安徽省引種水稻抗稻瘟病和白葉枯病分析

陳晴晴, 沈文杰, 胡逸群, 張愛芳

(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)

稻(OryzasativaL.)別稱水稻,是我國(guó)廣泛種植的重要谷物,南方為主要產(chǎn)稻區(qū),北方各省均有栽種[1-2]。稻的種下主要分為2個(gè)亞種,即秈稻和粳稻。在我國(guó),秈稻主要分布于淮河、秦嶺以南地區(qū)和云貴高原的低海拔地區(qū),而粳稻主要在黃河流域、北部和東北部,在南方則分布于較高海拔地區(qū)。安徽省地處暖溫帶與亞熱帶過渡地區(qū),以淮河為界,南北兼容,秈稻和粳稻均有栽種。稻米是我國(guó)重要的糧食,年產(chǎn)量占全國(guó)糧食總產(chǎn)量的45%左右,而病害會(huì)嚴(yán)重影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì),為保證水稻的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn),仍要注意水稻病害的防控[3-4]。

稻瘟病是由稻瘟病菌(Magnaportheoryzae)引起的真菌性病害,在全世界水稻種植區(qū)均有發(fā)生。稻瘟病菌可以侵染不同生長(zhǎng)時(shí)期的水稻,表現(xiàn)為苗瘟、葉瘟、穗頸瘟和谷粒瘟,其中穗頸瘟對(duì)水稻產(chǎn)量損失影響最大。在稻瘟病發(fā)生流行時(shí),一般造成水稻減產(chǎn)10%～20%,嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)40%～50%,局部范圍甚至顆粒無收[5-7]。白葉枯病別稱白葉瘟、地火燒等,是由水稻黃單胞菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae)引起的細(xì)菌性病害,一旦發(fā)生,一般會(huì)減產(chǎn)10%左右,嚴(yán)重的減產(chǎn)50%～60%,甚至90%[8-9]。長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐證明,選育和種植抗病品種是防控水稻病害最有效、安全、經(jīng)濟(jì)的措施。由于稻瘟病菌生理小種復(fù)雜、易變,不同水稻產(chǎn)區(qū),生理小種存在差異,使在一個(gè)地區(qū)抗病的品種,種植在另一個(gè)地區(qū),或在種植3～5年后,其抗病性會(huì)減弱甚至喪失,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致病害流行。不同白葉枯病菌小種、溫度、濕度等環(huán)境條件下,水稻品種的抗性也會(huì)不同,當(dāng)環(huán)境條件改變時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致原本抗病的品種抗病性下降甚至喪失[10-11]。因此,水稻品種在一定地區(qū)繁育推廣之前,需要通過區(qū)域抗性鑒定試驗(yàn),以避免由病害發(fā)生流行而造成的危害。

本研究采用稻瘟病菌人工噴霧接種和白葉枯病病菌人工剪葉接種的方法,分別于2018、2019、2020、2021年在安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院內(nèi)試驗(yàn)點(diǎn),開展引種抗稻瘟病、抗白葉枯病鑒定試驗(yàn),根據(jù)稻瘟病抗性綜合指數(shù)和白葉枯病發(fā)病情況,明確引進(jìn)水稻品種的抗病水平,分析不同年份引進(jìn)水稻品種的抗病情況,以及秈稻和粳稻的抗病情況,為安徽省水稻良種引進(jìn)、利用和合理布局等提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

安徽省種子管理總站提供2018—2021年安徽省引進(jìn)的參試水稻品種共409份。筆者所在團(tuán)隊(duì)提供用作感病對(duì)照的水稻品種,抗稻瘟病鑒定試驗(yàn)用原豐早、WH26、長(zhǎng)金糯2號(hào),抗白葉枯病鑒定試驗(yàn)用金剛30。供試病原菌由筆者所在團(tuán)隊(duì)成員采集、分離、鑒定并保存?zhèn)溆?選擇經(jīng)鑒定為B群和A群的稻瘟病菌菌株,及Ⅲ型和Ⅳ型白葉枯病病菌菌株。

1.2 稻瘟病抗性鑒定方法

1.2.1 供試菌株 將保存的菌株轉(zhuǎn)移至PDA平板上,置于26 ℃培養(yǎng)箱。菌株長(zhǎng)滿平板后,切成小塊,放入大麥粒瓶中,置于26 ℃培養(yǎng)箱。1周后,待帶有菌絲的大麥粒平鋪,置于26 ℃恒溫保濕培養(yǎng)。次日,用無菌水清洗、過濾產(chǎn)孢大麥粒,濾液經(jīng)離心(4 000 r/min,1 min)后,用含有0.05%吐溫的無菌水收集孢子液,配制成濃度為2×105個(gè)/mL的孢子懸浮液。

1.2.2 供試品種 選取10～15粒種子放入浸種袋,浸泡在水中,待種子吸飽水后,置于30 ℃培養(yǎng)箱中,發(fā)芽后,按照編號(hào)播種,種子上覆蓋1層細(xì)土。待苗長(zhǎng)至3葉期,混合孢子液噴霧接種,塑料膜覆蓋保濕1晚。調(diào)查苗瘟發(fā)病情況后,秧苗移栽,每個(gè)品種1行3穴,每穴3～4棵基本苗,每20行栽種1行感病對(duì)照品種。待到水稻抽穗期,混合孢子液噴霧接種,將接種的稻穗用稻葉包裹,噴灌系統(tǒng)定時(shí)保濕。鑒定圃施肥量較高,治蟲不治病[12]。

1.2.3 病害調(diào)查 水稻苗期接種后7～10 d,當(dāng)感病對(duì)照品種發(fā)病充分時(shí),調(diào)查苗瘟,待稻穗成熟時(shí),調(diào)查穗瘟發(fā)病和損失情況。苗瘟、穗瘟發(fā)病情況的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)參照水稻病害抗性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[13]。以稻瘟病抗性綜合指數(shù)評(píng)價(jià)引種的抗病水平,評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：綜合指數(shù)<0.1,抗性水平為高抗;綜合指數(shù)為 0.1～2.0,抗病;綜合指數(shù)為2.1～4.0,中抗;綜合指數(shù)為4.1～6.0,中感;綜合指數(shù)為6.1～7.5,感病;綜合指數(shù)為7.6～9.0,高感。同時(shí)以抗病率分析引種的抗性表現(xiàn),抗病率=(高抗+抗病+中抗)的品種數(shù)/引種總數(shù)×100%[14]。

1.3 白葉枯病抗性鑒定方法

1.3.1 供試菌株 將保存的菌株用NB培養(yǎng)基活化,置于搖床振蕩培養(yǎng)(28 ℃,160 r/min),配制成 3×108CFU/mL的細(xì)菌懸浮液[15]。

1.3.2 供試品種 供試品種管理同“1.2.2”節(jié),待劍葉長(zhǎng)出,將解剖剪在細(xì)菌懸浮液中浸一下,剪去接種葉片的一段葉尖(約為葉片總長(zhǎng)的1/10),每浸1次可剪5次。

1.3.3 病情調(diào)查 接種后20 d,感病對(duì)照品種發(fā)病時(shí),參照水稻病害抗性鑒定標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查病情,按照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)供試品種的抗性水平,0級(jí)為高抗,1級(jí)為抗病,3級(jí)為中抗,5級(jí)為中感,7級(jí)為感病,9級(jí)為高感[13];計(jì)算抗病率,方法同“1.2.3”節(jié)。

2 結(jié)果與分析

2.1 引種抗稻瘟病水平分析

2018—2021年引種對(duì)稻瘟病的抗性情況如圖1所示,4年引種中均無高抗的品種,2018年參試水稻品種共147份,抗病的品種有2個(gè)(農(nóng)香24、泰優(yōu)2806),中抗的品種占比低于中感或感病的品種,中感和感病的品種數(shù)一致,有6個(gè)高感的品種。2019年114份參試品種中,抗病的品種僅有1個(gè)(浙優(yōu)21),中抗的品種占比下降,中感的品種占比接近50%,感病的品種占比略高于2018年的,高感的品種數(shù)減少為2個(gè)。2020年參試品種僅有59份,沒有高抗和抗病的品種,與2019年比,中抗的品種占比上升,中感和感病的品種占比均有所下降,但高感的品種占比上升。2021年有89份參試品種,也沒有高抗和抗病的品種,中抗的品種占比高于2020年,中感的品種占比超過50%,感病的品種占比下降,僅有1個(gè)高感的品種。

由圖2可知,2018—2021年引種對(duì)稻瘟病的抗病率分別為29.25%、12.28%、20.34%、29.21%,抗病水平不高。年度間引種對(duì)稻瘟病的抗病率呈平緩趨勢(shì),抗病水平變化不大。

2.2 秈稻和粳稻的抗稻瘟病水平分析

共引種409份,其中秈稻319份,粳稻90份,其抗稻瘟病水平見圖3,秈稻和粳稻中均無高抗的品種,將其他抗性水平下品種數(shù)占比由高到低排列,秈稻為中感>感病>中抗>高感>抗病,粳稻為中感>感病>中抗>高感,粳稻中沒有抗病的品種?？梢?不論是秈稻還是粳稻,中感的品種都最多。秈稻和粳稻對(duì)稻瘟病的抗病率分別為26.33%和12.22%,說明秈稻的抗病水平高于粳稻。

2.3 引種抗白葉枯病水平分析

由圖4可知,2018—2021年引種中均無高抗的品種,2018年沒有抗病的品種,有3個(gè)中抗的品種,中感的品種占比略高,感病的品種占比最高,有2個(gè)高感的品種。2019年抗病的品種僅有1個(gè)(圣糯1號(hào)),同2018年相比,中抗和中感的品種占比均增加,感病的品種占比下降,高感的品種占比上升。2020年不同抗性水平下的品種占比表現(xiàn)為感病>中感>中抗=高感>抗病,抗病的品種有2個(gè)(禾兩優(yōu)676、禾兩優(yōu)639)。2021年沒有抗病的品種,中抗和中感的品種占比較2020年下降,感病和高感的品種占比上升。

由圖5可知,2018—2021年引種對(duì)白葉枯病的抗病率分別為2.04%、6.14%、8.47%、4.49%,抗病水平較低。年度間引種對(duì)白葉枯病的抗病率呈上升趨勢(shì),抗病水平有所提高。

2.4 秈稻和粳稻的抗白葉枯病水平分析

由圖6可知,秈稻和粳稻中均無高抗的品種,將其他抗性水平下品種數(shù)占比由高到低排列,秈稻為感病>中感>高感>中抗>抗病,粳稻為感病>中感>中抗>抗病,粳稻中沒有高感的品種?？梢?秈稻和粳稻品種都易感白葉枯病。

秈稻和粳稻對(duì)白葉枯病的抗病率分別為3.14%、10.00%,說明粳稻的抗病水平高于秈稻。

2.5 引種中兼抗2種病的品種

由表1可知,在2018—2021年安徽省引種中,創(chuàng)兩優(yōu)銀華粘、皖兩優(yōu)華占、浙糯優(yōu)1號(hào)品種抗稻瘟病和白葉枯病,抗性表現(xiàn)均較好。

表1 兼抗2種病的品種在引種試驗(yàn)和品種審定時(shí)的不同抗性表現(xiàn)

3個(gè)品種的稻瘟病抗性綜合指數(shù)和白葉枯病病級(jí)與該品種審定時(shí)的結(jié)果(來源于國(guó)家水稻數(shù)據(jù)中心https://www.ricedata.cn/)有些不同。因此,水稻品種引進(jìn)前,在引種目的地進(jìn)行品種的抗病性鑒定工作,仍然是必要的。

3 討論

稻瘟病是影響水稻生產(chǎn)的重要真菌病害,生產(chǎn)實(shí)踐表明,在防治稻瘟病的眾多方法中,種植抗病品種是最經(jīng)濟(jì)有效的方法[16]。但稻瘟病菌生理小種在我國(guó)不同稻區(qū)的分布多樣化,水稻生產(chǎn)上推廣應(yīng)用抗病品種,可能使稻瘟病菌的致病小種發(fā)生改變,會(huì)產(chǎn)生新的優(yōu)勢(shì)小種[17]。郝中娜等的研究表明,相同一套品種在不同地區(qū)稻瘟病抗性表現(xiàn)有所不同[18]。白葉枯病是一種重要的水稻細(xì)菌性病害,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響水稻產(chǎn)量,目前選擇豐產(chǎn)、抗病的品種是防控白葉枯病經(jīng)濟(jì)、有效的方法[19-21]。雖然隨著水稻抗病品種的推廣種植,使病害得到一定的控制,但安徽省后備品種的抗病現(xiàn)狀并不樂觀[22]。在水稻種植中,引入成熟的已推廣應(yīng)用的優(yōu)良抗病品種是防控病害簡(jiǎn)便易行、見效快的措施。兼抗稻瘟病和白葉枯病的水稻種質(zhì)資源是優(yōu)良育種材料,在生產(chǎn)實(shí)際中也具有推廣應(yīng)用的價(jià)值[23]。本研究發(fā)現(xiàn),引種抗稻瘟病和白葉枯病的表現(xiàn),與品種審定時(shí)有些不同。因此,在水稻生產(chǎn)中要合理引進(jìn)與布局品種,以有效防控病害的大規(guī)模發(fā)生。

4 結(jié)論

本研究針對(duì)2018—2021年安徽省引種抗稻瘟病和白葉枯病的表現(xiàn)進(jìn)行分析,并以抗病率評(píng)價(jià)水稻品種的抗病水平,引種對(duì)稻瘟病的抗病率在12.28%～29.25%之間,抗病水平一般,年度間抗病水平變化不大;對(duì)白葉枯病的抗病率在2.04%～8.47%之間,抗病水平較低,年度間抗病水平呈上升趨勢(shì)。秈稻(26.33%)對(duì)稻瘟病的抗性好于粳稻(12.22%);粳稻(10.00%)對(duì)白葉枯病的抗性好于秈稻(3.14%)。在當(dāng)年引種的抗病性鑒定試驗(yàn)中,創(chuàng)兩優(yōu)銀華粘、皖兩優(yōu)華占、浙糯優(yōu)1號(hào)兼抗稻瘟病和白葉枯病,農(nóng)香24、泰優(yōu)2806、浙優(yōu)21表現(xiàn)為抗稻瘟病,圣糯1號(hào)、禾兩優(yōu)676、禾兩優(yōu)639表現(xiàn)為抗白葉枯病。這些品種可以作為備選抗病品種引進(jìn)安徽省內(nèi)種植,在生產(chǎn)實(shí)際中具有推廣應(yīng)用價(jià)值,但本研究只針對(duì)當(dāng)年接收的參試樣品,且利用代表菌株進(jìn)行人工接種鑒定,結(jié)果僅供參考。整體來說,2018—2021年安徽省引種抗稻瘟病和白葉枯病的水平均不高,合理利用的同時(shí)仍要注意病害防控。