, 洪宏. 旱稻孢囊線蟲(chóng)生活史及侵染特性. 中國(guó)水稻科學(xué), 2012, 26(6): 746-750.

Ding Z, Namphueng J, He X F, Wu M M, Hong H. Life Cycle and infection characteristics of Rice Cyst Nematode,Ohshima in rice., 2012, 26(6): 746-750. (in Chinese with English abstract)

[14] 蘇致衡, 黃文坤, 鄭國(guó)棟, 張宏嘉, 劉淑艷, 彭德良. 北京地區(qū)小麥禾谷孢囊線蟲(chóng)病發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)查. 植物保護(hù), 2013, 39(1): 116-120.

Su Z H, Huang W K, Zheng G D, Zhang H J, Liu S Y, Peng D L. Investigation on the occurrence ofin Beijing., 2013, 39(1): 116-120. (in Chinese with English abstract)

[15] 邢小萍, 袁虹霞, 孫君偉, 張潔, 孫炳劍, 李洪連. 河南省小麥主推品種對(duì)2種禾谷孢囊線蟲(chóng)的抗性及其評(píng)價(jià)方法. 作物學(xué)報(bào), 2014, 40(5): 805-815.

Xing X P, Yuan H X, Sun J W, Zhang J, Sun B L, Li H J. Resistance to two species of cereal cyst nematode and evaluation methods in major wheat cultivars from Henan Province, China., 2014, 40(5): 805-815. (in Chinese with English abstract)

[16] Seasonal fluctuation and rhizospherical distribution of population of the upland rice cyst nematode,., 1977, 7: 49-57.

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。

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目(200903040，201503114)。