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四川省16个小麦品种田间抗条锈病评价

2020-09-22蒋欣东康晓慧李杰

江苏农业科学 2020年15期
关键词:相关性分析条锈病聚类分析

蒋欣东 康晓慧 李杰

摘要:选用2008—2018年四川省农作物品种审定的16个小麦品种,在绵阳通过田间自然诱发,评价小麦抗条锈性,意在选择较抗条锈病小麦品种,为四川小麦生产降低条锈病的发生提供理论依据,同时为小麦育种提供优良的种质资源。对小麦几个生育期进行综合分析,结果显示,川育26、川麦59、川麦67、绵麦51、川育23、西科麦9、绵麦112表现为中抗,绵麦367表现为中感,其他品种均表现为高抗。不同生育期小麦的抗条锈性表现不一致,部分小麦品种的反应型、普遍率、严重度、病情指数存在差异性,且各抗性组分间存在显著相关性。结果表明,川育26、川麦67、川育23、绵麦112、绵麦367抗条锈性减弱,且绵麦367出现感病,已不适合于该地区,其他品种依旧表现出较好抗条锈性,同时生产上及时防治条锈病才能减缓病情加重、减少产量损失。

关键词:小麦;条锈病;抗条锈性;生育期;相关性分析;聚类分析;四川省

中图分类号: S435.121.4+2  文献标志码: A  文章编号:1002-1302(2020)15-0144-04

小麦是我国三大粮食作物之一,小麦条锈病一直是小麦生产关注的重点,小麦条锈病是由小麦转化型条形柄锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritic)引起的,具有长期性、暴发性、流行性和变异性等特点,是一种活体寄生、可通过气流传播的小麦病害。小麦条锈病对于小麦生产能造成毁灭性的伤害,在小麦条锈病流行年份可导致小麦减产40%以上,甚至绝收,是严重威胁小麦生产的因素之一[1-3]。中国是小麦条锈病发生面积最大、危害损失最重的国家之一,其发生流行规律复杂多变,自成独立的流行体系[4]。在小麦条锈病防治上,栽培抗性品种是目前最经济、最有效的方式,是绿色生产最主要的措施之一[5]。但由于小麦条锈菌的变异,使得小麦品种在连续多年种植后出现了品种抗病性逐年衰退,甚至丧失抗病性[6]。近年来,条锈病菌新致病类型G22中的CYR32、CYR33和CYR34在四川省以及全国都频繁出现[7]。对于近年来我国主要的流行小种CYR32、CYR33,小麦抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr18、Yr26等都对其产生较好的抗性[8]。2009年首次在四川省仪陇县的小麦品种川麦42上检测到G22-9致病类型,G22-9对Yr10、Yr26具有联合毒性,导致大部分抗锈性材料抗条锈性丧失[9]。该G22-9致病类型在2016年命名为CYR34,其出现频率高于CYR32、CYR33,分布范围广、流行频率高[10]。四川省作為小麦条锈菌菌源区,条锈菌通过气流可传播到长江中下游部分麦区,因此小麦抗条锈病品种的选育对四川地区条锈病的控制起着关键性作用。本研究选择川麦58等在2008—2018年四川省农作物品种审定的16个小麦品种,对其进行田间抗条锈性评价分析,意在选择较抗条锈病小麦品种,为四川省小麦生产降低条锈病的发生提供理论依据,同时为小麦育种提供优良的种质资源。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料川麦58、川麦59、川麦67、川农29、川农30、川育23、川育24、川育26、绵麦51、绵麦112、绵麦367、绵麦1501、西科麦7、西科麦8、西科麦9、西科麦10计16个小麦品种,种质材料来源于西南科技大学小麦研究所、绵阳市农业科学研究院、绵阳市龙门农贸批发市场。

1.2 试验设计

试验地在四川省江油市青莲镇邀月村(31°41′1.79″N,104°39′35.36″E),位于涪江中上游地带,该地前茬作物为水稻,肥力中等,为我国条锈菌冬季繁殖区域,周围地势开阔,有利于小麦条锈菌传播,能更好地反映品种间的抗性差异。

试验于2018年11月8日人工条播,各小麦品种播种2行,行长1 m,行距0.3 m,重复3次,共种植3列,并在每列两侧种植高感品种铭贤169,作为自然诱发行。施525 kg/hm2复合肥为底肥,小麦生长季节不施任何药剂,保证小麦正常感病。

1.3 调查方法

调查时间从2018年12月8日开始,调查方法采用5点取样法,每点调查20张小麦叶片,每7 d调查1次,普遍率是小麦条锈病叶片数占所调查叶片总数的比例;严重度是指小麦叶片上的条锈病孢子发生面积在叶片总面积上所占的比例,以分级表示,分为8个等级,分别为1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%[11-12]。

普遍率=(发病小麦叶片数/小麦叶片调查总数)×100%;

平均严重度=∑(调查叶片严重度/小麦叶片调查总数)×100;

病情指数=平均严重度×普遍率×100%。

反应型记载方法[13]见表1。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种抗性评价结果

16个小麦品种在田间进行条绣病抗性鉴定,结果见表2、表3。分析表明,不同小麦品种抗性组分数据上存在差异。总体来看,大部分品种病害在灌浆期达到最大,从抽穗期—灌浆期—灌浆后期呈现先上升后下降的趋势,绵麦367严重度和病情指数下降快,原因是到灌浆后期病害严重,并形成冬孢子终造成叶片枯萎,从而导致数据较低。川麦58、川农29、川农30、川育24、绵麦1501、西科麦7、西科麦8、西科麦10等从各方面数据来看都较其他品种较低,表现出比较高的抗条锈性。绵麦367病情指数、反应型、普遍率都显著高于其他品种,表现了较高的感病性。川麦59、川麦67、川育23、川育26、绵麦51、绵麦112、西科麦9抗病性相对居中。绵麦1501、西科麦7在抽穗期出现少量病害,在抽穗期后表现出自身抗性,条锈病发生相对减缓。西科麦9、绵麦112、绵麦51在前期表现出较强的抗病性,但到后期适合条锈病传播发展时,其抗锈性较差,条锈病发生相对较重。川育24、西科麦7、西科麦10、绵麦1501整个时期都表现出较强的抗锈性。从表2、表3可以看出,除绵麦367之外,大部分品种抽穗期条锈病发生轻。

2.2 不同小麦品种条锈病抗性组分相关性分析

从表4可以看出,通过对抗性组分相关分析发现,4个抗性组分指标均表现极显著正相关。普遍率与严重度相关系数为0.687,两相关性较低,说明普遍率高,其严重度不一定高。反应型与普遍率、严重度、病情指数相关系数分别为0.926、0.895、0.982,其表现为极显著正相关。结果表明,一般情况下反应型越高,其普遍率、严重度、病情指数也会相对升高。严重度、普遍率与病情指数相关系数为0.874、0.939,表明严重度、普遍率都与病情指数存在很大关系。

2.3 不同小麦品种条锈病聚类分析

将普遍率、严重度、反应型、病情指数4个指标进行聚类分析,结果见图1。通过上述结果综合分析,将16个小麦品种分为3类:(1)高抗型品种。主要包括川麦58、川农29、川农30、川育24、绵麦1501、西科麦7、西科麦8、西科麦10,此类品种病情指数在0.0039~0.4989,普遍较低,反应型在0.6~1.1之间。川农30、川育24、绵麦1501、西科麦7、西科麦8、西科麦10普遍率低于10%,特别是川育24、西科麦7这2个品种整个生育期各抗性组分表现普遍偏低,接近于近免疫型品种,具有较高抗锈性的种质资源。(2)中抗型品种。主要包括川育26、川麦67、绵麦51、川麦59、川育23、西科麦9、绵麦112,该类品种病叶率在反应型在1.4~2.1之间,病情指数在1.477 3~3.931 4之间。(3)中感型品种。中感小麦品种为绵麦367,其普遍率平均达到了56.88%,整个生育时期绵麦367抗性评价反应型达到了3以上。

3 结论与讨论

绵阳江油地区位于四川盆地西北部,病原菌多样性高,且发生频繁,是小麦条锈易发区,因此小麦品种抗性鉴定结果具有一定的可信性。2018—2019年田间小麦品种抗锈性评价综合分析结果显示,川麦58、川农29、川农30、川育24、绵麦1501、西科麦7、西科麦8、西科麦10等8个品种为高抗品种;川育26、川麦59、川麦67、绵麦51、川育23、西科麦9、绵麦112等7个品种为中抗品种;绵麦367为中感品种。在苗期阶段均未发现条锈病,而在抽穗期普遍开始发生,且发病程度逐渐加深,可能是因为前期温度较低,不适宜条锈菌的发展与蔓延[14]。绵麦367在试验中表现出感病,因此,绵麦367在生产中控制小麦条锈病的作用降低,不适合该地区种植,应当逐渐被淘汰。本次抗性鑒定结果可能会与品种审定时的抗性结果不一致,川育26、川麦67、川育23、绵麦112等出现抗条锈性减弱,原因可能是条锈病的发生容易受环境影响,特别是受温度影响较大[15],也可能是品种连续多年种植后抗锈性会逐渐减失。对抗性组分间分析得出,反应型、普遍率、严重度、病情指数间存在很大关系,且不同组分间相关性表现极其显著,因此,在生产中不可忽略每个因素,条锈病一旦发现就应立即防治。不同品种对于条锈菌不同生理小种会表现出不一样的反应型,具体致病小种还须进一步探究。同时还须继续对其品种进行抗条锈性评价,以保证向生产推广优良的种质资源。

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