不同小麦品种(系)对禾谷孢囊线虫的抗性评价

李秀花，马 娟，高 波，王容燕，陈书龙

(河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心/农业部 华北北部作物有害生物综合治理重点实验室，河北保定 071000)

小麦孢囊线虫病是危害小麦、大麦和燕麦等禾谷类作物的重要线虫病害，病原种类多[1]，其中禾谷孢囊线虫(Heteroderaavenae)、菲利普孢囊线虫(H.filipjevi)和麦类孢囊线虫(H.latipons)分布广、危害重[2]。我国小麦孢囊线虫病的病原种类目前主要有两种，分别为禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫。禾谷孢囊线虫自1989年首次在湖北省天门县发现以来[3]，目前已遍及我国15个省市[4]，其危害呈逐年加重趋势，给小麦的安全生产造成巨大威胁。而菲利普孢囊线虫主要在河南和安徽等部分地区发生为害[5-6]。

防治小麦孢囊线虫病最经济、安全、有效的途径是种植抗病品种[7]，澳大利亚、瑞典和法国等在大麦、燕麦、小麦及其近缘种属中已筛选出一批对孢囊线虫不同致病型有抗性的种质资源，并成功用于抗病品种选育中[8-9]。我国针对孢囊线虫抗病品种的选育工作相对滞后，目前主要集中于抗病品种筛选上。李秀花等[10]通过接种方法测试了114份国外小麦品种(系)和42份国内小麦与燕麦品种的抗病性，从国外品种中筛选出15个高抗品种(系)，而国内所有参试品种均感病。郑经武等[11]对国内22个小麦栽培品种和来源于澳大利亚的25份麦类作物材料进行了抗病性鉴定，发现国内品种对H.avenae山西太谷群体均感病，而来自澳大利亚的材料大部分表现抗病。袁红霞等[12]通过室内盆栽接种和田间病圃鉴定了75个小麦品种对菲利普孢囊线虫河南许昌群体的抗性，发现14个品种抗病。刘炳良等[13]测试了40个小麦栽培品种对禾谷孢囊线虫的抗病性，发现35个品种为感病，2个为中抗，3个为高感。说明我国大部分小麦品种缺乏对该病原线虫的抗性。国际玉米与小麦改良中心(CIMMYT)具有丰富的抗孢囊线虫小麦种质资源。本课题组近年从该中心引进了一些新的品种资源。为明确其对本地线虫种群的抗性，拟对这些材料以及部分本地生产品种进行抗禾谷孢囊线虫鉴定，旨在为我国小麦抗孢囊线虫品种的选育与利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料及来源

供试小麦种质共70份，其中国外小麦品种(系)41份(22份冬小麦，19份春小麦)由国际玉米与小麦改良中心Julie Nicol博士惠赠；国内适用于本区域种植小麦品种29份，其中28份小麦生产品种和1份饲草用小麦品种，均购自市场。

1.2 禾谷孢囊线虫的采集和二龄幼虫的获得

于12月中旬在河北省安新县小麦孢囊线虫病重病田取回病土，采用漂浮法[14]进行分离，挑取孢囊，用无菌水冲洗5次，于15 ℃恒温孵化，每天收集孵化的二龄幼虫，洗涤并于4 ℃存放备用。经过形态和分子鉴定，该群体属于禾谷孢囊线 虫。接种用的二龄幼虫在4 ℃存放时间不超过 10 d。

1.3 不同小麦品种对禾谷孢囊线虫的抗性测定

1.3.1 室内测定

小麦种子经0.5%次氯酸钠消毒2～3 min，流水冲洗干净后，在25 ℃培养箱中催芽，待胚根长达2 cm时，分别播入含消毒土的小钵塑料管 (5 cm×20 cm)内；将小钵塑料管放于培养室，培养6 d后一次性接种[15]，每管扎4个小孔，每株接种1 000条二龄幼虫，平均接到4个孔内，接种后前7 d温度控制在16±1 ℃，然后将温度升至 18±2 ℃，每天光照12 h(日光色镝灯JLZ400D/F 400 W)，空气湿度55%～60%，常规管理。

在接种57 d后，小心清洗小麦植株根系，检查并记录根系上的白雌虫数，同时用漂浮法[14]分离土壤中的孢囊。统计单株形成的孢囊数量。依据Julie等[16]标准，以单株小麦根系孢囊数量≤5为高抗(HR)，5～10(<)为中抗(MR)，10～20(<)为中感(MS)，≥20为高感(HS)，每品种重复10株，以本地感病品种石新733为对照。

1.3.2 田间鉴定

参加田间抗病性鉴定的品种为国内28份小麦品种，以感病品种石新733为对照。试点位于河北省安新市老河头镇(N39.00°，E115.90°)，土壤为粘性壤土。该地多年种植小麦，夏秋季种植玉米，小麦孢囊线虫病发生严重。每品种小区面积为18 m2，重复3次，随机排列。播种日期为2017年10月8日，播种量为300 kg·hm-2，正常田间管理。于播种前，每小区按9点取样法用取样器采集0～20 cm土层土样，混匀后取200 mL土样用漂浮法分离土样中的孢囊数，并轻轻挤压孢囊计数其中的卵和幼虫数量，以确定土壤中孢囊线虫基数(Pi)。于2018年5月22日小麦扬花期，采用5点取样法，每小区用铁铲随机取样30株，保持根系完整，统计根系上和土壤中的白雌虫数量。分别依据Julie等[16]标准和Ireholm[17]标准进行抗性评价。Ireholm[17]标准为以单株小麦根系形成的孢囊数量≤3个为抗病(R)，反之为感病(S)。小麦收获后，测定土壤孢囊线虫密度(Pf)，以Soriano等[18]标准进行评价，Pf/Pi≤1个为抗病(R)，反之为感病(S)。

2 结果与分析

2.1 CIMMYT小麦资源对禾谷孢囊线虫保定群体的室内鉴定抗性

供试的41个CIMMYT小麦品种(系)根系均被小麦孢囊线虫侵染，并发育形成孢囊，对照石新733单株产生孢囊数量平均为34.7个，表现为高感。CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA(020615)、SOKOLL/SUNVALE两个品系单株产生孢囊数量≤2.5个，为高抗品系，而SPN/MADSEN/3/WA 7163 SISTER/SA 463-GBR//STEPHENS、SIALA、AUS4030.7/2*PASTOR、CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA(020616)、CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA/JANZ、AUS4930 6.5/PASTOR、GS50a/PASTOR 7个品系为中抗，另有21个品种(系)表现中感，其他11个品种(系)表现高感(表1)。

表1 国外小麦品种(系)对禾谷孢囊线虫保定群体的抗性(室内鉴定)Table 1 Resistance of wheat cultivars or lines from abroad to Heterodera avenae Baoding population in greenhouse test

HR：高抗；MR：中抗；MS：中感；HS：高感。依照Julie等[16]评价标准。WW：冬小麦；SW：春小麦。 下同。

HR:High resistance; MR:Moderate resistance; MS:Moderate susceptibility; HS:High susceptibility; Resistance evaluated by criteria of Julie[16]. WW:Winter wheat; SW:Spring wheat. The same below.

2.2 河北省栽培品种对禾谷孢囊线虫保定群体的室内鉴定抗性

室内鉴定结果表明，对照品种石新733单株产生孢囊数量平均为32.6个，表现为高感，其他参试的27个小麦生产品种和饲用小麦品种均表现高感。其中2个小麦品种津农6号、冀麦2号和冬牧70小黑麦产生的孢囊数量较低，平均每株根系孢囊数量在21.3～22.7个之间(表2)。

表2 国内冬小麦品种对禾谷孢囊线虫保定群体的抗性(室内鉴定)Table 2 Resistance of local wheat cultivars to Heterodera avenae Baoding population in greenhouse test

平均数：单株孢囊平均数。

Mean:Average of No. of cysts per plant.

2.3 国内小麦品种对禾谷孢囊线虫的田间病圃鉴定抗性

田间的抗病鉴定结果表明，采用不同的鉴定标准，其鉴定结果有一定差异。依据Julie等[16]评价标准，参试的29个品种中有11个品种表现感病，18个品种表现抗病，这和室内接种法测得结果差异较大。按照Ireholm[17]评价标准，均表现感病，与室内鉴定的结果一致；依据Soriano等[18]标准，供试的29个品种均表现感病，与室内鉴定的结果相同。

3 讨 论

3.1 禾谷孢囊线虫的致病力与小麦品种抗病性

不同孢囊线虫种群对同一小麦材料的致病力不同，CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA(020616)对H.avenae保定群体表现中抗，但对菲利普孢囊线虫河南许昌群体中感[12]；AUS 4030.7/2*PASTOR (30857) 对H.avenae保定群体表现中抗，但对菲利普孢囊线虫许昌群体高感[12]；GS50A、FRAME和 ALTAY 2000对H.avenae保定群体表现中感，但对菲利普孢囊线虫许昌群体高感[12]；CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA(020615)对H.avenae保定群体表现高抗，但对菲利普孢囊线虫许昌群体高感[12]，VL411R对H.avenae保定群体和菲利普孢囊线虫许昌群体均为高感；说明H.avenae保定群体和菲利普孢囊线虫许昌群体对不同品种的致病力存在较大差异，因此抗病品种的筛选与利用必须利用品种推广地的小麦孢囊线虫种类或群体进行测试。我国各地小麦孢囊线虫病的病原线虫种类和致病型存在显著差异[19-21]，这些国外种质资源材料对我国其他省份小麦孢囊线虫的群体抗性如何，均应进一步测定。

3.2 抗性标准

小麦种质资源对小麦孢囊线虫的抗性测定主要采用两种方法：一种是室内定量接种二龄幼虫，以单株白雌虫数评价品种抗感性，分别有Julie等[16]评价标准和Ireholm[17]评价标准；另一种是田间病圃测定，以Soriano等[18]的繁殖系数法评价品种抗性。室内与田间的测试环境具有较大差异，在室内测试中，温湿度条件均有利于线虫的迁移、侵染与发育，且室内盆栽中接种的线虫龄期一致且线虫接近侵染靶标，导致最后形成的单株孢囊数量高于田间。在自然环境条件下，田间孢囊线虫孵化时间不一致，侵染时期延长，其侵染与发育受田间土壤温湿度变化的影响较大，导致形成的孢囊数量较低。在田间测试中，以繁殖系数Pf/Pi值评价品种抗感性，能充分体现田间的实际情况。因此建议在室内测试采用Julie等[16]评价标准，也是国内外采用最多的方法。在田间则采用Soriano等[18]的繁殖系数法更为适宜。在小麦扬花期调查采用Ireholm[17]标准和收获前后采用Soriano等[18]的繁殖系数法鉴定结果较一致，所以在小麦扬花期调查单株白雌虫数采用Ireholm[17]标准比采用Julie等[16]的标准更适合田间鉴定。

表3 本地栽培小麦品种对禾谷孢囊线虫的田间抗性Table 3 Resistance of local wheat cultivars to H.avenae in the field experiments

A：Julie等[16]评价标准；B：Ireholm[17]评价标准；C:Soriano等[18]评价标准。R：抗病；S：感病。线虫密度：指平均每毫升土壤里含有的禾谷孢囊线虫卵和二龄幼虫的数量。A:Evaluated by criteria of Julie[16]; B:Evaluated by criteria of Ireholm[17]; C:Evaluated by criteria of Soriano[18]. R:Resistance; S:Susceptibility. Population density:The average number of eggs and second stage juveniles per milliliter of soil.

3.3 抗性品种的利用

河北省生产上推广的27份小麦栽培品种和1份牧草小麦品种(冬牧70小黑麦)均表现高感，说明我国抗小麦孢囊线虫品种匮乏，该结论和前人的研究结果一致[10-13]。今后小麦育种工作者应加强对小麦孢囊线虫的抗病育种工作。小麦品种津农6号、冀麦2号形成的孢囊数较低。建议在生产上缺乏适宜抗病品种的情况下，可采用产生孢囊数较低且耐病性较高的小麦品种以减轻孢囊线虫对小麦生产造成的损失。