长江中下游水稻品种白叶枯病抗性评价
2014-09-28高杜娟唐善军陈友德李友荣张世辉陈新华
高杜娟,唐善军,陈友德,李友荣,张世辉,陈新华
(1. 湖南省水稻研究所,湖南 长沙410125;2. 安仁县农业科学研究所,湖南 安仁423600)
北方粳稻种植区域辽阔,生态环境差异较大,西北和除辽宁省以外的东北稻区基本不发生白叶枯病或偶尔轻微发生,而华北、华东、华中和华南稻区则普遍发生,病情较重。水稻受到侵染后,会因侵染时期、环境和品种抗性的差异,出现不同的症状,有普通型、急性型、凋萎型和中脉型。通常,病株易倒伏,稻穗不实率增加,瘪谷增多,米质松脆,千粒重降低,一般减产10%~30%,严重的减产50%以上,甚至颗粒无收。2014年,全国农业技术推广服务中心发布的全国水稻重大病虫害发生趋势预报预测,白叶枯病等其他病害在部分稻区中等发生,发生面积466.7 万hm2。近年来,白叶枯病在湖南的发生和危害呈上升趋势,2012年亚华种业宁乡基地试验田白叶枯病发生严重,长沙马坡岭地段晚稻白叶枯病大发生。
湖南省水稻研究所安仁基点创建于1974年,至今已40 a,一直从事水稻白叶枯病研究。研究证实,白叶枯病是一种系统性侵染病害[1-3];水稻与白叶枯病菌之间存在鉴别互作反应[4];因此不同类型的水稻对白叶枯病的抗性差异较大,同一水稻品种的抗性表现也有所不同,因此对育成品种进行白叶枯病抗性鉴定,对筛选抗病良种、保证水稻高产稳产具有十分重要的意义。现对2010~2013年国家长江中下游稻区水稻区域和筛选试验品种的白叶枯病抗性鉴定结果进行分析评价,为抗白叶枯病水稻品种的选育提供参考。
1 材料与方法
1.1 鉴定材料
以2010~2013年国家长江中下游水稻区域试验和筛选试验的水稻品种为材料,共计1 154 份;抗病品种IRBB7 及感病品种金刚30 由湖南省水稻研究所提供。
1.2 鉴定方法
1.2.1 栽培管理 病圃设在湖南省水稻研究所安仁基点(农业部安仁有害生物防治重点野外科学观测试验站),试验点土壤为稻田土,土壤肥沃,肥力均匀,排灌方便。供试品种编号后,按正常季节播种育秧。每品种用种量20 g,播种前用85%强氯精(三氯异氰尿酸)300~500倍液浸种12 h 消毒,再换清水浸种1 d。按常规催芽,当芽长达约0.5 cm 后,播种于试验秧田。秧田期按高产栽培技术进行肥水管理。早稻薄膜育秧,秧龄期30 d;中、晚稻秧龄期控制在25 d 以内。供试品种按编号顺序插入大田,每个品种重复3 次,单本,每个品种插6 行,每行6丛,早稻株行距16.7 cm×20.0 cm,中晚稻株行距20.0 cm×20.0 cm,两个品种之间间隔一行。每隔10个品种(或一组)插抗病品种和感病品种各一区作为对照,病圃周围种植诱发品种(即感病品种)作为保护行。大田病圃的氮肥水平应高于一般大田生产,根据稻田肥力水平确定N、P、K 肥的使用比例,基肥占总施肥量的60%~70%,早施追肥,中期视苗情施肥。接种后15 d 内田间保持水层。及时防治纹枯病和虫害,全生育期不使用杀菌剂和除草剂。其他田间管理同高产栽培。
1.2.2 人工接种 选用当地具有代表性的白叶枯病菌优势菌株(湖南省以Ⅳ型菌株为主),在胁本哲氏马铃薯半合成培养基上培养48~72 h,配成细胞浓度为108~109个/mL 的菌悬液,在分蘖盛期对每个品种用手术剪刀进行人工接种。具体操作:用剪刀蘸取菌悬液,剪去稻株全展开叶片顶部约2 cm,每丛接种5 片叶;每接种一丛后蘸取一次菌液。
1.2.3 分级标准 接种病原菌后20~25 d 内,感病品种病级达到9 级时调查病情,调查时检查每穴的大多数接种叶片,病情反应根据病斑面积/叶面积而定,将水稻品种白叶枯病抗性分成6 级,具体分级标准见表1。杂株不参与调查。
表1 水稻抗白叶枯病评价分级标准
2 结果与分析
2.1 长江中下游水稻区试品种的白叶枯病抗性
从表2 中可以看出,625 份水稻区试材料连续4年都未发现高抗品种,抗病品种仅31 份,占5.0%;中抗品种有92 份,占14.7%;中感品种有229 份,占36.6%;感病品种有220 份,占35.2%;高感品种有53 份,占8.5%,其中2012年没有高感品种。2011 和2012年发现中抗品种较多,出现频率分别为19.9%和26.8%。所有类型中,中感品种出现频率较高,其中2012年中感品种出现频率高达45%。感、高感品种出现频率为43.7%,其中2010年感病和高感病品种为88 份,占当年总数的59.9%;2013年为89 份,占当年总数的55.0%。
表2 长江中下游水稻区试品种的白叶枯病抗性水平
2.2 不同类型水稻品种的白叶枯病抗性
由表3 可知,2010~2013年长江中下游水稻区试早籼组合共计98个,其中无抗病组合,中抗组合15个(占15.3%),高感组合1个;中籼组合共计285个,其中抗病组合11个(占3.9%),中抗46个(占16.1%);晚籼组合共计193个,其中抗病组合1个,中抗组合12个;单季晚粳组合共计49个,抗病和中抗组合各19个(各占38.8%),感、高感组合1个。将所有组合抗性分为抗病(高抗、抗和中抗)和感病(中感、感和高感)来看,不同品种类型抗病频率按大小为单季晚粳(77.6%)>中籼(20.0%)>早籼(15.3%)>晚籼(6.3%)。
2.3 长江中下游水稻筛选试验品种的白叶枯病抗性
从表4 中可以看出,2010~2013年未发现高抗品种;抗病品种共16个,占3.0%;中抗品种78个,占14.7%,其中2012年抗病和中抗品种的出现频率最高,共计26.6%;中感品种204个,占38.6%,其中以2012年中感品种出现频率最高,为53.1%,2013年中感品种出现频率最低,为28.7%;感、高感品种共计231 份,频率为43.6%,其中2013年感和高感品种出现频率最高,达59.7%,而2012年感病品种出现频率较低,为20.3%,且未出现高感品种。
2.4 国审稻长江中下游审定品种白叶枯病抗性
从表5 中可以看出,2010~2013年共审定品种103个,其中无高抗和抗病品种[5-8];中抗品种8个,分别为隆两优340、春优658、95 优161、秀水123、Y 两优5867、嘉优5 号、Y 两优646 和Y 两优3399,占7.8%;中感品种31个,频率为30.1%;感、高感品种高达62.2%,仅2011年没有发现高感品种,2013 高感品种出现频率最高,为25.9%。
表3 不同类型水稻品种的白叶枯病抗性水平
表4 长江中下游水稻筛选试验品种的白叶枯病抗性水平
表5 国审稻长江中下游审定品种的白叶枯病抗性水平
在2010~2013年通过审定的中抗品种中,春优658、95 优161、秀水123 和嘉优5 号都是粳型三系杂交稻,适宜在长江中下游做单季晚稻种植;Y 两优5867、Y两优646 和Y 两优3399 均是籼型两系杂交稻,适宜在长江中下游做一季中稻种植。
3 讨论
利用品种的抗病性防治农作物病害是最经济、最简便而又立竿见影的技术措施,一直以来都受到国内外的广泛重视。自20 世纪60年代开始加强对水稻白叶枯病的研究,曾一度在亚洲降低了白叶枯病的发生率,但近年又开始逐步抬头。在还不能完全控制住病害时,抗病育种应该是一个连续性的工作,是抗病育种领域中必不可少的基础和过程。
对2010~2013年长江中下游水稻区域试验和筛选试验的水稻品种进行白叶枯病抗性鉴定,结果显示,在鉴定的1 154 份水稻材料中,无白叶枯病高抗品种,抗病品种也仅占4.1%,而感、高感品种占总数的43.7%,这些都说明急需加强长江中下游稻区水稻抗白叶枯病育种工作。
从白叶枯病抗性鉴定结果中还可以看出:(1)我国粳稻品种的白叶枯病抗性要高于籼稻,因此如何进一步提高籼稻抗白叶枯水平仍是水稻育种家们需要重视的问题;(2)审定的中抗品种多适宜做一季中稻或单季晚稻种植,缺乏抗病的双季晚稻和早稻品种,而且不同品种类型抗病频率按大小依次为单季晚粳>中籼>早籼>晚籼,这说明进一步拓宽不同品种类型的白叶枯病抗性是防治水稻白叶枯病发生的有效手段;(3)通过审定的籼稻品种中,中抗白叶枯病的品种母本比较单一,光温敏核不育系的不育基因主要源于农垦58S 和安农S-1,目前配制组合审定较多的广适性水稻光温敏不育系Y58S 是利用安农S-1 为不育基因供体,白叶枯病抗性为5 级(中感),母本不抗病,则只能利用恢复系的抗性来改良品种的抗性,而目前我国所利用的籼型恢复系中,白叶枯病抗性多半由不完全显性基因Xa4 控制,不利于配制出抗白叶枯病的组合,因此如何拓宽抗白叶枯病基因,通过基因聚合、基因轮回改善品种(组合)的抗性,以及合理利用微效多基因发掘具有水平抗性的优良品种,都是抗白叶枯病育种中需要考虑的问题[9-12]。
[1]魏子生.水稻白叶枯病的症状和病菌侵染[J].中国农业科学,1978,(2):43-44.
[2]李友荣,魏子生,侯小华.国际水稻种质对白叶枯病的抗性评价及利用研究[J].湖南农业科学,1993,(3):43-44.
[3]侯小华,李友荣,魏子生,等.湖南省水稻地方品种资源白叶枯病抗性评价[J].湖南农业科学,2001,(4):42-43.
[4]方中达,过崇检,伍尚忠,等.中国水稻白叶枯病致病性的研究[J].植物病理学报,1991,20(2):81-88.
[5]中稻宣.2010年国家审定通过的水稻新品种[J].中国稻米,2010,16(6):8-13,23.
[6]中稻宣.2011年国家审定通过的水稻新品种[J].中国稻米,2012,18(1):33-38.
[7]中稻宣.2012年国家审定通过的水稻新品种[J].中国稻米,2013,19(2):22-26,30.
[8]中稻宣.2013年国家审定通过的水稻新品种[J].中国稻米,2013,20(1):11-16,35.
[9]邓启云.广适性水稻光温敏不育系Y58S的选育[J].杂交水稻,2005,20(2):15-18.
[10]章 琦.水稻白叶枯病抗性基因鉴定进展及利用[J].中国水稻科学,2005,19(5):453-459.
[11]陈 升,张启发.分子标记辅助选择改良杂交水稻的白叶枯病抗性[J].华中农业大学学报,2000,19(3):183-189.
[12]樊颖伦,陈学伟,王春连,等.水稻抗白叶枯基因Xa23的RFLP标记定位及其STS标记的转化[J].作物学报,2006,32(6):931-935