湖南水稻主栽品种对水稻细菌性条斑病的抗性鉴定

肖友伦, 肖放华, 刘 勇*, 李小娟, 张德咏, 梁建文, 胡立冬

(1.湖南省植物保护研究所,长沙 410125; 2.湖南省益阳市赫山区农业局,益阳 430903;3.湖南省桃江县农业局,桃江 413400)

水稻细菌性条斑病(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)是危害我国与东南亚水稻的重要病害之一[1-2]。该病 1957年首次在我国发现,一般造成15%～20%的产量损失,危害特别严重时损失可达60%～70%[2-3]。目前,对水稻细菌性条斑病的防治尚缺乏特效药剂。生产实践证明,选育和利用抗耐病品种是最经济有效的防治手段。然而,抗病品种的选育和利用有待于水稻品种的抗性鉴定及抗性种质资源的筛选。随着水稻品种培育进程的加快,每年都有很多新的品种获得审定,目前杂交水稻的种植面积已占湖南省水稻种植面积的80%以上,为粮食增产、农民增收做出了重要贡献。但随着杂交水稻种植面积日益增加,水稻细菌性条斑病的危害也逐步加重,因此非常有必要对我省当前大面积栽培的杂交水稻品种进行抗性状况分析,以提出相应的防治措施。本研究中收集了湖南省生产上种植的54个主栽品种,利用致病力不同的条斑病菌菌株,采用针刺与喷雾法,对这些品种的抗性进行了初步鉴定,以期为生产部门与抗病育种提供直接参考。

1 材料与方法

1.1 供试品种

湖南省的主栽品种,全部是杂交籼稻品种共54个。供试品种主要由湖南省农业科学院、隆平种业、湖南省种子管理站、湖南农业大学、海南神农大种业等提供。供试菌株为 RS105、RSGD10、GDB3-143共3个,由南京农业大学提供。

1.2 接种和调查

试验时间为2008、2009年,在湖南益阳赫山区岳家桥镇车塘村进行,此地为细菌性条斑病常发生区。将要鉴定的水稻品种在5月中旬播种,6月中旬移栽,8月上旬进行喷雾接种,此时绝大多数水稻处于分蘖盛期,8月中旬进行针刺接种,此时绝大多数水稻已处于孕穗期。各供试菌株在NA培养基上培养48h后,配成浓度为5×108cfu/mL的菌悬浮液。针刺接种时选平展的剑叶,针刺部位在叶片中部中脉两侧,每片叶接种3个点,每个菌株接种3～5片叶,针刺时使叶片浸入菌液中,以使叶片针刺处能与菌液充分接触,确保接种成功。针刺接种后21 d测量病斑长度,每处理测量5个病斑,取病斑长度平均值,作为衡量病菌致病力强弱的尺度,并观察菌脓产生的情况。喷雾接种时用背负式喷雾器,采用高压喷头将菌液均匀喷在水稻叶片上,接种后21 d调查各品种的发病情况,调查方法如下：用对角线五点取样定点调查,每点调查5丛,记载总叶数、病叶数、病叶级数,计算病叶率、病情指数。针刺接种分级标准采用许志刚提出的分级方法[4],喷雾接种分级标准参照文献[5]进行。

喷雾接种分级标准以完全叶为准,如下：0级,无病;1级,病斑面积为叶面积的10%以下;2级,病斑面积为叶面积的11%～25%;3级,病斑面积为叶面积的 26%～45%;4级,病斑面积为叶面积的46%～65%;5级,病斑面积为叶面积的65%以上。

针刺接种分级标准如下：高抗(HR),平均病斑长度≤5 mm;中抗(MR),5 mm＜平均病斑长度≤15 mm;中感(MS),15 mm＜平均病斑长度≤20 mm;高感(HS),平均病斑长度＞20 mm。

1.3 抗侵入与抗扩展的关系

通过比较同一品种采用不同接种方法接种同一菌株时发病的情况,明确抗侵入与抗扩展的关系。

2 结果与分析

2.1 针刺接种时水稻品种对不同致病力条斑病菌的抗感水平

水稻主栽品种针刺接种3个致病力不同的水稻细菌性条斑病菌的抗性鉴定结果表明：菌株RS105的致病力最弱,接种后54个水稻主栽品种大部分对其表现中抗以上水平。菌株RSGD10、GDB3-143能明显区分出各品种的抗性差异,其中RSGD10的致病力最强,对水稻品种的抗性差异区分最明显。

表1 针刺接种时水稻主栽品种对3个致病力不同菌株的抗感表型1)

在供试的水稻品种中,对RSGD10表现中抗的品种有14个,占25.9%,代表品种如‘株两优83'、‘株两优819'、‘株两优211'、‘金优9113'等,其中晚稻抗病品种‘金优9113'在湖南的种植面积较大,尤其在条斑病病区得到大面积推广种植,其他金优系列品种对其均表现感病;对RS105表现中抗以上水平的品种有33个,占61.1%,而‘金优 207' 、‘金优 706' 、‘金优898'对 RS105表现高感;对GDB3-143表现中抗的品种有15个,占 27.8%,‘株两优 83'、‘株两优 819'、‘株两优211'、‘金优9113'等对其也均表现中抗,而其他金优系列品种等均表现感病;对上述3个菌株均表现中抗的品种仅8个,占鉴定总数的14.8%,分别是‘株两优 83'、‘株两优 819'、‘株两优 211'、‘金优9113'、‘威优 227' 、‘丰优 700'、‘天丰优 85'、‘丁优180',鉴定品种中没有对上述任一菌株表现高抗或免疫的品种。

对致病力最强菌株RSGD10接种各水稻品种产生的病斑长度进行显著性分析(表2),结果表明供试的水稻主栽品种对RSGD10的抗性存在显著的差异。针刺接种RSGD10时,54个水稻品种间存在不同程度的抗感差异。其中,‘金优207'、‘金优898'、‘H37优 207'、‘陆两优28'、‘T 优 167'等品种感病性最强,‘株两优 211'、‘丰源优 272'、‘金优9113'、‘株两优83'等品种对条斑病的抗性最强。

表2 针刺接种时水稻品种对菌株RSGD10的抗感差异比较

在所有供试的杂交水稻品种中,株两优系列与金优系列品种数目最多,根据对条斑病菌的抗性鉴定结果,陆两优系列、金优、丰源优系列品种大部分都表现高感,而威优、丰优、部分株两优系列品种对条斑病的抗性较好,这说明杂交水稻品种其父母亲本的抗病性与品种本身的抗性密切相关。由表1可知,在生产上种植面积较大的晚稻品种‘金优207'对条斑病表现高感,早稻品种‘株两优819'对条斑病表现中抗,‘金优9113'对条斑病的抗性较好,目前该品种在条斑病发生区已得到大面积推广种植。

2.2 喷雾接种时水稻品种对条斑病菌的抗感表型

根据针刺接种时水稻品种的抗性情况,选用致病力最强的菌株 RSGD10喷雾接种各主栽品种。由表3可知,在所有供试的水稻品种中,对RSGD10抗性表现1级的品种有9个,占16.7%,代表品种有‘株两优 83'、‘株两优 819'、‘株两优 211'、‘金优9113' 、‘丰优 700' 、‘威优 227'等;抗性表现 2 级的品种有 21个,占 38.9%,如‘丰优 210'、‘培两优43'、‘威优46'等;抗性表现3级的品种有20个,占37.0%,如‘金优706'、‘丰源优 299'等;抗性表现 4级的品种有 4个,占 7.4%,如‘金优 207'、‘金优601' 、‘T 优 167' 、‘陆两优 28' 。

表3 喷雾和针刺接种RSGD10后的抗性鉴定结果

2.3 水稻品种对条斑病的抗侵入与抗扩展显著相关

比较针刺和喷雾接种两种方法对54个水稻主栽品种的抗性鉴定结果,表明针刺接种时表现中抗的品种采用喷雾接种时发病病级大多为1级,而表现高感的品种采用喷雾接种时发病病级均为3或4级。利用Excel统计分析工具对针刺与喷雾接种结果进行相关系数分析,表明两种方法得到的抗性鉴定结果极显著相关(R=0.8015＞γ0.01=0.3541)。这表明,水稻品种对条斑病的抗性具有两重性,即对条斑病抗侵入能力较强的品种其抗扩展能力也较强,这两种方法鉴定出来的结果基本上是一致的。

3 结论与讨论

水稻细菌性条斑病主要从气孔和伤口侵入,自然条件下水稻品种叶片气孔数量和结构与其抗病性密切相关[5-6],因此本研究中针刺和喷雾接种所得的抗性鉴定结果基本一致,但接种后的温湿度条件对抗性鉴定结果也有影响[7]。本研究中针刺接种时共选用了3个致病力不同的菌株,其中菌株RS105的致病力较弱,对各品种的抗性区分不太明显,这与周明华等的研究有些差异,可能与当时的温湿度条件有关[4],致病力较强的其他2个菌株接种后水稻品种的抗性存在明显差异。结合近几年的水稻生产实际情况,利用上述3个菌株鉴定出的抗性与大田生产基本一致,可为大田推广应用提供直接参考。

通过对品种抗性的鉴定,筛选出对上述3个菌株表现中抗水平以上的品种8个,如‘株两优83'、‘株两优 819'、‘株两优 211'、‘金优 9113'、‘威优227' 、‘丰优 700' 、‘天丰优 85' 、‘丁优 180'等,这些品种既可直接作为抗病品种种植使用,又可作为抗水稻细菌性条斑病的良好抗源。如2009年在条斑病病区抗病品种‘金优9113'、‘丁优180'得到大面积种植,而之前种植面积较大的品种‘金优207'因为高感条斑病面积明显减小。对这些杂交水稻品种的抗性鉴定结果进行进一步分析,表明威优、丰优、部分株两优系列品种对条斑病的抗性较好,而金优、陆两优系列品种较感条斑病,揭示杂交水稻品种其父母亲本的抗病性与品种本身的抗性密切相关,这些抗性较好的品种其亲本材料可作为抗条斑病的良好抗源。

[1]Swings J,Van Den Mooter M,Vautedn L,et al.Classification of the causal agents of bacterial blight(Xanthomonas campestris pv.oryzae)and bacterial leaf streak(X.campestris pv.oryzola)of rice as pathovars of Xanthomonas oryzae[J].International Journalof Systematic Bacteriology,1990,40：309-311.

[2]方中达,任欣正,陈泰英,等.水稻白叶枯及条斑病和李氏禾条斑病病原细菌的比较研究[J].植物病理学报,1957,3(2)：99-122.

[3]Zou L F,Wang X P,Xiang Y,et al.Elucidation of the hrp clusters of Xanthomonasoryzae pv.oryzicola that control the hy persensitive response in a non-host tobacco and pathogenicity in a susceptible host plant rice[J].Applied and Environmental Microbiology,2006,72(9)：6212-6224.

[4]周明华,许志刚,沈秀萍.水稻品种对水稻细菌性条斑病的抗性鉴定[J].植物检疫,2001,15(2)：65-67.

[5]农秀美,廖恒登,刘志明.水稻品种对细菌性条斑病抗性鉴定方法研究[J].广西植保,1992(3)：5-9.

[6]郭亚辉,许志刚.水稻条斑病菌致病力分化研究进展[J].安徽农业科学,2006,34(23)：6247-6248.

[7]夏怡厚,林维英,陈藕英.影响水稻品种对稻细菌性条斑病抗性鉴定的几个因素[J].福建农学院学报,1991,20(3)：272-275.