广西野生稻抗白叶枯病多菌系鉴定

陈成斌　曾华忠　梁云涛　梁世春　徐志健　张烨　黄娟

摘要：白叶枯病是水稻生产的三大病害之一，目前水稻主栽品种的抗性较低，急需高抗品种。广西近年来新收集了大量的野生稻种质资源，为早日鉴定出新抗源提供育种利用，本试验对1820份野生稻种质资源进行初筛鉴定，对部分3级以上的材料进行多菌系重复鉴定，获得一批1级抗性的新种质资源。

关键词：野生稻；白叶枯病抗性；鉴定评价

中图分类号：S431 文献标识码：A 文章编号：1003-4374（2012）03-0001-04

水稻是我国的主要粮食作物，尤其在广西，水稻播种面积占全区粮食播种面积的63%左右。因此，水稻产量的高低直接影响着全区的粮食安全问题。而水稻在生长过程中受到各种病虫害的威胁，严重的影响着水稻生产。其中，白叶枯病是水稻生产上的三大病害之一，该病是由革兰氏阴性菌黄单胞杆菌水稻变种（Xanthomonasoryzaepv.oryzae，Xoo）引起的，一般情况下，可使水稻减产20%～30%，严重时高达50%，甚至绝收。白叶枯病被认为是亚洲水稻上破坏性最强的病害之一，是我国南方稻区的主要病害，一直对广西乃至全国的水稻高产、稳产构成严重威胁。目前，除了新疆、西藏和东北的北部以外，全国均有不同程度的发生。我国长江以南（包括华南和云南）和江淮平原籼稻产区为白叶枯病的常发区。

目前，控制白叶枯病发生的策略主要有两种：施用化学农药和培育抗病品种。化学农药的使用虽然在一定程度上控制了病害的发生，但长期大量施用农药会使病菌产生抗药性，导致病菌对化学农药的敏感性降低，使得农药逐渐丧失药效。而且，农药的过量使用将会污染环境，以及产生农药残留问题，残留的有害物质将会影响粮食的食用安全。生产实践已证明，利用水稻品种自身抗病性是最经济、有效和环保的控制病害发生的途径。因此，培育携有抗白叶枯病基因的水稻品种是水稻育种研究、保障粮食安全的重要课题之一。筛选优良抗病材料、鉴定并分离抗病基因则是培育水稻抗白叶枯病新品种的基础和关键环节。自二十世纪以来，各国的育种学和遗传学家就已经开展了抗白叶枯病水稻材料鉴定、遗传分析和基因定位克隆等研究，已获得了一批有价值的抗源材料。至今，国内外已报道鉴定出约30多个水稻主效抗白叶枯病基因，编号已排至Xa32（t），有19个基因被定位在水稻不同的染色体上，其中显性基因Xal、Xa3、Xa21、Xa23、Xa26、Xa27和隐形基因xa5、xal3已被克隆。但由于抗谱狭窄或隐性遗传特性等原因，大多数抗白叶枯病基因并未被用于育种实践。目前，在我国水稻抗病品种中主要是由Xa3和Xa4基因提供白叶枯病抗性，这些抗病品种在生产上的应用有效抑制了白叶枯病的爆发，但由于大多数水稻抗病品种的抗白叶枯病遗传基础过于单一，极易被白叶枯病菌新突变类型所突破。白叶枯病菌新类型的不断出现将会很快克服现有的抗病基因的抗性，长期的研究已表明，在水稻品种中导人不同遗传背景的新抗性基因或聚合多个抗病基因将可以有效预防病害的发生。因此，必须加快筛选新抗源材料和鉴定新抗病基因研究为水稻抗病育种服务。

栽培稻经过长期人为地定向选择，遗传基础日益狭窄，许多优良基因已经被过滤掉了。野生稻作为栽培稻的近缘种，长期生长在恶劣的自然环境中，受到各种不利条件和逆境的自然选择，其中必然含有许多优良抗病种质材料。国际水稻所的研究表明，从野生稻中寻找到抗病虫基因的机率比栽培稻高出约50倍，某些抗病基因仅在野生稻中发现。因此，各水稻生产国都极为重视野生稻资源的鉴定、利用研究。本研究希望通过人工接种鉴定方法，从国家种质南宁野生稻圃所保存的新收集的野生稻种质资源中筛选到新的广谱高抗白叶枯病种质材料。从而为下一步采用常规技术和生物技术将抗病基因导入栽培稻中，构建野生稻片段渗入系，为水稻抗病育种和水稻抗白叶枯病的分子机理研究提供物质基础和材料准备。该研究的目的就是在国家野生稻圃新收集的野生稻种质资源中鉴定筛选出广谱的新抗源，为广西粮食安全提供材料和技术保障。

1、材料和方法

1.1 试验材料

试验材料为来自广西各地的普通野生稻和药用野生稻，其中，普通野生稻1609份；药用野生稻211份；对照水稻品种为金刚30号，抗病对照IR26。参试菌系为4号、9号，复鉴时增加使用1号、2号、3号菌系。

1.2 鉴定方法

把鉴定材料种植在鉴定圃内，在2011年6月下旬接种，接种后10d调查1次，持续到20d，感病对照品种病斑到90%～100%的时候，再调查1次，以后1次结果为准。具体鉴定方法见《野生稻种质资源描述规范和数据标准》中8.1白叶枯病抗性的技术方法和标准，并严格按照技术标准进行多年度重复鉴定。

1.3 数据分析

综合多年度的鉴定抗性数据，按照野生稻种质资源白叶枯病抗性评价标准进行抗性级别划分，筛选出具有广谱高抗的野生稻种质。2结果与分析

2.1.4 号菌系抗性鉴定结果

鉴定时间是：在6月23～24日进行接种，在7月4～5日和7月13～14日进行2次鉴定数据采集，以最后1次数据为鉴定结果。统计结果见表l。鉴定对照品种为金刚30号，采集数据时对照金刚30号的病斑90%～100%，为高感的9级水平。

从表l可以看到，参试的1820份野生稻中有16.59%的材料对4号菌系达到1级抗性，有29.73%的材料达到3级抗性。说明野生稻种质资源中拥有白叶枯病新抗源，但是本次参试的药用野生稻没有抗4号菌系的1级材料。

2.2.9 号菌系抗性鉴定结果

9号菌系的鉴定时间与4号菌系的鉴定时间相同，对照品种也是金刚30号。接种后，分别在7月4～5日和7月13～14日进行2次鉴定数据采集，以最后1次数据为鉴定结果。统计结果表明，普通野生稻有13.11%的材料高抗9号白叶枯病菌系；药用野生稻有1.42%的材料高抗9号菌系。再次证明野生稻种质资源中存在高抗水稻白叶枯病抗源（见表2）。参试的1821份野生稻种质资源中有11.75%的材料对9号菌系达到1级抗性，有47.23%的材料达到3级抗性。对照品种金刚30号的病斑90%～100%，达9级高感水平。

2.3 多菌系重复鉴定结果

为了获得广谱抗源，采用国际上和国内的强毒菌系，对部分初鉴1级的普通野生稻和3级以上的药用野生稻材料，共180份，在8月30～31日进行多菌系的重复鉴定，其中普通野生稻150份，药用野生稻30份。鉴定统计结果见表3。

从表3看到，野生稻种质资源中存在着一批广谱高抗白叶枯病的优良种质，特别是普通野生稻种质资源中存在有1级抗性的材料，它与栽培稻同属AA染色体组，是栽培稻的直系祖先种，种问杂交亲和性很好，可以通过直接杂交转移野生稻的高抗基因，获得野生稻高抗白叶枯病基因的渗入系，并且进一步培育出优良新品种。因此，它是水稻突破性育种的宝贵亲本（优良基因源）。经过多菌系的抗性鉴定，本文推荐使用的抗源编号共16份：0309、0312、0395、0418、0422、0437、0445、0477、0482、1116、1119、1121、1251、1331、1380、1900号。

本次野生稻的白叶枯病抗性鉴定，药用野生稻的高抗材料较少，多菌系鉴定时没有l级材料，特别是对国际最强毒的P6菌系3级抗性材料都很少。今后将加强野外不同原生地的药用野生稻收集，争取获得更广谱高抗的抗源。

3、讨论

3.1 野生稻种间抗性差异很大

本研究结果表明，普通野生稻和药用野生稻对水稻白叶枯病不同菌系的抵抗能力是不同的。由于普通野生稻参试材料较多，对水稻白叶枯病5个菌系都存在抗性达到1级的材料，而这批参试的药用野生稻没有1级抗性的材料；普通野生稻的抗性相对较强，而药用野生稻的抗性较差只有3级抗性材料。今后的鉴定和新基因的筛选，应重视野生稻种问抗性差异问题，突出强抗性野生稻种的鉴定评价。

3.2 菌系见侵染性差异显著

水稻白叶枯病菌系的致病性差异也很大，本研究结果表明，P6、P1野生稻的致病性很强，很多材料都没有抗性，寻找新的广谱高抗的抗源应采用强毒多菌系鉴定，这样才能保证获得抗性好的抗源。

3.3 加大参试材料十分需要

要达到获得新抗源、新基因的目的，应该加大参试的野生稻材料，要重视不同地点来源的材料，特别是来自重病区的野生稻材料，这样才能提高获得新抗源新基因的可能性。参试材料过少很难保证获得新的广谱高抗的新抗源。

3.4 抗性鉴定极其重要

新基因的获得必须经过基础鉴定，只有鉴定出高抗的材料才有可能获得新的抗源，如果不经过鉴定，是不可能获得新基因的。因此，必须重视基础抗性鉴定，特别是新种质资源的鉴定是极其重要的。今后应加大新材料的基础抗性鉴定工作力度，加大新基因研究的力度。