213份燕麦种质的白粉病抗性评价

赵 峰，郭满库，郭 成，尚新新，赵志鹏，赵桂琴

(1.甘肃省农业科学院植物保护研究所，甘肃 兰州 730070； 2.甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州 730070)

213份燕麦种质的白粉病抗性评价

赵 峰1，郭满库1，郭 成1，尚新新2，赵志鹏2，赵桂琴2

(1.甘肃省农业科学院植物保护研究所，甘肃 兰州 730070； 2.甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州 730070)

为明确不同燕麦种质资源抗白粉病差异，于2012-2014年采用田间自然感病法对213份燕麦(Avenasativa)种质进行了由禾布氏白粉菌燕麦专化型(Blumeriagraminisf.sp.avenae)引起的燕麦白粉病的田间抗性筛选和评价。结果表明，在供试材料中未监测到免疫材料；12份材料青永久420、青永久316、青永久9、青永久252、青永久98、青永久180、青永久479、青永久25、青永久87、永118、青永久304和五燕6号表现高抗(HR)；199、青永久164、青永久237、青永久260、青永久83、青永久49、青永久016、青永久94、青321、青永久154、原45、永73-1、83-27、S20-36-6、保罗、330、原15和白苏鲁2055共18份材料表现中抗；其余183份表现中感、高感和极感，分别占供试材料的5.6%、8.5%和85.9%。获得的这些有效抗病种质，可为品种的合理布局及抗病育种提供核心抗源。

燕麦种质；燕麦白粉菌；抗性评价

Corresponding: Guo Cheng E-mail:gsguoch@126.com Zhao Gui-qin E-mail:zhaoguiqin1970@163.com

燕麦(Avenasativa)在我国种植历史悠久，遍及各山区、高原和北部高寒的冷凉地带[1]，我国燕麦主要分布在内蒙古、河北、山西、甘肃、陕西、云南、四川、贵州和青海等省(区)[2-3]。作为粮饲兼用型作物，具有极高的营养、医疗保健和饲用价值[4-7]。同时，因其具抗寒、抗旱、耐瘠薄、适应性强等优点，对草地退化治理及生态建设起着极其重要的作用[8-9]。然而，目前燕麦生产中普遍存在品种退化、产量低、抗病性差、混杂、易倒伏等问题，严重制约燕麦产业的健康发展[10]。燕麦白粉病、坚黑穗病和红叶病是燕麦生产上的重要病害，燕麦白粉病是由禾布氏白粉菌燕麦专化型(Blumeriagraminisf. sp.avenae)引起的真菌性病害，主要侵染叶片和叶鞘。该病害广泛流行于燕麦生产区[11-12]，严重影响燕麦的产量和品质，已成为燕麦生产上一个亟待解决的问题。

筛选和培育抗病品种是病害防治的有效手段，而鉴定和评价种质资源的抗病性则是选育抗病品种和品种合理布局需要解决的首要问题。国内外有关燕麦种质抗白粉病鉴定与筛选鲜有报道[12-13]， 2009-2011年对128燕麦品种进行了抗白粉病鉴定与筛选，其中两份表现高抗，8份表现中抗，其余118份表现中感、高感和极度感病[12]。但具备突出抗白粉病特性的种质资源严重匮乏，需要广泛发掘。在未来育种中可以利用的白粉病抗源仍是燕麦资源鉴定的重要工作之一。本研究在2012-2014年利用田间自然感病法对213份燕麦品种(系)进行抗白粉病鉴定，旨在从中筛选出一批抗病种质资源，为育种部门提供核心抗源及该病害的综合治理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试燕麦材料213份，其中皮燕麦139份，裸燕麦74份，除裸燕麦保罗、Yy06-09和sps109-62由甘肃省白银市农业科学研究所提供外，其余210份材料均来自甘肃农业大学草业学院。

1.2 试验方法

1.2.1 鉴定圃设计 鉴定圃设在甘肃省天水市甘谷县新兴镇五甲村(甘肃省农业科学院植物保护研究所甘谷试验站)，年平均气温为9.5～10.9 ℃，降水量480 mm左右，无霜期180 d左右。于每年4月初进行田间春播，行长1.0 m，行距33 cm，单行播种200粒，供试材料按鉴定编号随机排列于田间，鉴定圃四周设保护区。

1.2.2 病情调查 在燕麦白粉病发病盛期进行病情调查，每份材料随机调查30株，逐叶记载发病的严重度，病情指数计算公式为，

式中：DI为病情指数；i为病级数(1～n)；Xi为病情为i级的单元数；Si为病情为i级的严重度值。

1.2.3 病情分级和抗性评价标准 燕麦成株期白粉病病情分级标准[12]，0级：无病；1级：病斑面积占整片叶面积的5%以下；3级：病斑面积占整片叶面积的6%～15%；5级：病斑面积占整片叶面积的16%～25%；7级：病斑面积占整片叶面积的26%～50%；9级：病斑面积占整片叶面积的50%以上。抗性分级标准中将极感“VHS”改为“VHE”。

抗性分级标准为0级：DI=0.0，免疫(I)；1级：0.0

2 结果与分析

2.1 不同抗性类型的燕麦品种(系)所占比例

调查结果表明，213份燕麦品种(系)均不同程度地感染白粉病，未发现免疫材料，其中，高抗材料12份、中抗材料18份、中感材料26份、高感材料91份、极感材料66份，分别占供试材料的5.6%、8.5%、12.2%、42.7%和31.0%(图1)。

30份抗病材料中，12份高抗材料的病情指数在1.11～4.68，不存在显著性差异(P>0.05)，但是王燕6号、青永久9、青永久98和青永久87与青永久252、青永久180和青永久25存在显著性差异(P<0.05)；而18份中抗材料的病情指数在5.98～14.59，存在差异；其中白苏鲁2055、青永久154和S20-36-6间差异不显著(P>0.05)，但与其它品种差异显著(P<0.05)(表1)。

图1 不同抗性类型的燕麦品种所占比例

表1 30份抗病材料的病情指数差异

注：不同小写字母表示不同种质间差异显著(P<0.05)。

Note: Different lower case letters indicate significant difference among different oat gemplasms at the 0.05 level.

2.2 皮燕麦种质对白粉病的抗性评价

调查结果表明，在139份皮燕麦品种中未发现免疫材料(表2)；青永久420、青永久316、青永久9、青永久252、青永久98、青永久180、青永久479、青永久25、青永久87、永118、青永久304、五燕6号共12份，病情指数在1.11～4.68，表现高抗，占8.6%； 199、青永久164、青永久237、青永久260、青永久83、青永久49、青永久016、青永久94、青321、青永久154、原45等16份，病情指数在5.98～14.59，表现中抗，占11.5%；青永久96、青永久149、青永久229、原94、青485、青380、青永久709、青23等19份，病情指数在16.18～24.94，表现中感，占13.7%； 49、126、479、910、998、304、青永久31、青永久53、青永久55、青永久63、青永久82、冀引1号等60份，病情指数在25.99～48.25，表现高感，占43.2%；120、154、167、175、268、358、876、青永久262、DA92-1F4、DA92-2F4、青永久425、燕麦永久126等32份，病情指数在51.06～82.95，表现极感，占23.0%。

2.3 裸燕麦种质对白粉病的抗性评价

调查结果显示，在74份裸燕麦品种中未发现免疫和高抗材料(表3)；保罗和330两份材料，病情指数分别为9.26和11.21，表现中抗，占2.7%； 240、蒙燕8637、7914-5、坝筱5号、白燕1号、白燕9号和9641-6共7份材料，病情指数在17.12～24.35，表现中感，占9.5%；sps109-62、内燕4号、9418、当地大莜麦、蒙燕7607、蒙燕H8313等31份材料，病情指数在25.29～49.41，表现高感，占41.9%；坝莜1号、定莜1号、定莜2032、定莜2033、燕2007等34份，病情指数在50.41～84.44，表现极感，占45.9%。

3 讨论与结论

种质资源的抗性鉴定对抗病育种起到了良好的作用，应用抗病材料可拓宽抗病种质基础，提高作物抗病水平，从而减少化学农药的大量使用，为病害绿色防控和生态环境保护提供技术支撑。本研究结果显示，在213份皮燕麦和裸燕麦种质中，表现抗病材料共有30份，占14.1%。其中，在139份皮燕麦品种中，抗病材料共28份，占20.1%，其余111份均表现感病，占79.9%；74份裸燕麦中，无免疫和高抗材料，仅有两份材料保罗和330表现中抗，占2.7%，其余72份均感病，占97.3%。研究结果进一步说明皮燕麦较裸燕麦抗白粉病能力强，其抗性机理有待于进一步研究。

表2 皮燕麦种质对白粉病的抗性类型

续表2

种质Germplasm病叶率Diseaseleafpercentage/%病情指数Diseaseindex抗病类型Typeofresistance种质Germplasm病叶率Diseaseleafpercentage/%病情指数Diseaseindex抗病类型Typeofresistance青280Qing28030.8519.03MS16789.5256.51VHE青191Qing19132.5618.09MS175100.0064.78VHE26040.8624.85MS268100.0062.46VHE盖密涅Gaiminie38.1421.42MS35891.9655.65VHE原83-24Yuan83-2442.4820.85MS876100.0064.32VHE青永久96Qingyongjiu9632.4320.72MS青永久262Qingyongjiu26290.3851.92VHE原74Yuan7448.0024.22MSDA92-1F4100.0062.39VHE冀张燕3号Jizhangyan356.9024.14MSDA92-2F494.1257.08VHE4968.7536.11HS青永久425Qingyongjiu42594.8369.92VHE12680.9542.22HS燕麦永久126Oatyongjiu12684.3160.13VHE47984.2635.70HS新西兰NewZealand85.4460.84VHE91090.0948.25HS360584.8858.27VHE99879.0539.89HS原18Yuan1878.7052.78VHE30489.0939.80HS永467Yong46778.5756.35VHE青永久31Qingyongjiu3188.0032.00HS青365Qing36571.0551.36VHE青永久53Qingyongjiu5378.8531.62HS青8Qing896.9780.13VHE青永久55Qingyongjiu5569.5231.01HSRigdon82.9851.06VHE青永久63Qingyongjiu6377.0633.64HSWallaroo96.5982.95VHE青永久82Qingyongjiu8275.7328.69HS原44Yuan4485.5855.45VHE青永久108Qingyongjiu10887.1846.53HS原102Yuan10281.8262.83VHE青永久116Qingyongjiu11678.7637.46HSDA92-180.1853.35VHE青永久227Qingyongjiu22778.8532.48HS青175Qing17577.6654.73VHE青永久353Qingyongjiu35381.2547.32HS青永久424Qingyongjiu42476.8456.02VHE青永久415Qingyongjiu41588.9941.90HS白燕14号Baiyan1484.0060.44VHE青永久416Qingyongjiu41683.9645.60HSPJD-680.4170.10VHE青永久421Qingyongjiu42186.7245.92HS冀张燕4号Jizhangyan490.4377.66VHE青永久473Qingyongjiu47384.3139.22HS冀张燕5号Jizhangyan594.6877.90VHE冀引1号Jiyin190.4837.57HS蒙燕1号Mengyan194.9581.03VHEDA92-3F486.2145.59HS定引1号Dingyin190.7261.86VHE青永久97Qingyongjiu9785.0043.15HS定燕2号Dingyan283.0064.11VHE青永久335Qingyongjiu33574.1441.19HS

注：HR、MR、MS、HS和VHE分别表示高抗、中抗、中感、高感和极感，下同。

Note: HR, MR, MS, HS, VHE indicate high resistance, middle resistance, middle susceptible, high susceptible and extremely high susceptible, respectively. The same below.

农作物品种的抗病性是由其抗病基因所决定。相关燕麦抗白粉病基因研究表明，目前主要鉴定出5个抗性类群(OMR1-OMR5)和7个抗病基因(Pm1-Pm7)[13-15]，许多欧洲国家将Pm6，Pm1和Pm3作为燕麦抗白粉病育种的目标基因[16-18]，但研究发现在波兰含有这3个抗性基因的燕麦品种失去抗性，而含有Pm4和Pm7抗性基因的品种表现高抗[19]。通过20个菌株对5个不同基因型类型燕麦的67个品种进行了鉴定，发现含有A.maroccana基因型的品种表现高抗，含有A.murphi和A.sterilis基因型的品种也具有较好的抗性[20]。本研究发现在55份青永久系列材料中，10份种质表现高抗，8份表现中抗，占总鉴定出抗病材料的60.0%，说明青永久系列材料可能蕴藏着宝贵的抗白粉病基因，可利用分子生物学技术挖掘抗性基因，从而合理布局抗病基因，延缓品种抗性丧失速度来减轻和控制病害发生和流行。

表3 裸燕麦种质对白粉病的抗性类型

气候条件及气候变化是影响年度间小麦白粉病发生程度轻重的最关键因素，病害严重流行与一般发生年份以湿度为主的气象条件存在显著性差异[21-23]。白粉病病菌对湿度的适应性相当广泛，孢子萌发的湿度范围为0～100%，相对湿度在70%以上有利于白粉菌孢子萌发和侵染[21,24]，这与在燕麦生长季节甘肃省天水市甘谷县降水较多相一致。本研究筛选出的燕2007和白燕10号与郭斌等[12]的鉴定结果一致，然而白燕2号、白燕7号、白燕8号、白燕9号、品5号、青永久149的抗病性存在分歧。本研究与郭斌等[12]2009-2011年所选试验地点相同，通过分析2009-2014年5-6月份病害发生时期的气象资料，发现除2014年平均温度为19.8 ℃外，其余5年的平均温度在19.3 ℃，而2009和2014年的相对湿度较低，分别低于60%和45%，其余4年相对湿度均在65%左右，可能是造成鉴定结果出现偏差的主要原因。由此可见，燕麦白粉病发生程度的轻重与以湿度为主的气象条件密切相关，需开展深入研究。

本研究是在田间自然发病情况下对213份燕麦抗白粉病能力进行调查，客观反映了燕麦品种的相对抗性。其中205份材料对白粉病的抗性水平属首次评价，有待于对表现中抗以上的各品种进行可控条件下的温室接种鉴定，以进一步研究其抗性表现。

References：

[1] 李润枝,陈晨,张培培,王晨,胡大鹏.我国燕麦种质资源与遗传育种研究进展.现代农业科技,2009(17):44-45. Li R Z,Chen C,Zhang P P,Wang C,Hu D P.Advances in research on genetic resources and breeding and genetics of oat (AvenastativL.).Modern Agricultural Sciences and Technology,2009(17):44-45.(in Chinese)

[2] 雷占兰,周华坤,刘泽华,黄瑞灵,姚步青,王文颖,赵新全.密度氮肥交互处理下高寒地区燕麦的生长特性与生殖分配.草业科学,2014,31(6):1110-1119. Lei Z L,Zhou H K,Liu Z H,Huang R L,Yao B Q,Wang W Y,Zhao X Q.The growth performance and reproductive allocation ofAvenasativaunde rdensity and nitrogen interaction.Pratacultural Science,2014,31(6):1110-1119.(in Chinese)

[3] 何玉龙,周青平,纪亚君,颜红波,雷生春,贾志锋,刘文辉,梁国玲.施肥对青引1号燕麦产量及构成性状的影响.草业科学,2012,29(6):968-972. He Y L,Zhou Q P,Ji Y J,Yan H B,Lei S C,Jia Z F,Liu W H,Liang G L.Effects of fertilizing rate on yield and its components of Qingyin No.1 oat.Pratacultural Science,2012,29(6):968-972.

[4] 南春芹.加拿大皮燕麦品种在陕西杨凌的适应性和产量评价.杨凌:西北农林科技大学硕士学位论文,2011. Nan C Q.Evaluation on adaptability and yield of oat varieties introduced from Canada in Yangling,Shaanxi.Master Thesis.Yangling:North West Agriculture and Forestry University,2011.(in Chinese)

[5] 王桃,徐长林,姜文清,周志宇.36个燕麦品种不同部位养分分布格局.草业科学,2010,27(8):107-113. Wang T,Xu C L,Jiang W Q,Zhou Z Y.Nutrients distribution patterns in different parts of 36 varieties.Pratacultural Science,2010,27(8):107-113.(in Chinese)

[6] 琚泽亮,赵桂琴,覃方锉,焦婷.含水量对燕麦及燕麦+箭筈豌豆裹包青贮品质的影响.草业科学,2016,33(7):1426-1433. Ju Z L,Zhao G Q,Qin F C,Jiao T.Effect of different moisture contents on fermentation quality of baling silage of monoculture oat and common vetch mixture.Pratacultural Science,2016,33(7):1426-1433.(in Chinese)

[7] 柏晓玲,周青平,陈有军,田莉华,陈仕勇,肖雪君.燕麦幼苗对低温胁迫的响应.草业科学,2016,33(7):1375-1382. Bai X L,Zhou Q P,ChenY J,Tian L H,Chen S Y,Xiao X J.Responses of oat seedling stochilling stress.Pratacultural Science,2016,33(7):1375-1382.(in Chinese)

[8] 徐长林.高寒牧区不同燕麦品种生长特性比较研究.草业学报,2012,21(2):280-285. Xu C L.A study on growth characteristics of different cultivars of oat (Avenasativa) in alpine region.Acta Pratacalturae Sinica,2012,21(2):280-285.(in Chinese)

[9] 师尚礼,赵桂琴,姚拓.农牧交错带特征分析与苜蓿燕麦种植区域的形成.草原与草坪,2005(6):17-20. Shi S L,Zhao G Q,Yao T.Features of agro-grassland crossing belt and the formation of alfalfa-oat planting zone.Grassland and Turf,2005(6):17-20.(in Chinese)

[10] 张向前.燕麦种质农艺性状、耐盐和AFLP分子标记的遗传多样性分析.呼和浩特:内蒙古农业大学硕士论文,2012. Zhang X Q.Agronomic traits and salt,as well as molecular markers AFLP analysis of genetic diversity in oat germplasm.Master Thesis.Hohhot:Inner Mongolia Agricultural University,2012.(in Chinese)

[11] Roderick H W,Jones I T.The effect of powdery mildew (Erysiphegraminisf.sp.avenae) on yield,yield components and grain quality of spring oats.Annals of Applied Biology,1988,113(3):455-460.

[12] 郭斌,郭满库,郭成,魏宏玉,郭建国,赵桂琴.燕麦种质资源抗白粉病鉴定及利用评价.植物保护,2012,38(4):144-146. Guo B,Guo M K,Guo C,Wei H Y,Guo J G,Zhao G Q.Identification and evaluation of oat germplasm resistance to powdery mildew.Plant Protection,2012,38(4):144-146.(in Chinese)

[13] Roderick H W,Jones E R L,Sebesta J.Resistance to oat powdery mildew in Britain and Europe:A review.Annals of Applied Biology,2000,136(1):85-91.

[14] Yu J,Herrmann M.Inheritance and mapping of a powdery mildew resistance gene introgressed fromAvenamacrostachyain cultivated oat.Theoretical and Applied Genetics,2006,113(3):429-437.

[15] Hsam S L K,Mohler V,Zeller F J.The genetics of resistance to powdery mildew in cultivated oats (AvenasativaL.):Current status of major genes.Journal of Applied Genetics,2014,55(2):155-162.

[16] Okoń S.Identification of powdery mildew resistance genes in polish common oat (AvenasativaL.) cultivars using host-pathogen tests.Acta Agrobotanica,2012,65(3):63-68.

[17] Okoń S,Kowalczyk K.Deriving isolates of powdery mildew (BlumeriagraminisDC. f.sp. avenae Em. Marchal.) in common oat (AvenasativaL.) and using them to identify selected resistance genes.Acta Agrobotanica,2012,65(2):155-160.

[18] Hsam S L K,Peters N,Paderina E V,Felsenstein F,Oppitz K,Zeller F J.Genetic studies of powdery mildew resistance in common oat (AvenasativaL.).I. cultivars and breeding lines grown in Western Europe and North America.Euphytica,1997,96:421-427.

[19] Okoń S M.Effectiveness of resistance genes to powdery mildew in oat.Crop Protection,2015,74:48-50.

[20] Okoń S M,Chrząstek M,Kowalczyk K,Koroluk A.Identification of new sources of resistance to powdery mildew in oat.European Journal of Plant Pathology,2014,139(1):9-12.

[21] 居为民,高苹.气象条件对小麦白粉病发生影响的研究.气象,2000,26(2):50-53. Ju W M,Gao P.The study of influence of meteorological condition on winter wheat powdery mildew.Meteorological Monthly,2000,26(2):50-53.(in Chinese)

[22] 刘万才,邵振润.我国小麦白粉病大区流行的气候因素分析.植保技术与推广,1998,18(1):3-5. Liu W C,Shao Z R.Analysison clmatic factor for epidemiology of wheat powdery mildew in China.Plant Protection Technology and Extension,1998,18(1):3-5.(in Chinese)

[23] 郑秋红,杨霏云,朱玉洁.小麦白粉病发生气象条件和气象预报研究进展.中国农业气象,2013,34(3):358-365. Zheng Q H,Yang F Y,Zhu Y J.Meteorological factors and its forecast on wheat powdery mildew occurrence in China.Chinese Joural of Agrometeorology,2013,34(3):358-365.(in Chinese)

[24] 刘积芝.小麦白粉病的发生流行和预测.山东农业大学学报,1987,18(3):75-80. Liu J Z.Studies on wheat powdery mildew and its occurence and epiphytotics.Journal of Shandong Agricultural University,1987,18(3):75-80.(in Chinese)

(责任编辑 苟燕妮)

Powdery mildew resistance evaluation of 213 oat germplasm resistance to powdery mildew

Zhao Feng1, Guo Man-ku1, Guo Cheng1, Shang Xin-xin2, Zhao Zhi-peng2, Zhao Gui-qin2

(1.Institute of Plant Protection, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070；2.Pratacultural College, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

In order to confirm the difference of oat germplasm resistance toBlumeriagraminisf. sp.avenae, the resistance of 213 oat germplasm to this pathogen were evaluated using the method of naturally infected under field conditions from 2012 to 2014. The results showed that there was no immune material. Twelve materials were high resistance, including Qingyongjiu 420, Qingyongjiu 316, Qingyongjiu 9, Qingyongjiu 252, Qingyongjiu 98, Qingyongjiu 180, Qingyongjiu 479, Qingyongjiu 25, Qingyongjiu 87, Yong 118, Qingyongjiu 304 and Wuyan No.6. Eighteen materials were middle resistance, for example, 199, Qingyongjiu 164, Qingyongjiu 237, Qingyongjiu 260, Qingyongjiu 83, Qingyongjiu 49, Qingyongjiu 016, Qingyongjiu 94, Qing 321, Qingyongjiu 154, Yuan 45, Yong 73-1, 83-27, S20-36-6, Paul, 330, Yuan 15 and Baisulu 2055. There were 5.6%, 8.5% and 85.9% of the left 183 materials were middle susceptible, high susceptible and extremely high susceptible, respectively. These evaluation can provide core resource for disease resistance breeding and varieties reasonable distribution.

oat germplasm;Blumeriagraminisf. sp.avenae; resistance evaluation

(责任编辑 苟燕妮)

10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0734

2015-12-22 接受日期：2016-04-05

国家现代农业产业体系(nycytx-14)；甘肃省农牧厅生物技术研究与应用开发项目(GNSW2014-16);甘肃农业科学院中青年基金项目(2014GAAS25)

赵峰(1981-)，女，甘肃民勤人，助理研究员，本科，主要从事杂粮作物抗病性鉴定研究。 E-mail：zhaofeng0935@sohu.com

郭成(1985-)，男，甘肃会宁人，助理研究员，在读博士生，主要从事植物病害及抗病性鉴定研究。E-mail:gsguoch@126.com赵桂琴(1970-)，女，甘肃天水人，教授，博士，主要从事草种质资源及育种工作。E-mail:zhaoguiqin1970@163.com

S435.126

A

1001-0629(20176)2-0331-08

赵峰，郭满库，郭成，尚新新，赵志鹏，赵桂琴.213份燕麦种质的白粉病抗性评价.草业科学,2017,34(2)：331-338.

Zhao F,Guo M K,Guo C,Shang X X,Zhao Z P,Zhao G Q.Powdery mildew resistance evaluation of 213 oat germplasm resistance to powdery mildew.Pratacultural Science，2017,34(2)：331-338.