川南地区水稻抗病性育种技术初探
2022-12-03包灵丰赵德明江青山廖宗永邬相宏
包灵丰,赵德明,江青山,贺 兵,张 杰,廖宗永,邬相宏
(四川省宜宾市农业科学院,四川 宜宾 644000)
川南地区包括宜宾市、泸州市、自贡市和内江市及周边地区,属于丘陵兼山区地形,地区小气候复杂。一些峡谷地带阴雨寡照天气日数较多,赤枯病、稻瘟病、纹枯病和稻曲病比较多发[1],这利于水稻材料抗病性鉴定和选种。2021~2022年苗期温度偏高,田间有极少数材料发生了恶苗病[2],另外,白叶枯病、细菌性基腐病、胡麻叶斑病[3]等也时有发生。川南地区水稻病害多且比较容易发生[4],这既对品种提高了抗病性要求,又给抗病性育种的田间鉴定和筛选提供了便利。结合历年在川南特别是宜宾地区水稻田间抗病性育种实践经历,本研究提炼出了一些利于筛选强抗病性水稻品种的办法供探讨和利用,以助推水稻新品种抗病能力的不断提高。
1 利用强抗病材料提高水稻种质抗性,育成抗病品种
在抗病育种中,一是利用国内公知公用的强抗病性水稻育种材料,特别是那些已经用于育成强抗病品种的材料,如“雅恢2115”。二是本地区多年田间从无病害发生的常规水稻材料。对这两类材料一是要在病害常发地区进一步进行抗病性鉴定,也可进行接种病害鉴定,对鉴定结果为强抗病材料的要加大使用力度。
2 水稻抗病育种主要步骤
以稻颈瘟为例。
2.1 用强抗病材料作亲本进行常规杂交
为了充分利用强抗性材料的抗病基因,又能保持另一亲本的优良农艺性状,最好两个亲本材料进行正反交常规杂交,以增加后代材料的选择范围。
2.2 严格淘汰常规杂交后代病系和病株
在选种过程中,F1代材料如有感病现象则淘汰该材料。F2代如有较大比例感染颈瘟,则全部淘汰该群体,如仅有零星单株感病,则选择完全未感病单株。F3代及以后的世代在株系选择过程中遇到有单株发现颈瘟则淘汰该株系。特别是高世代已测交恢复系,收种时如发现感病就要放弃该材料的收获。到F8代材料稳定以后更要进行更加规范科学的抗性鉴定。
3 诱发水稻病害的主要措施
为了更加准确地鉴定育种材料的抗稻瘟病能力,有必要人为采取措施诱发稻瘟病,措施包括:①本田底肥偏施氮肥,迟施追肥诱发稻瘟病[5-7]。②种植在多湿寡照地区诱发稻瘟病。③灌浆成熟期晴天雨天交替出现诱发稻瘟病。④栽种在稻瘟病发病历史的稻田诱发稻瘟病。可以因地制宜采取诱发稻瘟病措施来检测水稻材料的抗稻瘟病能力。
4 川南水稻病害主要类型及2021年发生情况
4.1 恶苗病
2020年和2021年苗期气温太高,最高时突破了30℃,极少数秧苗发生了恶苗病,以往这种病害在育种材料中极其少见。
4.2 赤枯病
宜宾市农科院南溪区大观基地秧田肥力水平太高,犁脚太深,2021年出现了坐兜(赤枯病),6月下旬温度不断升高,秧苗迅速生长并基本恢复正常。
4.3 白叶枯病
2021年育种材料白叶枯病发病极少,极个别材料有发病情况。
4.4 稻瘟病
2021年在水稻灌浆前天气晴朗,空气湿度低,稻瘟病极少发生,后期水稻材料成熟过程中,遇到间断大雨,稻瘟病发生情况比较严重,少数粳稻材料出现稻颈瘟、支梗瘟、稻粒瘟同时发生情况。
4.5 纹枯病
2021年川南的天气温度高,但湿度不大,纹枯病少且轻。
4.6 稻曲病
2021年后期水稻材料成熟过程中,遇到间断大雨,有些材料特别是迟熟品种稻曲病发生情况比较严重。
5 提高水稻抗病性育种水平的措施
5.1 严格观察各个生长时期稻田病害发生情况
对于抗性育种工作,应当勤下田,对育种材料和品种从播种到成熟都要全过程观察、鉴定,不放过任何一个过程和环节。如稻瘟病,对苗瘟、叶瘟、颈瘟、枝梗瘟、穗粒瘟可能发生的各个时期,只有全程观察才能发现并鉴定各种稻瘟病类型的发生情况和抗性级别。
5.2 加强交流,不断提高对水稻病害的重视程度
为了提高水稻抗病性育种水平,应当广泛参与学习交流,一旦发现材料有稻瘟病、纹枯病、白叶枯病、稻曲病等病害,就坚决舍弃。同时加大对材料病害的观察力度,不放过任何材料的任何病害,确保育成的材料抗性好,育成的品种推广范围广。
5.3 高度重视水稻亲本材料的抗病性鉴定和使用
对准备使用的亲本要反复观察,最好多年多地方观察,不仅要观察其形态,还要观察其抗病能力。特别是稻瘟病、白叶枯病、稻曲病、纹枯病等危害性较大的病害更要仔细观察,准确判断,那些综合性状好但抗病力弱的材料要慎用,特别是易感稻瘟病的材料一定不要用。对于粳稻,由于支梗不明显,稻瘟病抗性弱的品种稻粒瘟往往比较重,所以对粳稻在育种中的使用更要把好抗病关。
5.4 切实用好病原材料诱发和接种病害等辅助措施
对于无病原的稻田,如果要对育种材料和品种进行抗病性鉴定和选择,可以按一定比例种植高感病的诱发材料,如10~50:1,用高感病材料诱发育种材料或品种出现病害来进行抗病性鉴定。如果诱发品种的病害较轻,可以对材料进行病原接种,加大稻田水稻病害的发生程度,以选育出强抗病力的水稻材料和品种。
6 讨论
育种实践表明,在一块有感病历史的稻田,如遇阴雨寡照天气稻瘟病特别是颈瘟往往普遍发病,但不同种质材料发病的轻重即比例存在差异,应采取措施减轻稻瘟病的发生:一是利用抗病材料进行育种;二是底肥轻施氮肥,尽量不施或者少施、早施追肥;三是对肥田早晒田控制最高苗,保持稻田秧苗、稻株空气通透,降低湿度。
在宜宾育种过程中用到了一些来自江苏、浙江、广东、东北等地的水稻育种材料。这些材料到四川特别是夏季高气温高湿度的川南后,较本地材料更易发稻瘟病和纹枯病。可见四川南部高温高湿地区是天然的水稻抗性鉴定和抗性育种地区,川南和重庆都是高温高湿地区,从这些地方育成的未感病品种,一般来说具有比较强的抗性。
有的水稻材料株形很好,穗子也比较长,可是往往表现比较弱或者一般的抗性,有的材料株形一般或较差,各农艺性状极不协调,可是较难感病。所以要育成株形好的高产、优质、抗病、适应性广的好品种确实不易,但也要不断努力,协调高产、优质和抗性之间的矛盾,育成高产、优质、抗病、适应性广的好品种[8-11]。
实践经验表明,稻瘟病喜欢绿叶。在稻穗成熟后依然保持叶子绿色的水稻极易发生稻瘟病,特别是那些茎秆粗壮、叶色浓绿、叶片宽短且直立的稻株在病区极易感染稻瘟病,如“宜恢1577”[12]。
往年高温高湿天气严重影响稻米质量[13]。2021年空气湿度不高,普遍米质较好。7月天气一直晴好,雨水少,空气湿度不大,尽管有一段时间的极端高温,但仍然没有影响稻米质量,这可能是在湿度不高的条件下拉大了昼夜温差,利于形成优质米。8月中下旬雨水比较频繁,这个时候正处于水稻灌浆成熟期,所以后期有稻瘟病发生,少数品种的病害还比较重。
田间观察发现,水稻病害的发生有时具有偶然性,有些同田块水稻,某些年份迟熟即较晚抽穗的品种往往能避免稻瘟病。一些贫瘠稻田也能避免稻瘟病发生。
水稻的倒伏除了取决于茎秆的韧性、茎秆有机质丰富程度、硅含量高低外,还受其抗病性强弱的影响,如纹枯病、稻瘟病、恶苗病、稻曲病严重的水稻遇大风也容易出现倒伏[14-15]。