水稻细条病田间抗性鉴定及指标评价

马增凤+刘驰+张月雄+秦钢+李永清+谭建林+黄大辉

摘 要 以50份水稻材料为研究对象进行田间细条病抗性观察鉴定，对病斑占总叶面积率（病斑占比）、病斑长度、病叶率和病情指数等抗性指标进行相关和主成分分析，研究3个指数间及其与剑叶宽度的相关性。结果表明：病斑占比是田间评价细条病发病情况的理想指标；病斑长度是唯一与剑叶宽度存在极显著相关的指数；按照病斑占比（IRRI标准），5份材料L424、L425、L427、L433和L443表现为中抗（10%），15份表现为中感（30%），20份表现为感病（40%），10份表现为高感（20%）。

关键词 水稻 ；细条病 ；抗性 ；标准

分类号 S453.121

Elevation of Disease Index and Identification of Resistance to

Rice Bacterial Leaf Streak in Field

MA Zengfeng1） LIU Chi1） ZHANG Yuesong1）

QIN Gang1） LI Yongqing2） TAN Jianlin2） HUANG Dahui1）

（1 Rice Research Institute / Rice Genetics and Breeding Key Lab of Guangxi /

Nanning Subcenter of the National Center for Rice Improvement， Guangxi Academy

of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi 530007， China

2 Guangxi Hengmao Agro-Tech Co.， Ltd， Nanning， Guangxi 530003， China）

Absract In the late season of 2014， bacterial leaf streak outbroke after the typhoon Kalmaegi at tillering and booting stage of rice. The resistance of 50 rice lines to BLS was evaluated in field conditions. The correlation or principal component analysis was carried out to study disease index. Disease index and flag leaf width was analyzed for correlations. The results indicated lesion area rate proposed by IRRI seemed to be an ideal standard for BLS resistance identification in field conditions. Lesion length was the only index that had significant correlation with flag leaf width. According to the lesion area rate proposed by IRRI， 5 lines L424， L425， L427， L433 and L443 was moderately resistant to BLS by 10%； 15 lines （30%） was moderately susceptible； 20 lines （40%） was susceptible； 10 lines was highly susceptible.

Keywords rice ； bacterial leaf streak ； resistance ； standard

水稻细条病由病原菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola， Xoc）引起，是一种世界性水稻病害，对亚洲和非洲的热带和亚热带水稻生产造成严重危害[1]。在流行爆发年份，细条病能造成高达32%的产量损失。从20世纪70年代中期起，随着杂交水稻种植面积的增加，杂交种子南制北运日渐频繁，使检疫性细条病危害范围逐步扩大，形成逐年加重的趋势[2]。培育抗病品种是防治细条病最为有效的方法之一，而抗性品种的培育和推广必须有相配套的简便、高效和准确的鉴定方法。细条病的鉴定主要有人工接种鉴定和大田自然鉴定2种。关于人工接种鉴定方法，主要从接种方法、接种菌浓度、接种时期及病情分级标准等方面进行研究[3-4]。目前人工接种常用的方法为针刺法接种，再测量病斑长度以评价发病情况[5-7]。而田间抗性评价目前国内尚无统一标准。炼德进[8]以病斑所占叶面积为准，将病情分为0～5级，以病叶率和病情指数2个指标评价田间细条病发病情况。韦发才等[9]参照水稻白叶枯病病情指数分级标准，以病情指数为指标来评价细条病发病情况。罗志勇等[10]按照IRRI标准，计算出病情指数来反应细条病田间发病情况。郦子华认为，细条病调查应调查病叶率和病情指数等内容，病情指数和病叶率密切相关，通过病叶率可推算出病情指数。

本研究采用国际水稻所（IRRI）提出的标准[11]对田间细条病抗性进行调查，以病斑占比为指标对发病情况进行评价，计算出病情指数，对病斑占比和病情指数及在国内其他标准中常用的病叶率和病斑长度进行相关分析，对抗病标准进行评价；分析剑叶宽度对抗性的影响；通过田间抗性调查希望获得可供育种利用的抗性材料。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为本课题组自主培育的50份不同基因型稳定遗传的水稻材料。试验地为广西农科院水稻研究所试验田。

1.2 方法

1.2.1 实验设计

所有材料浸种催芽，于7月24日播秧，8月7日移栽，每份材料种一小区，按随机区组排列，面积2 m2，株行距13.3 cm×20.0 cm，小区四周插种当地品种作保护行， 株行距与试验材料相同。各小区栽培管理措施一致。

1.2.2 调查方法

调查时间为台风过后2个星期，田间细条病症状最明显时调查。每小区随机选取10株，调查所有叶片。病情分级，按照国际水稻所标准：0级，没有症状，高抗；1级，病斑占叶面积小于1%，抗；3级，病斑占叶面积为1%～5%，中抗；5级，病斑占叶面积为6%～25%，中感；7级，病斑占叶面积为26%～50%，感；9级，病斑占叶面积为51%～100%，高感。病斑长度、剑叶宽度用尺子直接测量。计算出每份材料的病叶率及病斑长度、剑叶宽度、病斑面积占比的平均数（表1）。病情指数（%）=∑（各级病叶数×各级代表值）/（调查总叶数×最高级代表值）×100。

1.3 数据处理

利用Excel进行相关分析，利用Minitab软件进行正态性分布检验、主成分和多变量聚类分析。

2 结果与分析

2.1 田间调查结果

各抗性指数和剑叶宽度的田间调查结果如表1所示。如表2所示：病斑占比最小值为5%，最大值为90%，均值为34.3%；病斑长度最小值为1.5 cm，最大值为7.0 cm，均值为4.4 cm；病叶率最小值为1%，最大值为100%，均值为15.1%；病情指数最小值为0.27，最大值为81.0，均值为10.18；剑叶宽度最小值为1.0 cm，最大值为2.0 cm，均值为1.46 cm。经正态性分布检验，田间所调查性状均不符合正态性分布（P<0.05）（表2）。

2.2 相关性分析

如表3所示，病斑占比与病斑长度、病叶率均存在极显著正相关，剑叶宽度只与病斑长度存在正相关。此外，病叶率与病情指数间也存在极显著正相关性。相关分析结果表明，病斑占比是所研究指数中唯一能与病斑长度和病叶率一同反应所研究材料田间抗性的指标（病情指数由病情占比推算而来，故不进行二者的相关性分析）。

2.3 不同抗性指数聚类和主成分分析

对病斑占比（C1）、病斑长度（C2）、病叶率（C3）和病情指数（C4）进行聚类和主成分分析。聚类分析结果（图1）表明：在相似系数73.45处，4个抗性指数分为2支，病斑长度单独成1支，其余3个抗性指数聚成第2支；在82.30处，又可分为2支，病斑占比自成1支，病叶率和病情指数构成另1支。

根据特征值和贡献率将水稻细条病3个直接观察抗性指标，即病斑占比、病斑长度和病叶率转化为4个主成分。由表4可看出，第一个主成分（PC1）的特征值为2.662 7，贡献率最大为0.666；第二个主成分特征值为0.956 7，贡献率为0.239；其他2个主成分的特征值和贡献率依次减小。前2个主成分的累积贡献率为0.905（表4），说明前2个主成分因子能够很好说明水稻3个直接观察抗性指标的特性。

利用Minitab计算2个主成分PC1和PC2的因子负荷量。如表5所示，对于贡献率最大的主成分（PC1），病斑占比（C1）、病斑长度（C2）和病叶率（C3）的负荷量分别是0.654、 0.497和0.571。由于病斑占比的负荷量最大，因此将一个主成分（PC1）称为病斑占比因子。对于第二主成分（PC2），病斑占比（C1）、病斑长度（C2）和病叶率（C3）的负荷量分别为-0.081、0.796和-0.600。由于病斑长度的负荷量最大，因此将2个主成分（PC2）称为病斑长度因子。

2.4 抗性材料筛选

按照国家水稻所标准，以病斑占比为指标，对50份材料进行抗性鉴定，没有材料表现为抗或高抗，5份材料（5%）表现为中抗，15份（30%）为中感，20份（40%）为感，10份（20%）为高感（表6）。

3 结论与讨论

对于细条病田间抗性鉴定，目前国内尚无统一标准。在不同的鉴定系统中，一般以病斑占比为指标，然后按照不同的分级标准，计算出病情指数来反应田间发病程度[8-10]。在不同的鉴定标准系统中，病斑占比是一个较为统一的客观指标，最大差异是分级标准的不一致，因此导致推算出的病情指数存在差异。本研究相关分析结果表明，病斑占比是所研究指数中唯一能与其他直接观察抗性指标一同反应所研究材料田间抗性的指标。进一步的聚类和主成分分析结果也表明，病斑占比最能体现田间抗性情况。由上所述，笔者建议在以病斑占比为统一客观指标前提下，统一制定出较为科学合理的分级标准，然后推算出病情指数，以便更好地对田间细条病抗性情况进行鉴定。

王汉荣等[12]展开关于水稻叶片形态与细菌性条斑病抗性的研究，结果发现，在喷雾接种条件下，叶片较宽的水稻品种的病斑占叶面积率较大，表现为更容易感病。但本研究发现，在田间自然发病条件下，病斑占比与剑叶宽度没有显著相关性，只有病斑长度与品种剑叶宽度之间存在极显著相关。病斑长度是针刺法人工接种鉴定中常用的指标，较少利用在田间抗性鉴定中。但是前期研究发现，在人工接种鉴定中，病斑长度与品种剑叶宽度之间不存在显著相关性[12]。笔者认为，导致上述不一致的主要原因是田间自然发病、喷雾接种和人工针刺接种3者间发病条件和环境不同。因此，有必要针对田间自然鉴定制定相应的标准。

稻种资源中存在较为丰富的的细条病的抗性资源[13]，但是高抗的资源较少，且大多数来自热带地区，农艺综合性状较差，难于在育种上直接利用。本研究获得5份适合华南稻作生态种植的中抗细条病材料，对于丰富华南稻区的抗细条病资源有重要意义。

参考文献

[1] Nino-Liu D O， Ronald P C， Bogdanove A J. Xanthomonas oryzae pathovars： model pathogens of a model crop [J]. Molecular Plant Pathology， 2006（7）： 303-324.

[2] He W A， Huang D H， Li R B， et al. Identification of a resistance gene bls1 to bacterial leaf streak in wild rice Oryza rufipogon Griff [J]. Journal of Integrative Agriculture， 2012， 11（6）： 962-969.

[3] 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.

[4] 文艳华，何月秋，黄瑞荣，等. 水稻细菌性条斑病抗性鉴定方法研究[J]. 江西农业学报，1994，6（2）：112-117.

[5] 唐定中，李维明. 水稻细菌性条斑病的抗性遗传[J].福建农业大学学报，1998，27（2）：133-137.

[6] 周明华，许志刚，粟寒，等. 两个籼稻品种对水稻细菌性条斑病抗性遗传的研究[J]. 南京农业大学学报，1999，22 （4）：27-29.

[7] 黄大辉，岑贞陆，刘 驰，等. 野生稻细菌性条斑病抗性资源筛选及遗传分析[J].植物遗传资源学报，2008，9（1）：11-14.

[8] 炼德进. 水稻细菌性条斑病大田药剂防治试验[J]. 广西植保，2003，16（1）：5-6.

[9] 韦发才，何彦平，杨再豪，等. 水稻细菌性条斑病田间药效试验[J]. 广西植保，2008，21（1）：3-4.

[10] 罗志勇，杨学军，朱明祥，等. 防治水稻细菌性条斑病药效试验[J]. 湖北植保，2011（2）：37-38.

[11] IRRI （International Rice Research Institute）. Standard evaluation system for rice，4th edn. Manila， 1996（2）： 20.

[12] 忘汉荣，谢关林. 水稻叶片形态与细菌性条斑病抗性的关系. 浙江农业科学，1993（4）：167-169.

[13] 贺文爱，黄大辉，岑贞陆，等. 水稻细菌性条斑病和抗性育种研究进展. 植物遗传资源学报，2010，11（1）：116-119.