广西野生稻稻瘟病抗性鉴定及抗源地理分布

陈灿　郭辉　张晓丽　刘百龙　秦学毅　冯锐

摘要：[目的]明确广西野生稻对稻瘟病的抗性，为水稻抗瘟育种和挖掘抗瘟基因提供抗源材料。[方法]采用人工接种鉴定方法分别在苗期和孕穗期对广西野生稻进行稻瘟病混合菌株（ZA1、ZB1、ZB15和ZC15）接种，调查不同野生稻材料对叶瘟和穗颈瘟的抗性级别，统计抗感材料，并依据抗病材料地理来源进行统计分析。[结果]从普通野生稻中鉴定出抗叶瘟材料188份、抗穗颈瘟材料9份，占比分别为11.85%和0.58%；从药用野生稻中鉴定出抗叶瘟材料73份、抗穗颈瘟材料5份，占比分别为36.68%和2.54%；从普通野生野和药用野生稻中分别鉴定出兼抗叶瘟和穗颈瘟的材料9和4份，占比分别为0.58%和2.03%。贵港和梧州等地是广西野生稻抗稻瘟病材料最多的地区。[结论]广西野生稻抗叶瘟资源较丰富，但抗穗颈瘟或兼抗叶瘟、穗颈瘟的资源较匮乏，需进一步挖掘抗穗颈瘟及兼抗叶瘟和穗颈瘟材料。

关键词：野生稻；稻瘟病；抗性；地理分布；广西

中图分类号：S435.119 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）11-1999-05

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引言

[研究意义]稻瘟病是由子囊菌（Magnaporthegrisea）引起的真菌性病害，是水稻最普遍和毁灭性病害之一，严重危害全球粮食安全和限制世界主要水稻产区水稻产量。生产中主要采用化学防治、抗性品种选育、生物防治、栽培管理等方法进行稻瘟病防治（温小红等，2013），其中抗性品种选育被认为是最经济、绿色、有效的方法（杜太宗等，2015；徐小金等，2016），而优异种质资源是品种选育的前提和基础。因此，鉴定评价种质资源可为水稻抗瘟育种和抗瘟基因挖掘提供新的抗源材料。[前人研究进展]在各种灾害和不良环境的自然条件选择下野生稻形成了丰富的遗传多样性，且含有一定比例的抗稻瘟病资源（李容柏和秦学毅，1994；云勇和韩义胜，2014），许多研究者已对各地野生稻开展了大量的鉴定与评价工作。李友荣等（2001）从100份湖南普通野生稻中鉴定出2份稻瘟病抗性种质。李湘民等（2006）采用混合菌株接种法对222份江西省东乡野生稻进行了2年重复抗性鉴定，筛选出中抗稻瘟病材料2份。杨明挚等（2007）研究发现，云南景洪的直立型普通野生稻中含有Pi-ta⁺等位基因，可借助杂交育种或基因工程等手段对栽培稻进行抗瘟改良。潘大建等（2008）鉴定了108份高州普通野生稻样本的稻瘟病抗性，筛选出中抗材料3份。唐清杰等（2010，2013）鉴定了410份海南普通野生稻的稻瘟病抗性，从中筛选出中抗材料138份，占供试材料的33.6%；另外调查了2461份材料的田间自然抗病性，从中鉴定出自然抗病材料14份。[本研究切入点]广西是我国现存野生稻分布点最多的省（区）之一，具有丰富的野生稻资源（邓国富等，2012）。韦燕萍等（2009）从广西1500份普通野生稻和113份药用野生稻中分别鉴定出抗叶瘟材料3份和18份。叶瘟和穗瘟是稻瘟病最常见也是最严重类型，但近年来对广西野生稻穗颈瘟鉴定及地理抗源分布的研究尚未见报道。[拟解决的关键问题]采用人工接种鉴定方法對来自广西的1786份野生稻进行稻瘟病抗性鉴定，以挖掘抗瘟资源，为水稻抗瘟育种提供可靠的抗源材料。

1材料与方法

1.1试验材料

供试材料为来自广西13个地区的1786份野生稻资源，含普通野生稻（以下简称普野）1587份，其中苗期鉴定1587份，穗期鉴定1553份；药用野生稻（以下简称药野）199份，其中苗期鉴定199份，穗期鉴定197份；对照分别为感病品种丽江新团黑谷和抗病品种Tetep。接种菌种为ZA1、ZB1、ZB15和ZC15等4个稻瘟病菌生理小种的混合菌种（由广西农业科学院植物保护研究所提供）。

1.2接种和鉴定

苗期叶瘟抗性鉴定：野生稻种茎再生苗长至3-5叶龄时用配制好的孢子液人工喷雾接种，接种后用遮光膜覆盖，26-28℃保湿24h后揭膜，然后在自然条件下培养。

穗颈瘟抗性鉴定：在孕穗期进行人工注射接种。

接种菌液为1×10⁵～3×10⁵个/mL的孢子悬浮液。接种7-10d后调查记载发病情况。普野和药野均采用供试混合菌种接种。

1.3调查方法

叶瘟按国际水稻研究所9级制标准调查记录，0级：无病斑；1级：针头状大小的褐点型病斑；2级：稍大病斑；3级：小圆形稍长的灰色病斑，病斑直径1～2mm；4级：纺锤形病斑，长1-2cm，危害面积小于叶面积的2%；5级：典型病斑，危害叶面积为2%-10%；6级：典型病斑，危害叶面积为11%-25%；7级：典型病斑，危害叶面积为26%-50%；8级：典型病斑，危害叶面积为51%-75%；9级：典型病斑，危害叶面积为76%～100%。穗瘟按国际水稻研究所9级制标准调查记录，0级：无病；1级：<5%（个别枝梗发病）；3级：5%-20%（三分之一的枝梗发病）；5级：20%-50%（穗颈发病或主轴发病）；7级：50%70%（穗颈发病）；9级：70%-100%（穗颈发病）（IRRI，2002）。0-3级为抗病（R），5-9级为感病（s），叶瘟和穗颈瘟均以最高级为鉴定结果。

2结果与分析

2.1普野抗瘟性鉴定结果

由表1可知，普野苗期叶瘟鉴定的1587份材料中有抗病材料188份（占11.85%），其中1级抗性7份（占0.44%）、2级抗性127份（占8.00%）、3级抗性54份（占3.40%）；感病材料1399份（占88.15%）。穗颈瘟鉴定的1553份材料中有抗病材料9份（占0.58%），其中0级抗性3份（占0.19%）、3级抗性6份（占0.39%）；感病材料1544份（占99.42%）。

2.2药野抗瘟性鉴定结果

由表1可知，药野苗期叶瘟鉴定的199份材料中有抗病材料73份（占36.68%），其中2级抗性58份（占29.15%）、3级抗性15份（占7.54%）；感病材料126份（占63.32%）。穗颈瘟鉴定的197份材料中有抗病材料5份（占2.54%），其中0级抗性4份（占2.03%）、3级抗性1份（占0.51%）；感病材料192份（占97.46%）。

2.3野生稻抗瘟性比较分析结果

从表1可看出，野生稻抗病材料比例依次为：普野穗颈瘟（0.58%）<药野穗颈瘟（2.54%）<普野叶瘟（11.85%）<药野叶瘟（36.68%），说明野生稻抗叶瘟材料较丰富，而抗穗颈瘟材料较匮乏。野生稻平均抗性级数依次为：药野叶瘟（3.43）<普野叶瘟（4.62）<药野穗颈瘟（8.07）<普野穗颈瘟（8.45），说明野生稻的叶瘟抗性优于穗颈瘟抗性，同时，药野的抗瘟性优于普野。野生稻抗瘟性变异系数依次为：普野穗颈瘟（13.17%）<药野穗颈瘟（21.52%）<普野叶瘟（30.22%）<药野叶瘟（30.38%），说明普野材料的穗颈瘟抗性较集中，普野和药野的叶瘟抗性较分散。

统计野生稻叶瘟、穗瘟数据均完整的材料（普野材料1553份，药野材料197份）并将其分为4类：叶瘟R且穗颈瘟R、叶瘟R且穗颈瘟S、叶瘟S且穗颈瘟R、叶瘟S且穗颈瘟s，然后制成表2。从表2可看出，普野和药野的叶瘟R且穗颈瘟R材料分别为9和4份，占比为0.58%和2.03%，说明兼抗叶瘟和穗颈瘟的材料较匮乏；当药野和普野材料叶瘟表现为s时，其穗颈瘟感病占叶瘟感病材料的比率分别为99.21%（125/126）和100.00%（1366/1366），说明野生稻材料叶瘟表现感病对穗颈瘟亦表现感病，叶瘟感病可作为判断穗颈瘟感病的一个重要指标。

2.4野生稻抗稻瘟病材料的地理分布情况

对稻瘟病表现抗病的野生稻材料按地理分布统计得表3。从表3可看出，不同来源地野生稻抗稻瘟病材料总份数前5位排序为：贵港（96份）>梧州（51份）>南宁（31份）>玉林（30份）>来宾（27份）。普野叶瘟抗性材料分布较广，前3位排序为：贵港（81份）>来宾（26份）>南寧（23份）。药野叶瘟抗性材料分布较集中，绝大部分来自梧州（42份），其次是玉林（13份）。普野和药野的穗颈瘟抗性材料不仅数量少（分别为9和5份），且分布的地区也很窄，普野穗颈瘟抗性材料主要分布在贵港（6份），药野穗颈瘟抗性材料主要分布在玉林（3份）。

3讨论

本研究4个稻瘟病菌生理小种混合接种结果表明，从广西1587份普野和199份药野中分别鉴定出抗叶瘟材料188和73份，所占比例较高，与韦燕萍等（2009）的研究结果一致；从1553份普野和197份药野中分别鉴定出抗穗颈瘟材料9和5份，分别鉴定出兼抗叶瘟和穗颈瘟材料9和4份。本研究叶瘟调查分为9级，但不同的研究者对抗感级别分类存在分歧，韦燕萍等（2009）将0-5级归为抗病，7-9级为感病；唐清杰等（2010）、任月坤等（2015）将0-4级归为抗病，5-9级归为感病；而多数研究者将0-3级归为抗病，4-9级归为感病（李彬等，2014；颜群等，2014；朱亚军等，2016），因此，不同的调查方法会对抗感材料数量产生影响。

普野是杂合体，多代自交和多代抗虫鉴定可获得纯合的高抗材料（冯锐等，2012）。本研究鉴定的高抗稻瘟病材料也是从抗性等级较低的材料中自交套袋，通过多次鉴定分离出抗性等级更高的材料。植物垂直抗病性（Vertical resistance）具有特异性或专化性，即对某些生理小种免疫或高抗，但对另一些生理小种表现感病，因而不同的菌株接种产生的抗病等级会存在差异。因此，对于非抗病材料需进一步开展其他菌株接种试验，才能全面评价材料的抗病性并挖掘出更多的抗病材料。

4结论

广西野生稻抗叶瘟资源较丰富，但抗穗颈瘟或兼抗叶瘟、穗颈瘟的资源较匮乏，需开展进一步试验挖掘抗穗颈瘟或兼抗叶瘟、穗颈瘟的材料，以丰富育种资源，为水稻抗瘟育种提供更多的抗源材料。

（责任编辑麻小燕）