國(guó)內(nèi)外青稞材料白粉病田間抗性鑒定

旺 姆，楊春葆，原紅軍

（西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所/省部共建青稞和牦牛種質(zhì)資源與遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西藏 拉薩 850002）

青稞（Hordeum vulgareL.var.NudumHook.f.）又稱裸大麥、無殼大麥，屬于禾本科大麥屬。青稞是高原谷類作物，對(duì)于西藏及周圍高海拔地的糧食安全具有重要的意義。青稞的作用不只作為糧食食用，也在陸續(xù)開展青稞酒等青稞特色產(chǎn)品研發(fā)。其低糖低脂且高β-葡聚糖的特性，使青稞食品具有一定的保健功能，對(duì)中國(guó)居民合理膳食、預(yù)防高血脂等疾病也具有重要作用［1-2］。

危害青稞的病蟲害眾多，白粉病作為青稞的主要病害之一，制約青稞產(chǎn)量和品質(zhì)提高［3］。隨著近年來西藏地區(qū)氣候的變化，西藏白粉病發(fā)病的地區(qū)逐年增加，主要集中在拉薩、林芝、山南、昌都等地，其中以林芝、拉薩地區(qū)尤為嚴(yán)重。有研究表明，白粉病對(duì)于青稞的產(chǎn)量減產(chǎn)率為10%～30%不等，嚴(yán)重發(fā)病的地塊甚至能夠減產(chǎn)50%以上［4］。

目前對(duì)于青稞的白粉病防治工作主要是早期預(yù)防為主，通過土地深翻清除病株殘?bào)w等物理措施和使用烯唑醇或醚菌酯等化學(xué)藥劑進(jìn)行化學(xué)防治，但是實(shí)際效果并不明顯，且因相關(guān)優(yōu)勢(shì)小種變化而產(chǎn)生耐藥性［5］，青稞抗白粉病機(jī)理和相應(yīng)育種方面研究仍顯得薄弱。大麥白粉病的抗病基因及抗性材料的選育研究已經(jīng)廣泛開展，雖然青稞屬于大麥屬，但由于種植條件和區(qū)域問題，區(qū)外大麥白粉病抗性品種研究并不能代表和解決西藏青稞白粉病抗性品種選育問題。目前，抗白粉病青稞材料較大規(guī)模田間篩選工作進(jìn)行較少，各地篩選的抗白粉病青稞材料總數(shù)不足400 份，且多為西藏本地材料［6-7］。

青稞白粉病的防治，最根本手段就是培育高抗白粉病的青稞品種。分子育種技術(shù)日益成熟，但相關(guān)分子標(biāo)記的開發(fā)利用依然要依托大量具有抗病特異性的作物材料。因此無論是作物育種還是抗逆境生理變化研究，抗性特異性作物材料的篩選都是必不可少的。本研究利用西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究院所提供的2 006份青稞材料，在田間進(jìn)行白粉病抗性鑒定，并初步完成這些青稞材料的白粉病抗性分級(jí)。

1 材料與方法

1.1 材料來源及種植方法

青稞材料：2006 份青稞材料，由西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所青稞育種栽培研究室提供。

種植方法：田間抗病鑒定在西藏自治區(qū)林芝市巴宜區(qū)玉榮增村進(jìn)行，該地在青稞生長(zhǎng)期間氣候濕潤(rùn)氣溫適中，為青稞白粉病高發(fā)區(qū)。供試材料于2022年3月6日播種，每個(gè)材料1行，每行長(zhǎng)1 m，行距0.25 m，行播種量40粒，設(shè)置3次重復(fù)。

1.2 白粉病接種

誘發(fā)材料為白粉病高感材料“藏青13 號(hào)”。每一列供試材料間隔0.50 m作為誘發(fā)行，誘發(fā)行每隔0.50 m 播種20 粒“藏青13 號(hào)”。白粉病為氣傳病害，在適宜的條件下，可通過高感材料誘發(fā)試驗(yàn)材料自然感病。

2.3 病情調(diào)查

在青稞成株期，采用墨西哥“玉米小麥改良中心”的禾谷類作物葉部病害“0～9 級(jí)法”（簡(jiǎn)稱“0～9級(jí)法”）［8］對(duì)每個(gè)供試材料按試驗(yàn)重復(fù)順序進(jìn)行白粉病病情調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果對(duì)青稞材料進(jìn)行白粉病抗性分級(jí)（表1）。

2 結(jié)果分析

2.1 供試材分布

供試青稞材料2 006 份，其中國(guó)外材料277 份，國(guó)內(nèi)材料1 729份。國(guó)外材料分布在亞洲、歐洲、北美洲、澳洲以及非洲部分國(guó)家。國(guó)內(nèi)材料主要來自青藏高原，少部分來自云貴川、東北及東南沿海地區(qū)。種質(zhì)材料來源表2所示。

表2 種質(zhì)材料分布

2.2 抗病性鑒定結(jié)果

2.2.1 全部材料抗病性評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)2 006份種質(zhì)材料進(jìn)行白粉病田間抗性鑒定后，得到結(jié)果如表3 所示。其中免疫（IM）材料511份，占總數(shù)的25.47%；高抗材料（HR）72 份，占總數(shù)的3.59%；中抗材料126 份，占總數(shù)的6.28%；中感材料449 份，占總數(shù)的22.38%；高感材料838 份，占總數(shù)的41.77%，極感材料（VHS）10 份，占總數(shù)的0.50%。在所有材料中，抗性材料占總數(shù)的29.06%，高感、極感材料占總數(shù)的42.27%。

表3 種質(zhì)材料抗病性評(píng)價(jià)及占比

2.2.2 國(guó)外材料抗病性評(píng)價(jià)結(jié)果

國(guó)外材料合計(jì)277份，來自于26個(gè)國(guó)家。其中免疫（IM）材料102 份，占總數(shù)的36.82%；高抗材料（HR）15 份，占總數(shù)的5.42%；中抗材料11 份，占總數(shù)的3.97%；中感材料54 份，占總數(shù)的19.49%；高感材料94 份，占總數(shù)的33.94%，極感材料（VHS）1 份，占總數(shù)的0.36%。在所有材料中，抗性材料占總數(shù)的46.21%，高感、極感材料占總數(shù)的53.79%（表4）。

表4 國(guó)外種質(zhì)材料抗病性評(píng)價(jià)及占比

2.2.3 國(guó)內(nèi)材料抗病性評(píng)價(jià)結(jié)果

國(guó)內(nèi)的材料共1 729 份，來自11 個(gè)省份，主要西藏1 591 份，來自其他省份的材料138 份。其中免疫（IM）材料409 份，占總數(shù)的23.66%；高抗材料（HR）57份，占總數(shù)的3.30%；中抗材料115份，占總數(shù)的6.65%；中感材料395 份，占總數(shù)的22.85%；高感材料744 份，占總數(shù)的43.03%，極感材料（VHS）9份，占總數(shù)的0.52%。在所有材料中，抗性材料占總數(shù)的46.21%，高感、極感材料占總數(shù)的53.79%（表5）。

表5 國(guó)內(nèi)材料抗病性評(píng)價(jià)及占比

2.2.4 皮大麥材料抗病性評(píng)價(jià)結(jié)果

在所有材料中，皮大麥共63 份。其中免疫（IM）材料39 份，占總數(shù)的61.9%；高抗材料（HR）6份，占總數(shù)的9.52%；中抗材料1 份，占總數(shù)的1.59%；中感材料7 份，占總數(shù)的11.11%；高感材料10 份，占總數(shù)的15.87%，極感材料（VHS）0 份，占總數(shù)的0%。在所有材料中，抗性材料占總數(shù)的73.02%，高感材料占總數(shù)的15.87%（表6）。

表6 皮大麥材料抗病性評(píng)價(jià)及占比

2.2.5 青稞材料抗病性評(píng)價(jià)結(jié)果

在所有材料中，青稞材料一共1 944 份。其中免疫（IM）材料472 份，占總數(shù)的24.28%；高抗材料（HR）66份，占總數(shù)的3.40%；中抗材料125份，占總數(shù)的6.43%；中感材料442 份，占總數(shù)的22.74%；高感材料892 份，占總數(shù)的42.64%，極感材料（VHS）10 份，占總數(shù)的0.51%。在所有材料中，抗性材料占總數(shù)的34.10%，高感、極感材料占總數(shù)的65.90%（表7）。

表7 青稞材料抗病性評(píng)價(jià)及占比

3 討論與結(jié)論

經(jīng)過本次青稞材料白粉病抗性田間調(diào)查分析，對(duì)參試青稞材料白粉病抗性分布情況有了初步了解，白粉病免疫材料511份，占比25.47%，極感材料10 份，占0.50%。在田間進(jìn)行白粉病抗性鑒定試驗(yàn)，病害的傳播接種存在一定的環(huán)境干擾。本研究通過設(shè)置誘發(fā)行，使用極感材料誘導(dǎo)發(fā)病，誘發(fā)材料正常發(fā)病且評(píng)價(jià)為白粉病免疫型的青稞材料并不集中在一起，說明本次試驗(yàn)已將環(huán)境影響誤差降低到最小。

在2 006 份材料中，青稞白粉病抗性材料583份，高感及極感材料848 份。目前，在大麥抗逆性研究方面，對(duì)于白粉病的研究相對(duì)深入，國(guó)內(nèi)外研究中發(fā)現(xiàn)多個(gè)白粉病抗性基因［9-13］。現(xiàn)階段分子輔助育種技術(shù)日趨成熟，主要通常分子標(biāo)記和田間抗病性調(diào)查結(jié)合對(duì)作物材料進(jìn)行抗病性鑒定，青稞相應(yīng)的分子標(biāo)記還有待開發(fā)［14］。在大麥基因研究方面，已報(bào)到了分布在不同染色體上的22 個(gè)?；灾餍О追鄄】共』蛭稽c(diǎn)［15］。

青稞是大麥屬大麥種作物，但主要分布在青藏高原等高海拔地區(qū)，與平原地區(qū)的大麥對(duì)比，其抗白粉病機(jī)理及相關(guān)抗病主效基因是否相同仍未可知。專屬于青稞變種的特異性白粉病抗性基因分子標(biāo)記研究仍處于空白階段。作物田間抗性鑒定是分子輔助育種的基礎(chǔ)，工作量大且結(jié)果易受環(huán)境影響。本次青稞田間白粉病抗性鑒定工作為青稞優(yōu)異種質(zhì)創(chuàng)制、抗病育種提供參考親本，并為研究青稞白粉病抗病機(jī)理和相關(guān)基因分子標(biāo)記開發(fā)提供材料支撐。接下來將對(duì)本次篩選出的白粉病抗性特異性青稞材料繼續(xù)進(jìn)行田間鑒定及實(shí)驗(yàn)室定量白粉病接菌試驗(yàn)，通過驗(yàn)證獲得白粉病抗性核心種質(zhì)資源，進(jìn)一步開展青稞白粉病抗性研究。