抗稻曲病水稻品种与材料的筛选与评价
2014-12-22张舒吕小成贾切吕亮袁斌杨小林
张舒+吕小成+贾切+吕亮+袁斌+杨小林+常向前+杨守利+雷德华+雷发国+肖志民
摘要:通过田间分期播种自然诱发和温室人工接种试验,对湖北省主栽品种及高代育种材料进行了抗稻曲病鉴定,共筛选出对稻曲病免疫的材料4份,为稻曲病的抗病育种奠定了基础。
关键词:水稻;稻曲病;抗性评价
中图分类号:S435 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)21-5163-06
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.21.028
Screening and Evaluation of Rice Varieties and Materials Against Rice False Smut
ZHANG Shu1,L?譈 Xiao-cheng2,JIA Qie3, L?譈 Liang1,YUAN Bin1,YANG Xiao-lin1,CHANG Xiang-qian1,
YANG Shou-li2, LEI De-hua2, LIE Fa-guo2, XIAO Zhi-min2
(1.Institute of Plant Protection and Soil Science/Hubei Key Laboratory of Crop Diseases,Insect Pest and Weeds Control,Wuhan 430064,China; 2.Yuanan Bureau of Agriculture, Yuanan 444200,Hubei, China; 3.Department of Plant Protection, College of Plant Science and Technology and the Key Lab of Crop Disease Monitoring Safety Control in Hubei Province,Wuhan 430070,China)
Abstract: Major rice varieties and high generation breeding materials against rice false smut in Hubei province were identified by field naturally induced and greenhouse artificial inoculation. Four materials for immune rice false smut were screened. It will lay the foundation for breeding rice with disease resistance against false smut.
Key words:Rice;Rice false smut(Ustilaginoidea virens);Resistance evaluation
水稻稻曲病菌是由稻绿核菌[Ustilaginoidea virens (Cooke) Tak.]引起的一种真菌性病害,中国主要稻作区水稻生产后期普遍发生。通常在中、晚稻上发生,在杂交稻、优质稻上发生较普遍,该病主要危害穗部,减产严重。近年来,由于气候条件的变化,水稻品种的不断更新、耕作制度的改变及氮肥用量的加大,稻曲病危害渐趋严重,由次要病害上升为主要病害。国内很多学者开展了本地水稻品种和材料对稻曲病的抗性研究,结果表明,生产上应用的水稻品种大多缺乏对稻曲病的抗性,不同品种间对稻曲病的抗性差异显著,同一品种不同地域和播期抗性表现也不尽相同[1-11]。稻曲病抗源缺乏,人工接种技术条件苛刻,鉴定结果易受地域和气候条件影响,一定程度上制约了稻曲病的抗病育种工作。本研究通过多年病圃田块自然诱发和温室人工接种方法综合评价湖北省主栽水稻品种和高代育种材料对稻曲病的抗性,为稻曲病的抗病育种奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
2010年共收集水稻品种114份,其中早稻品种12份,中稻品种73份,晚稻品种12份,鉴别品种17份,均由市场购买。2011年共收集水稻品种和材料203份,其中品种139份,高代育种材料64份。品种中早稻品种11份,中稻品种100份,晚稻品种11份,鉴别品种17份,均由市场购买;材料中H40由黄冈农业科学院周强提供,F1~F46由湖北省农业科学院粮食作物研究所费振江提供,C1~C17由湖北省农业科学院粮食作物研究所陈志军提供。2013年收集水稻品种和材料40份,其中品种10份,鉴别品种8份,材料22份,均为2010年和2011年田间自然诱发结果表明对稻曲病表现为免疫和高抗的品种。稻曲病病原菌[Ustilaginoidea virens (Cke) Tak],菌株代号44-a,由华中农业大学罗朝喜实验室提供。
1.2 方法
2010年自然诱发鉴定试验在稻曲病常发疫区湖北省宜昌市远安县荷花镇窑河村进行,面积0.153 hm2。所有品种均于4月15日播种,5月19日移栽,株行距10.0 cm ×16.7 cm,每品种或材料栽100丛。四周种植感病品种晚籼98作为诱发行。其他农事操作均按当地常规进行,整个生育期不施用杀菌剂。
2011年试验自然诱发鉴定地点与2010年相同,面积0.307 hm2。2011年所有品种分3期播种(简称为Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期),Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期的播种时间分别为4月14日、4月21日、4月28日,移栽时间分别为5月14日、5月21日、5月28日,株行距10.0 cm ×16.7 cm,每品种和材料栽50丛。四周种植感病品种晚籼98作为诱发行。5月12日整田,基肥为每公顷施复合肥600 kg。5月15日施除草剂10%苄·甲可湿性粉剂(新得力)。6月14日施除草剂10%苄嘧磺隆可湿性粉剂(农得时)。7月21日安装防鸟网。8月24日喷施除草剂13%二甲四氯钠水剂。其他田间管理按常规进行,整个生育期不施用杀菌剂。田间安装kestrel4500天气记录仪,记录天气情况。
2013年温室人工接种诱发试验于华中农业大学温室进行。
1.3 温室人工接种方法
在水稻破口前3~5 d,用10 mL的注射器分别向水稻穗苞中注射1~2 mL的1×106孢子/mL浓度孢子菌丝混合液直至溢出,置于25℃±2℃、90%±10% RH的温室中保湿培养5 d,然后转移至28℃± 2℃、90%±10% RH的温室中继续培养至蜡熟期(接种后20 d)。每品种和材料接种10穗,重复3次。
1.4 调查时间及方法
自然诱发调查时间为黄熟期,温室人工接种调查时间为接种后20天。自然诱发调查50~100丛,温室人工接种调查接种穗,分别调查总穗数、病穗数、总粒数、病粒数,计算病穗率、平均单穗病粒数(单穗稻曲球数)。
1.5 分级标准
采用稻曲病行业计划项目组制订的分级标准,评价供试品种和材料的抗感性。稻曲病分级标准:0级(免疫,I),病穗率为0;1级(抗,R):病穗率为0.1%~3.0%;3级(中抗,MR):病穗率为3.1%~7.0%,单穗稻曲球数≤5;5级(中感,MS):病穗率为7.1%~15.0%,单穗稻曲球数≤7;7级(感,S:病穗率为15.1%~25.0%);9级(高感,HS:病穗率大于25.0%)。
2 结果与分析
2.1 2010年试验结果
2010年自然诱发鉴定的114份品种中有75份发病,占总数的65.8%,发病品种中以II优725发病最重,其病穗率、单穗稻曲球数均为最高,分别达到34.32%、14.74粒,金优77发病最轻,其病穗率、单穗稻曲球数分别为0.1%、0.005粒。发病品种抗性分级为1、3、5、7、9的品种数分别为45份、16份、11份、2份、1份,占试验品种总数的39.5%、14.0%、9.6%、1.8%、0.09%,详见表1。
对未发病的金优268等39份品种,结合品种的生育期和当年的气象资料进行分析,结果如下:早稻金优268、株两优120、金优402、金优974、株两优611、华两优105、陆两优611、株两优02、株两优99、陆两优211、金优284、禾盛优547全部等12个品种均未发病,可能是由于除金优284外,其他11个品种均于6月22日孕穗,7月12日前已齐穗,而从6月22日到7月12日期间仅有7月4日和7月5日两次降雨,雨量分别为41.3 mm和51.9 mm,不利于稻曲病的显症发病。
中稻73品种中有金优725、中糯2055、Ⅱ优58、D优202、内香优2128、福优/QT-1、华安501等7个品种未发病,中糯2055、内香优2128与绵2优838生育期相当,金优725与扬稻6号生育期相当,Ⅱ优58、D优202、福优/QT-1三者生育期与中9优89相当,华安501与冈优825相当,但均是后者发病。
晚稻12个品种中有6个品种没有发病。黄华粘、金优928和丰源优272三个品种与发病品种鄂糯9号、中优272的生育期相当而没有发病,说明黄华粘、金优928和丰源优272可能对稻曲病具有一定的抗性;岳9113和禾盛晚优1号从生育期上结合当时天气因素判断有发生稻曲病的可能,但岳9113和禾盛晚优1号也没有发病。金优297于7月6日孕穗,7月21日始穗,7月28日齐穗,而7月6日到7月28日之间有16个雨日,日平均温病普遍低于25℃,也没有发病。
鉴别品种17个品种中只有珍龙13、IR26、Mudgo 3个品种发病,其余14个品种均未发病。与珍龙13和IR26生育期相当的特特普和瓜哇14完全没有发病;四丰43、东农363、关东51、合江18、丽江黑谷与早稻生育期相当,未遇到适合发病天气,亦未发病;金刚30、南粳15两个品种的孕穗至齐穗时间是7月21日到8月13日,期间共有9个雨日,但两个品种未发病;鉴12、IR36、TN1孕穗至齐穗时间是7月14到8月6日,期间共有12个降雨日,未发病;ASD7、Ptb33、Babawee 3个品种孕穗到齐穗时间是8月15日到9月11日,期间有13个雨日,未发病,因此金刚30、南粳15、鉴12、IR36、TN1、ASD7、Ptb33、Babawee 等8个品种可能抗稻曲病,需要通过人工接种方法作进一步验证。
2.2 2011年试验结果
2011年203份供试品种和材料中共有25份没有发病,占总试验品种和材料的12.3%。其中早稻品种华两优103、两优9168、株两优120、金优402、株两优611、华两优105、禾盛优547共7份,中稻品种金优1176、皖稻103、银糯1号、中优272、金优284共5份,鉴别品种四丰43、合江18、Mudgo、Babawee共4份、材料F01、H40、C1、C3、C7、C9、C13、C14、C16共9份。
有178份品种和材料发病,但3个播期情况不一致,为便于总结,将病穗率最高一期作为统计分析标准。发病品种抗性分级为1、3、5、7、9的品种和材料数分别为58份、42份、49份、19份、10份,分别占试验品种和材料总数的28.6%、20.7%、24.1%、9.4%、4.9%,见表2和表3。
从3个播期品种和材料发病情况来看,同一品种和材料在3个播期的病穗率和单穗稻曲球数各有不同。3个播期均发病的品种和材料共88份,占总供试品种和材料的43.3%;两个播期发病、一个播期未发病的品种和材料共45份,占总供试品种和材料的22.2%;一个播期发病、两个播期未发病的品种和材料共45份,占总供试品种和材料的22.2%,详见表4。
2.3 2010与2011年鉴定结果比较
从2010年与2011年两年田间自然诱发鉴定的试验结果综合分析,两年均发病的有IR26;2010年发病、2011年未发病的有Mudgo;2010年未发病、2011年发病的有陆两优611、株两优02、株两优99、金优725、中糯2055、II优58、D优202、内香优2128、华安501、黄华粘、金优928、丰源优272、特特普、丽江黑谷、金刚30、南粳15、爪哇14、特特普、东农363、关东51、ASD7、IR28、IR36、TN1等24个品种,以上3种情况的品种和材料不需要再进行温室人工鉴定。2010年和2011年均未发病的有株两优120、金优402、株两优611、华两优105、禾盛优547、金优284、四丰43、合江18、Babawee等9个品种,需要通过温室人工接种进一步求证其抗性。
2.4 2013年人工接种鉴定结果
2013年温室接种40份品种和材料中有F01、C1、C3、C17等4份材料未发病,占供试品种和材料的10.0%,皖稻103、H40等2份品种抗性级别为7级,占供试品种和材料的5.0%,其他34份品种和材料均发病,抗性级别为9级,占供试品种和材料的85.0%,结果见表5。
3 小结
同一品种和材料在3个播种期中病穗率和单穗稻曲球数各不相同,说明稻曲病的发生与播期关系密切,这主要是3个播期时抽穗扬花期的气候条件不同引起的,从而证实了稻曲病是一典型气候性病害。两年田间自然诱发未发病或发病轻的品种和材料,温室人工接种大多数能发病,因此,稻曲病抗性品种和材料的评价要异地多点并结合温室人工接种试验才能得出正确的结论。
温室人工接种试验中,40个品种和材料中有36个发病,发病率达90.00%,发病品种和材料病穗率达16.67%~100.00%,单穗稻曲球数达0.60~19.97粒,说明试验采用的人工接方法是切实可行,可以作为稻曲病抗性品种和材料评价的方法之一。本研究筛选出了4个免疫的材料,为稻曲病的抗病育种奠定了基础。
参考文献:
[1] 张 舒,陈其志,吕 亮,等.湖北省水稻部分主栽品种对稻曲病的抗性鉴定[J].安徽农学通报,2006,12(5):76-78.
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[9] 杨健源,冯爱卿,曾列先,等.华南籼稻新品种稻曲病抗性评价初步研究[J].广东农业科学,2011,(15):55-56.
[10] 黄瑞荣,李湘民,华菊玲,等.杂交水稻品种(组合)对稻曲病的抗性研究[J].江西农业大学学报,2010,32(4):718-722.
[11] SU X Y, YE Z H, DING K J,et al. Resistance of major and backup rice cultivars against Ustilaginoidea virens in Anhui province[J]. Agricultural Science & Technology, 2012,13(4):789-791.
(责任编辑 张 毅)
2.4 2013年人工接种鉴定结果
2013年温室接种40份品种和材料中有F01、C1、C3、C17等4份材料未发病,占供试品种和材料的10.0%,皖稻103、H40等2份品种抗性级别为7级,占供试品种和材料的5.0%,其他34份品种和材料均发病,抗性级别为9级,占供试品种和材料的85.0%,结果见表5。
3 小结
同一品种和材料在3个播种期中病穗率和单穗稻曲球数各不相同,说明稻曲病的发生与播期关系密切,这主要是3个播期时抽穗扬花期的气候条件不同引起的,从而证实了稻曲病是一典型气候性病害。两年田间自然诱发未发病或发病轻的品种和材料,温室人工接种大多数能发病,因此,稻曲病抗性品种和材料的评价要异地多点并结合温室人工接种试验才能得出正确的结论。
温室人工接种试验中,40个品种和材料中有36个发病,发病率达90.00%,发病品种和材料病穗率达16.67%~100.00%,单穗稻曲球数达0.60~19.97粒,说明试验采用的人工接方法是切实可行,可以作为稻曲病抗性品种和材料评价的方法之一。本研究筛选出了4个免疫的材料,为稻曲病的抗病育种奠定了基础。
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(责任编辑 张 毅)
2.4 2013年人工接种鉴定结果
2013年温室接种40份品种和材料中有F01、C1、C3、C17等4份材料未发病,占供试品种和材料的10.0%,皖稻103、H40等2份品种抗性级别为7级,占供试品种和材料的5.0%,其他34份品种和材料均发病,抗性级别为9级,占供试品种和材料的85.0%,结果见表5。
3 小结
同一品种和材料在3个播种期中病穗率和单穗稻曲球数各不相同,说明稻曲病的发生与播期关系密切,这主要是3个播期时抽穗扬花期的气候条件不同引起的,从而证实了稻曲病是一典型气候性病害。两年田间自然诱发未发病或发病轻的品种和材料,温室人工接种大多数能发病,因此,稻曲病抗性品种和材料的评价要异地多点并结合温室人工接种试验才能得出正确的结论。
温室人工接种试验中,40个品种和材料中有36个发病,发病率达90.00%,发病品种和材料病穗率达16.67%~100.00%,单穗稻曲球数达0.60~19.97粒,说明试验采用的人工接方法是切实可行,可以作为稻曲病抗性品种和材料评价的方法之一。本研究筛选出了4个免疫的材料,为稻曲病的抗病育种奠定了基础。
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(责任编辑 张 毅)