黄淮南片麦区主栽小麦品种对赤霉病抗性分析

张彬 李金秀 王震 袁清川 李金榜

摘要 为明确黄淮南片麦区主栽小麦品种对赤霉病的抗性水平。采用人工接种鉴定的方法对黄淮南片的河南、安徽、陕西和江苏四省的65份主栽小麦品种进行赤霉病抗性鉴定，经土表接种抗侵染型鉴定，中抗品种有‘徐农0029、‘西农511和‘保麦6号，中感品种有‘徐麦31、‘瑞华520和‘西农3517等18份，高感品种44份；经单花滴注接种抗扩展型鉴定，中抗品种为‘西农511，中感品种有‘烟5158、‘西农889、‘西农2000等14份，高感品种50份。由此可见，黄淮南片麦区主栽小麦品种对赤霉病抗性普遍较差，建议根据各地赤霉病发生程度，选择适宜抗性指标，结合现代育种技术，逐步提高主栽小麦品种的抗性水平。

关键词 小麦品种； 赤霉病； 抗性； 黄淮南片

中图分类号： S 435.121.45

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2017271

Abstract To determine the resistance of major wheat cultivars to wheat scab in the south of Huang-Huai wheat zone， 65 varieties were identified by artificial inoculation from Henan， Anhui， Shaanxi and Jiangsu Provinces. The results of field inoculation for resistance to initial infection showed that ‘Xunong0029， ‘Xinong511 and ‘Baomai6 were medium resistant， 18 varieties like ‘Xumai31， ‘Ruihua520， ‘Xinong3517 etc. were medium susceptible， and 44 varieties were highly susceptible. The results of single spike inoculation for resistance to the spread of wheat scab within the spike showed that ‘Xinong511 was medium resistant， 14 varieties like ‘Yan5158， ‘Xinong889， ‘Xinong2000 etc. were medium susceptible，and 50 varieties were highly susceptible. Therefore， most of major wheat cultivars were susceptible to wheat scab. Wheat varieties resistant to scab should be identified and selected according to occurrence level of wheat scab. Also， modern biological technology should be used in wheat scab resistant breeding.

Key words wheat cultivar； scab； resistance； south of Huang-Huai

小麥赤霉病是由禾谷镰刀菌Fusarium graminearum Schwabe侵染引起的一种病害，在世界温暖潮湿和半潮湿地区广泛发生[1]。在大流行年份，病穗率达50%～100%，产量损失20%～40%，甚至绝收；中度流行年份，病穗率30%～50%，产量损失5%～15%[2]。赤霉病不仅造成产量大幅下降，而且由于病粒中含有DON（脱氧雪腐镰刀菌烯醇）为主的真菌毒素，会造成人畜中毒，从而丧失应用价值[3]。近年来，随着全球气候变暖以及耕作制度的变化，小麦赤霉病的发病区域呈扩大趋势。在我国，赤霉病已经由温暖湿润的长江中下游麦区向小麦主产区黄淮南片扩展[4]。特别是2016年，河南赤霉病大发生，减产严重，严重威胁着国家粮食安全[5]。目前黄淮南片麦区主栽小麦品种赤霉病抗性水平尚未明确，Schroeder等[6]将小麦对赤霉病菌的抗性分为两种：阻止病菌（初期3～5 d）侵入麦穗称为抗侵染；抑制病菌侵入后在小穗间的扩展称为抗扩展。为此，笔者通过土表接种和单花滴注接种两种方法对河南、陕西、安徽与江苏四省的大面积主栽品种进行赤霉病抗侵染和抗扩展能力鉴定，以期找到抗病性较好的小麦品种，为生产上大面积推广提供依据，并为小麦育种单位提供赤霉病抗原材料，为选育抗赤霉病小麦新品种打下基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小麦品种：各试验材料均由河南省农业科学院小麦研究所分子育种课题组提供，其中，河南省主栽品种24份，安徽省主栽品种18份，陕西省主栽品种10份，江苏省主栽品种13份。选用赤霉病不同抗性水平的‘苏麦3号、‘郑麦9023、‘郑麦0943、‘周麦18分别作为高抗、中抗、中感、高感对照指示品种[4，79]。

供试菌株：供试小麦赤霉病菌由河南省农业科学院植物保护研究所小麦病害课题组提供，含有3个黄淮麦区赤霉病强致病力菌株和1个长江中下游麦区赤霉病强致病力菌株的混合菌种。

1.2 鉴定方法

供试材料种植于南阳市农业科学院具有保湿功能的赤霉病抗性鉴定圃，于2016年10月19日进行播种，每份材料播种2行，行长1.5 m，行距20 cm；每隔25个试验材料，种植对照品种‘苏麦3号、‘郑麦9023、‘郑麦0943、‘周麦18。试验地肥力均一。

土表接种：将活化的小麦赤霉菌接入灭菌后的玉米粒培养基中，25℃培养至玉米粒表面长满菌丝。小麦抽穗前分两次（3月23日和4月1日）将带病玉米粒均匀撒于鉴定圃，每次接种量为2 kg/667 m2，接种后喷雾保湿，每天2～4次，每次喷雾3～5 min，增大空气湿度，使麦穗和叶片有水，地表无积水，在小麦灌浆期，每份材料随机抽取10个麦穗，记录发病情况。

单花滴注接种：绿豆放入沸水中煮10 min左右，然后双层纱布过滤，最后将滤液分装、灭菌，然后振荡培养分生孢子，3 d后进行镜检计数，最后将孢子悬浮液浓度稀释为105个/mL。在小麦扬花初期，将20 μL孢子悬浮液注入麦穗中部的一个小花内，并对接种穗进行标记，每份材料接种20穗，穗部接种后，喷雾保湿，每天2～4次，每次喷雾3～5 min，增大空气湿度，使麦穗和叶片有水，地表无积水，在小麦灌浆期，对接种的麦穗进行病情调查。

1.3 数据分析

在小麦灌浆期，参考《小麦抗病虫性评价技术规范：小麦抗赤霉病评价技术规范》（NY/T 1443.4-2007）对各试验材料进行抗赤霉病调查；土表接种，依据病穗等级，计算病情指数进行划分；单花滴注接种，依据病穗的发病等级，计算平均严重度进行划分（表1）。抗性评价以对照指示品种为基准，划分为免疫（I）、高抗（HR）、中抗（MR）、中感（MS）、高感（HS）品种（表2）。

（1） 病穗率=感病穗数/总调查穗数×100%；

（2） 病情指數（DI）=∑（各病级穗数×相应病级数）/（总调查穗数×最高病级数）×100；

（3） 平均严重度（S）=∑（各病级穗数×相应病级数）/总调查穗数。

2 结果与分析

2.1 黄淮南片主栽培品种对赤霉病的抗性

由试验调查结果（表3）可知，采用土表接种，65份试验材料中没有对赤霉菌侵染免疫或高抗的品种。其中，中抗品种3个，分别为‘徐农0029、‘西农511和‘保麦6号；中感品种18个，分别为‘徐麦31、‘瑞华520、‘西农3517、‘皖麦52、‘扬麦15、‘西农979、‘淮麦36、‘平安8号、‘良星66、‘烟农19、‘西农889、‘西农2000、‘江麦919、‘淮麦33、‘山农20、‘郑麦101、‘西农509和‘连麦8号；高感品种为‘丰德存麦1号、‘烟5158和‘淮麦28等44个品种。

由试验调查结果（表4）可知，采用单花滴注接种，65份试验材料中没有能够抑制赤霉病菌侵染后扩展的品种。其中，中抗品种1个，为‘西农511；中感品种14个，为‘烟5158、‘西农889、‘西农2000、‘淮麦28、‘徐农0029、‘西农3517、‘江麦816、‘西农538、‘郑麦101、‘百农207、‘皖麦50、‘西农509、‘江麦919和‘徐麦31；高感品种为‘皖麦52、‘西农979和‘瑞华520等50个品种。

以上结果表明，黄淮南片主栽小麦品种对赤霉病抗性水平相对较低；采用土表接种和单花滴注接种两种鉴定方法，鉴定结果有差异，表明同一品种对赤霉病菌的抗侵染能力和抗扩展能力有差异，这是因为赤霉病的发展分为两个阶段，病菌从侵染小穗扩展到穗轴，然后通过穗轴扩展，是不同的微效基因在不同阶段控制抗性[10]。因此，在赤霉病抗性育种的过程中，应综合抗赤霉病菌侵染和抗赤霉病扩展两种抗性品种的选择利用。

2.2 黄淮南片各省抗赤霉病品种数量比例

采用土表接种，抗侵染型品种鉴定结果表明（图1），河南的中感和高感品种分别有4份和20份，占河南主栽品种的16.7%和83.3%；安徽的中抗、中感和高感品种分别有1份、4份和13份，占安徽主栽品种的5.6%、22.2%和72.2%；陕西的中抗、中感和高感品种分别有1分、5份和4份，占陕西主栽品种的10%、50%和40%；江苏的中抗、中感和高感品种分别有1份、5份和7份，占江苏主栽品种的7.7%、38.5%和53.8%。

采用单花滴注接种，抗扩展型品种鉴定结果表明（图2），河南的中感和高感品种分别有2份和22份，占河南主栽品种的8.3%和91.7%；安徽的中感和高感品种分别有5份和13份，占安徽主栽品种的27.8%和72.2%；陕西的中抗、中感和高感品种分别有1份、5份和4份，占陕西主栽品种的10%、50%和40%；江苏的中感和高感品种分别有2份和11份，占江苏主栽品种的15.4%和84.6%。

以上结果说明，黄淮南片的河南、安徽、陕西和江苏四省均缺少赤霉病免疫或高抗的小麦品种，各省主栽小麦品种多数是高感品种，中抗和中感品种相对较少。

3 讨论

小麦对赤霉病的抗性表现十分复杂，Schroeder等[6]在1963年就提出将小麦对赤霉病的抗性分为抗侵染型和抗扩展型。Miller等[11]发现抗病品种能够促使DON降解或阻止其合成，又提出小麦对赤霉病的抗性有第3种，即抗DON积累品种；并且陈怀谷等[3]发现，小麦对赤霉病的抗性与小麦体内的DON含量呈显著的相关性。而小麦对赤霉病的抗性鉴定，通常以撒病玉米粒或向麦穗上喷孢子悬浮液的方法进行抗侵染型鉴定，以单花滴注的方法进行抗扩展型鉴定[12]。但小麦赤霉病抗性遗传具有数量性状遗传的特点，以加性效应为主，遗传力偏低，鉴定结果易受环境影响，导致小麦赤霉病抗性鉴定结果年度间和地区间存在差异，从而不利于抗病后代的筛选[1213]。有学者对湖北及黄淮南片的主栽小麦品种进行赤霉病抗性鉴定，结果显示感病品种占绝对多数[45，78]，这与本试验研究结果一致。目前，仅从‘苏麦3号、‘望水白、‘大赖草等小麦及其近缘属中鉴定出6个主效抗性基因，其中Fhb1、Fhb2和Fhblop属于抗扩展型，Fhb3、Fhb4和Fhb5属于抗侵染型，没发现同一基因兼有2种抗性类型的报道[14]。

培育并大面积推广赤霉病抗性品种是防治赤霉病的根本途径，但由于小麦对赤霉病抗性表现形式的多样性和遗传方式的复杂性，致使赤霉病抗性育种还没取得突破性进展。‘苏麦3号是全世界赤霉病抗性最强的小麦品种，被国内外育种家作为赤霉病抗源材料广泛利用，因此抗赤霉病育种存在抗源单一的问题[15]；同时，利用‘苏麦3号作为亲本选育的抗赤霉病小麦品种还存在着抗性效果差、高产和高抗难结合等多种问题[16]。因此，应进一步加强抗赤霉病种质资源的筛选，利用现代育种技术强化抗赤霉病新品种的选育工作。但在目前缺乏赤霉病高抗或免疫抗源的前提下，育种过程中应淘汰高感品种，保留有一定抗性的品种，以提高小麦的整体抗性水平，降低赤霉病引起的损失。

参考文献

[1] 程顺和，张勇，别同德，等. 中国小麦赤霉病的危害及抗性遗传改良[J]. 江苏农业学报，2012，28（5）：938942.

[2] 姚金保，陆维中. 中国小麦抗赤霉病育种研究进展[J]. 江苏农业学报，2000，16（4）：242248.

[3] 陈怀谷，蔡志祥，陈飞，等.不同小麦品种抗赤霉病性类型和抗毒素积累能力分析[J]. 植物保护学报，2007，34（1）：3236.

[4] 朱展望，杨立军，佟汉文，等.湖北省小麦品种（系）的赤霉病抗性分析[J]. 麦类作物学报，2014，34（1）：137142.

[5] 黄杰，乔冀良，张振勇，等.河南省小麦品种对赤霉病的抗性分析[J]. 安徽农业科学，2017，45（8）：31，52.

[6] SCHROEDER H W，CHRISTENSEN J J. Factors affecting resistance of wheat to scab caused by Gibberella zeae （Schw.） Petch.[J]. Phytopathology，1963，53（7）：831838.

[7] 徐丽媛，丁克坚，刘家成. 安徽省主栽小麦品种对赤霉病的抗性分析[J]. 安徽农业科学，2012，40（13）：77187719.