籼稻泸恢317对二(三)化螟及南方水稻黑条矮缩病田间抗性的初步观察

谢 戎,李永洪,黄芝栋

(1.四川省农业科学院 水稻高粱研究所/农业农村部 西南水稻生物学与遗传育种重点实验室,四川 德阳 618000;2.农业农村部 西南作物有害生物综合治理重点实验室,四川 成都 610066;3.四川省叙永县植保植检站,四川 叙永 646400)

0 引言

水稻是我国主要的粮食作物之一,对保障我国粮食安全具有重要意义。而二化螟[Chilosuppressalis(Walker)]和三化螟[Tryporyzaincertulas(Walker)]是为害水稻生长的2种主要钻蛀性害虫。据统计,2000～2010年我国因虫害年均遭受的稻谷损失为291.35万t[1];在2006～2015年10年间,仅由二化螟造成的水稻实际产量损失占比年均达14.34%[2],可见螟虫是造成水稻产量损失的重要害虫之一。在本世纪初,在我国广东阳西县首先发现了南方水稻黑条矮缩病(Southern rice black stripe dwarf disease),这是一种由白背飞虱[Sogatellafurcifera(Horvath)]传播南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black stripe dwarf virus, SRBSDV)而引起的水稻病毒病,2010年南方稻区受害水稻面积达130万hm2,目前该病已成为南方稻区水稻的主要病害之一[3-5]。种植抗(耐)病虫品种是绿色防控二(三)化螟、南方水稻黑条矮缩病的基础。已有研究表明,不同水稻品种对二(三)化螟及南方水稻黑条矮缩病的抗性存在明显差异,说明在水稻中存在中抗二(三)化螟和抗南方水稻黑条矮缩病的抗源材料[6-11]。以往仅研究了不同水稻品种对一种害虫或一种病害的抗感表现,而水稻从播种到收获会受到多种病虫为害,生产上更需要对多种害虫和病害具有抗(耐)性的多抗品种[12]。选育多抗品种的基础是挖掘或创制多抗抗源。多年研究发现,籼稻A232对螟虫具有多抗性,中抗二化螟及三化螟[13-15],对稻纵卷叶螟[Cnaphalocrocismedinalis(Guenée)]和稻显纹纵卷叶螟[Cnaphalocrocisexigua(Buther)]也具有耐害性(另文发表)。四川省农科院水稻高粱所将A232的多抗性导入四川水稻恢复系内恢9914的遗传背景中,培育出农艺性状优于A232的新恢复系泸恢317。本研究观察和评价了泸恢317对二(三)化螟及南方水稻黑条矮缩病的田间抗性表现,以期为水稻多抗性育种提供新材料。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为新恢复系泸恢317,A232为抗虫亲本,F77为感虫对照,均来自四川省农科院水稻高粱研究所。泸恢317是以四川的骨干恢复系内恢9914为母本,与抗虫种质父本A232杂交选育的后代,现为F11代。F77为抗稻瘟病优质恢复系,经多年在海南及四川观察鉴定,其高感水稻二(三)化螟、稻纵卷叶螟及南方水稻黑条矮缩病。

1.2 试验方法

1.2.1 二化螟为害田间试验 于2017年分别在四川省泸县福集镇水竹林村、叙永县水尾镇钢铁村及叙永镇红岩坝村3个地点进行田间试验。田间试验采用大区对比排列,不设重复,大区面积为220～250 m2(各点田块大小略有差异),在供试材料大区间留0.5 m的走道。在水竹林村及钢铁村试验田四周相邻田块种植感虫对照F77,以增加试验田的田间虫量。泸县点于3月10日播种,叙永点为3月20日播种。前作为冬水田。栽培规格均为23.1 cm× 26.4 cm,单本植。在整个试验期间不施用杀虫剂,进行正常的肥、水管理。

1.2.2 三化螟为害田间试验 试验分别于2014年和2016年在海南省陵水县英州镇四川省农业科学院南繁基地进行,2年的试验田块及方法一致。田间采用随机区组排列,4次重复,小区面积为66.7 m2,小区每行10窝,小区间留35 cm走道。栽插规格16.5 cm× 23.1 cm,单本植,于3月25日播种。在试验田四周相邻田块种植感虫对照F77。秧苗移栽前防治飞虱(施用70%吡虫啉WG,用量45 g/hm2)；在栽秧后田间不再施用杀虫剂；进行正常肥、水管理。

1.2.3 南方水稻黑条矮缩病为害田间试验 试验田与三化螟为害试验田相隔50 m,田间采用随机区组排列,3次重复,小区面积为66.7 m2,小区每行5窝,小区间留35 cm走道,栽插规格16.5 cm× 23.1 cm,单本植,于3月25日播种。在整个试验期间不施用防治飞虱的农药。进行正常肥、水管理。

1.3 调查方法

1.3.1 二(三)化螟为害调查方法及标准 在分蘖盛期每小区按对角线分4点调查枯鞘率及枯心率,每点连续调查50株,即每区调查200株左右(鼠害株、矮缩株不计),记载枯鞘蘖数,计算枯鞘率;记载总蘖数(未达3片叶的分蘖不计)及枯心数,计算枯心率及枯心指数。根据枯鞘率及枯心率计算为害率及为害指数。2016年海南供试材料在灌浆期调查白穗率(含虫伤穗)。50株均值为每点观察值,4点均值为小区观察值,重复间均值为材料观察值。相关计算公式如下：

枯鞘率(%)=枯鞘数/调查总蘖数×100;

枯心率(%)=枯心数/调查总蘖数×100;

枯心指数(%)=被测试材料的枯心率/感虫对照的枯心率×100;

白穗率(%)=白穗数/调查总穗数×100;

为害率(%)=枯鞘率(%)+枯心率(%);

为害指数(%)=被测试材料的为害率/感虫对照的为害率×100。

水稻对二(三)化螟的抗性分级标准[16]:0级，高抗,为害指数(枯心指数)为0%;1级，抗,为害指数(枯心指数)≤20%;3级，中抗,为害指数(枯心指数)20.1%～40%;5级，耐虫,为害指数(枯心指数)40.1%～60.0%;7级,感虫,为害指数(枯心指数)60.1%～80.0%;9级,高感,为害指数(枯心指数)≥80.1%。

1.3.2 南方水稻黑条矮缩病为害调查方法及标准 在分蘖盛期、孕穗期、抽穗期分3次调查,每区按对角线调查3点,每点调查55株(鼠害株不计),即每区调查165株左右;55株均值为每点观察值,3点均值为小区观察值,3次重复均值为材料观察值。按南方水稻黑条矮缩病不同时期典型病株标准,分0、1、3、5、7、9级记载各级病株数,计算病情指数[10]。

病株率(%)=(分蘖盛期病株数+孕穗期病株数+抽穗期病株数)/调查总株数×100；

病情指数(%)=∑(各级病株数×各级代表值)/(调查总株数×最高病级代表值)×100。

南方水稻黑条矮缩病病情严重度分级标准[9]:0级，正常株;1级，矮缩较轻,株高不低于健株株高的3/4;3级，矮缩明显,株高为健株的2/3～3/4;5级，矮缩显著,株高为健株的1/2～2/3;7级，矮缩严重,株高不及健株的1/3～1/2,枯死叶片数在总叶片数的1/2以内;9级，矮缩极严重,株高不及健株的1/3,枯死叶片数在总叶片数的1/2以上。

水稻对南方水稻黑条矮缩病的抗性评价标准:0级，高抗,病指为0%;1级，抗,病指≤10%;2级，中抗,病指10.1%～20.0%;3级,中感,病指20.1%～30.0%;4级,感病,病指30.1%～40.0%;5级,高感,病指≥40.1%。

1.4 分析方法

用SPSS 17.0对泸恢317、A232及F77的各指标进行t测验，比较差异显著性。

2 结果与分析

2.1 泸恢317对二化螟的田间抗性表现

2017年6月在四川泸县福集镇水竹林村、叙永县水尾镇钢铁村及叙永镇红岩坝村3个地点观察了泸恢317对二化螟的田间抗感反应。表1显示：泸恢317在田间枯鞘率的变幅为7.2%～13.8%,枯心率变幅为1.1%～10.9%；感虫对照F77的田间枯鞘率和枯心率变幅分别为13.5%～46.1%及7.9%～19.5%；各试点泸恢317的枯鞘率及枯心率均极显著低于对照F77(P<0.01),而与A232差异不显著(P>0.05)。泸恢317在3个试点的为害率分别为24.7%、19.8%及8.3%,而对照F77的分别为65.7%、54.9%及21.4%,泸恢317在各试点的为害率均极显著低于对照F77的,而与A232差异不显著。此外,泸恢317的为害指数在3个试点均小于40%(变幅为36.1%～38.8%),与抗虫亲本A232相当。上述结果表明,泸恢317对二化螟具有一定的田间抗性,且达中抗水平。从表1还可以看出,供试材料在红岩坝村的枯鞘率、枯心率及为害率均低于在水竹林村和钢铁村的,这可能与在红岩坝村试验田的相邻田块未种植感虫对照有关。

表1 二化螟对泸恢317的田间为害率及为害指数

2.2 泸恢317对三化螟的田间抗性表现

2014年及2016年6月在海南陵水县英州镇的田间观察结果表明，2014年三化螟为害程度比2016年略重。从表2可以看出：2014年泸恢317受三化螟为害后的枯心率为28.9%,略高于A232的(23.1%),但显著低于感虫对照F77的(72.8%);2016年3个材料的枯心率分别为16.4%、12.9%及55.1%,与2014年的趋势基本一致；泸恢317两年的枯心率均值分别比感虫对照F77低43.9和38.7个百分点。t测验结果表明,泸恢317的枯心率与A232的差异不显著,而与F77差异达1%显著水平。表2还显示,泸恢317两年的枯心指数分别为39.7%和29.8%,与A232的35.6%和23.8%相当,均低于40%，达中抗水平。2016年在灌浆期还调查了3个供试材料的白穗率,结果发现泸恢317的白穗率与A232差异不显著,而与F77差异达1%显著水平(表2)。在海南2年的观察结果说明泸恢317对三化螟具有一定的田间抗性,其抗性水平与抗虫亲本A232相当。

表2 泸恢317在海南受三化螟为害的田间枯心率、枯心指数及白穗率

2.3 泸恢317对南方水稻黑条矮缩病的田间抗性表现

2016年在海南还观察了泸恢317对南方水稻黑条矮缩病的抗性表现,从图1可见,泸恢317的病株率为9.3%,极显著低于对照F77的(45.3%)(P<0.01);前者的病情指数为6.3%,也极显著低于后者的(43.1%)。按照该病抗性分级标准,泸恢317的抗级为1级,表现为抗南方水稻黑条矮缩病;而F77的抗级为5级,达高感水平。

图1 泸恢317受南方水稻黑条矮缩病为害的病株率及病情指数

3 讨论

通过田间自然诱发病(虫)来鉴定作物品种的抗感反应,被鉴定材料从苗期到成株期会受到同一病(虫)多代的连续为害。建立田间自然诱发病圃(虫害鉴定圃)操作简便,可以在一个生长季节考察大量育种材料的抗性表现。但是,鉴定圃田间病原菌数量或虫源数量对鉴定结果的准确性、可靠性及重演性影响很大,若病原菌(虫源)数量少则发病(为害)轻,其鉴定结果的准确性及可靠性差。因此,选择适合的鉴定地点十分关键。二化螟及三化螟在我国不同稻区的分布因种植方式、品种构成及生态条件差异而有明显不同[17-20],如四川稻区以二化螟为害为主[21],海南等稻区则以三化螟为害为主[22]。南方水稻黑条矮缩病主要发生在白背飞虱为害稻区[3-5]。本试验选择在四川泸县、叙永对泸恢317的二化螟抗性进行鉴定,在海南陵水县对其三化螟及南方水稻黑条矮缩病抗性进行观察评价,结果表明,泸恢317对二化螟及三化螟的抗性达中抗水平,对南方水稻黑条矮缩病的抗性达抗级水平。在本试验中,抗性亲本A232及感虫亲本F77对二(三)化螟的抗感反应与前期的研究结果[13-15]一致。感虫亲本F77受二化螟为害后的最大为害率为65.6%,受三化螟为害后的最大枯心率为72.8%,受南方黑条矮缩病为害后的病情指数为43.1%(见表1、表2、图1),说明本试验对泸恢317的抗性鉴定结果可靠。将同一品种(材料)在不同病、虫害的重发区进行试验,是快速确定其多抗性表现的重要方法之一。据已有研究报道[6-8,12-15,23,24],尚未发现对二(三)化螟具有高抗水平的水稻抗源材料；而A232及泸恢317具有内源抗虫基因[25,26],对二(三)化螟的抗性仅达中抗水平,是一种耐虫表现,对螟虫的防效不及Bt转基因水稻[27-29],但在目前转基因抗虫水稻的安全性尚存争议的情况下,利用水稻内源抗虫基因培育抗(耐)虫品种并结合现有的绿色防控措施,是当前控制螟虫为害的有效途径。

4 结论

通过2014年及2016年在海南陵水县英州镇，以及2017年在四川泸县福集镇水竹林村、叙永县水尾镇钢铁村及叙永镇红岩坝村的田间鉴定,抗螟虫种质A232的后代泸恢317中抗二化螟及三化螟,抗南方水稻黑条矮缩病,可作为多抗抗源加以利用。