小麦白粉病、条锈病抗性种质的鉴定及筛选

韩江

摘 要：本文采用中华人民共和国农业行业标准小麦抗条锈病评价技术规范和四川省地方标准小麦品种抗白粉病性田间鉴定技术规程，对贵州大学国家小麦改良中心贵州分中心提供的川麦82、中科3144、鲁麦23、山农15号等857个小麦种质资源进行白粉病、条锈病田间抗性鉴定，对调查结果进行统计、分析、鉴定、筛选，以期对小麦抗病育种、生产以及病害防治研究提供科学依据。

关键词：小麦；白粉病；条锈病；鉴定

1前言

1.1本文研究背景

小麦是人类的主食之一，亦是三大谷物之一，以2010年产量计算，小麦（6.51亿吨）是产量仅次于玉米（8.44亿吨）的位居第二的粮食作物，具有入药、食用、观赏等价值。然而，有于近年来小麦氮肥使用量大，种植密度不断提高，加上品种混杂，气候变化等，造成小麦抗性不断降低[1]，小麦条绣病、白粉病等病害频发，制约了高产、稳产、优质、高抗等。严重影响了农民的生产和生活，所以，对小麦白粉病、条锈病的抗性种质进行鉴定，并从中筛选出优质高抗的小麦品种，以解决当前小麦抗性低下问题显得迫在眉睫。

1.2国内外研究现状

1.2.1小麦白粉病抗性种质的鉴定及筛选

关于小麦白粉病抗性种质的鉴定及筛选在学术界早已有研究。国内方面，早在1985年，浙省农科院植保所的梁顺义及乔司农场农科所的廖家栋和蔡赛梅就做过相关方面的研究，实验使用1983-1984年国内2000余份小麦品种资源抗病性鉴定筛选中选留下的对本病害或其它病害有一定抗性的品质作为实验材料[2]，一共有48份，主要在田间成株期进行诱发鉴定，参照国际小麦改良中心对病害分级标准，病害分为9级[3]，病癍反应型分为0-4，共5级记载。在48份鉴定材料中，没有发现完全抗病的材料，病对其进行了分析，得出结论。国外方便，1930年Waterhouse首次报道了小麦的抗白粉病状况，此次报道，成为小麦抗性研究成功与否的基础与关键，对小麦抗性品种的选育及防治具有十分中重要的现实意义。

1.2.2小麦条锈病抗性种质的鉴定及筛选

1905年，英国的Biffen就首次研究并报道了小麦多个品种对条锈病的抗性遗传，证明小麦的抗条锈具有可遗传的特点，发现小麦的抗条锈基因可遗传性对选育优质小麦品种具有重大影响。自此，国内外学者多次对小麦抗条锈特性进行了广泛研究，1978年Rｏ¨bbelen和Sharp发表了抗条锈性遗传专著，总结了从20世纪初到70年代中期抗条锈性的遗传研究。到目前，许多抗条锈基因已被发掘，鉴定及筛选出了大量小麦抗条锈品种。

2实验统计方法及分析

2.1实验材料

本实验材料由国家小麦改良中心贵州分中心提供，共有857个品种，其中：（1）中科1001-中科3185系列共552个品种，引自中国农科院作物研究所；（2）g01-g477系列共179个品种，引自河南省农科院；（3）川农中科32、川麦82等17个品种，引自四川省农科院及各地州市农业局；（4）其它种质资源引自云南农科所、贵州农科院等地，如：旱地品种P197-P273、黔西麦1号、贵农1216等。

2.2数据调查方法

2.2.1实验材料处理

由于对供试材料进行施用氮肥可使植物体内发生氮素与大量碳水化合物反应，形成蛋白质，剩下少量的碳水化合物用做构成细胞壁的材料。从而使细胞壁变薄，植株抗病性减弱，叶片、茎杆等组织柔软多汁，病害易从这些地方侵入，导致病害发生严重。为了更好的调查病害，本次实验在3月中旬进行了增施氮肥处理，为今后的调查做好初步处理。

2.2.2实验数据调查

对于条锈病，本实验采用中华人民共和国农业行业标准，2007年12月1日开始实施的小麦抗病虫性评价技术规范第一部分：小麦抗条锈病评价技术规范。主要调查的指标有普遍率（incidence）、严重度（severity）、侵染型（infectiontype）。普遍率即发病的单元占调查的单元总数的多少，用百分率表示，以此反应调查小麦的发病程度。参照行业标准，在此次调查中，植物体单元为叶片，普遍率就是发病叶片占调查总叶片的比例。此次调查中采用估计整体估计法发病叶片占调查叶片的比例，计算普遍率：

普遍率（%）=（发病叶片数/调查的总叶片数）×100%

严重度即是发病叶片上发病面积占发病叶片总面积的百分率，有也可使用分级表示法表示，本实验采用百分率表示，说明条锈病害发生的严重程度，为了方便调查及统计，本实验依然采用估值法对小麦的严重度进行记录，并主要设置1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%几个主要病害严重度区间。

侵染型是根据过敏性坏死反应有获无加上其它强度指标来划分小麦病癍类型，采用估值法记录小麦抗条锈病程度，其记载划分标准；0、0；1、2、3、4共6个记载标准来表示小麦各品种的抗条锈病程度。为了方便田间鉴定，本实验将“0”和“0；”标准合记为0，见表1。

对于白粉病，本次调查采用四川省地方标准中2010年3月1日实施的小麦品种抗白粉病性田间鉴定技术规程，调查项目有严重度、叶位病级和侵染型。严重度使用发病的菌丝所覆盖叶面积占叶片面积的比例，使用百分率表示，划分为8个级别，分别为1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%，若所占比例介于两个鉴定等级之间，则取其接近值；发病但是不明显的，按照1%记载。侵染型参照条锈病记录标准进行记录。

叶位病级将小麦至下而上分为9个相等的部分，以上重下轻为原则进行记载。

各小麦品种调查过程设置3次重复。调查时间分别是2017年3月27日、2017年4月15日和2017年5月5日，每一次调查统计时，条锈病的普遍率、严重度、侵染型和白粉病的严重度、叶位病级、侵染型进行一次性记录，进行记录以后，进行数据电子档录入。

2.3筛选依据

调查完小麦条锈病的普遍率（incidence）、严重度（severity）、侵染型（infectiontype），进行数据整理，若出现一个鉴定群体中3次鉴定结果不一致，则以病害较严重的为准。接下来计算病情指数（diseaseindex），病情指数是综合考虑小麦严重度（severity）和发病普遍率（incidence）两者情况的综合性指标，此次调查中，严重度使用百分数表示，故病情指数的计算公式为：DI=I×S×100

其中：I为小麦的普遍率，S为严重度

根据鉴定材料的病情指数和侵染型，参照所选定评价标准，确定其调查品种对条锈病的抗性级别。其评价标准如表2：

白粉病直接根据叶位病级和严重度，参考侵染型进行抗性水平鉴定，其抗性水平评价标准如表3：

3种质资源鉴定及筛选

3.1条锈病种质资源鉴定及筛选

本试验采用中华人民共和国农业行业标准，利用田间实地鉴定的方法对供试的857个小麦种植资源进行抗条锈病鉴定。鉴定出抗条锈病资源491份，占总资源数比例为57.29%。其中：（1）鉴定出免疫资源共22份，占总供试材料的2.57%，占抗条锈病资源的4.48%，如中科3153、中科3158、中科3183、川麦82、川农中科32、鲁麦23等，（2）鉴定出高抗资源共有214份，占总鉴定材料的29.29%，占抗条锈病资源的43.79%，如科成麦4号、绵麦1403、黔0509等。（3）鉴定出中抗资源有254份，占总鉴定材料的29.963%，占抗条锈病资源的51.73%，如蜀麦133、黔西麦1号、川麦54、贵农19CK等。（4）鉴定出慢锈、中感和高感共有366份，占总鉴定材料的42.71%，如川辐9号、川育27、渝麦19、川麦82等。

3.2白粉病种质资源鉴定及筛选

本试验采用四川省地方标准，利用田间实地鉴定的方法对供试的857个小麦种质资源进行白粉病鉴定，筛选出抗白粉病种质资源122个，占总鉴定资源的14.24%。其中：（1）鉴定出免疫资源2份，分别为山农14号和山农15号，占总鉴定资源的0.23%，占抗白粉病种质资源的1.64%，其各项鉴定指标均为0。（2）鉴定出高抗资源21份，占总鉴定资源的2.45%，占抗白粉病种质资源的17.21%，如中育1023、中麦1208、中原6号、綿麦1中科312等。（3）鉴定出中抗资源99份，占总鉴定资源的11.55%，占抗白粉病种质资源的81.15%，如黔西麦1号、川麦602、鲁麦23、川麦104等。（4）鉴定出高感、中感种质资源共734份，占总鉴定种质资源的85.65%，如川育27、衡观7218、川麦82等。

3.3综合性状评价

由于本次共同鉴定白粉病、条锈病两个病害指标，故实验将对两项病害综合病情进行共同评价鉴定。本次鉴定中，条锈病免疫的种质资源中，白粉病的抗性表现分别为：（1）白粉病和条锈病兼免疫的种质资源有2份，分别为山农14号和山农15号，占总鉴定资源的0.23%，其各项调查指标均为0。（2）条锈病免疫、白粉病高抗的种质资源共6份，分别为中科3158、中科3196、中科3197、中科3198、中科3281、中科3282。（3）条锈病免疫、白粉病中抗的种质资源有5份，分别为中科3153、中科3183、中科3241、鲁麦23、川麦104，（4）条锈病免疫、白粉病中感的种质资源有1份，为中科3185，条锈病的普遍率、严重度、侵染型分别为10%、5%、0，病情指数为0.5，白粉病的严重度、叶位病级、侵染型分别为40%、6、1，为单抗条锈种质资源。（5）条锈病免疫、白粉病高感的种质资源有8份，分别为中科3187、g437、g438、g463、g479、川麦82、1294、川农中科32。

条锈病高抗的种质资源中，白粉病的抗性表现分别为：（1）条锈病高抗、白粉病高抗的种质资源有2份，分别为g389中育1023、g396中麦1208，两者各项鉴定指标完全一样，均为：条锈病的普遍率、严重度、侵染型分别为10%、10%、1，病情指数为1，白粉病的严重度、叶位病级、侵染型分别为1%、1、0，均为兼高抗优质资源。（2）条锈病高抗、白粉病中抗的种质资源有25份，主要为中科3152、中科3154、中科3156、中科3159等。（3）条锈病高抗、白粉病中感的种质资源有43份，主要为中科3149、中科3162、中科3164等。（4）条锈病高抗、白粉病高感的种质资源有144份，主要为中科3184、中科3186、中科3188、中科3189等。

条锈病中抗的种质资源中，白粉病的抗性表现分别为：（1）条锈病中抗、白粉病高抗的种质资源有4份，为中科3268、g397中麦、g405中原6号、綿麦1中科312，各项详细指标见表3.10。（2）条锈病中抗、白粉病中抗的种质资源有21份，主要为g47、安095、黔西麦1号、川麦602、中科1285、中科3008、郑麦129等。（3）条锈病中抗、白粉病中感的种质资源有53份，主要为中科3151、中科3157、中科3166、中科3168、中科3171等。（4）条锈病中抗、白粉病高感的种质资源有176份，主要为蜀麦133、云15465、黔西麦1号、川麦54、贵农1216、山农18等。

条锈病感病而白粉病有抗性表现的种质资源有如下几种情况：（1）条锈病慢锈、白粉病中抗的种质资源有12份，主要为g37、g40、g374、g398、渝麦19、1249、许科中科316等，各项详细指标见表3.11。（2）条锈病中感、白粉病高抗的种质资源有1份，为g419，条锈病的普遍率、严重度、侵染型分别为80%、60%、3，病情指数为48，白粉病的严重度、叶位病级、侵染型分别为10%、2、1，为单抗白粉种质资源。（3）条锈病中感、白粉病中抗的种质资源有5份，为中科3179、中科3203、g420、P229、中科3057。（4）条锈病高感、白粉病高抗的种质资源有8份，为中科3212、周麦18、烟农19、济麦22、绵麦46、德麦8号、云麦52、漯麦18。（5）条锈病高感、白粉病中抗的种质资源有中科31份，主要为新麦8083、周麦25、中育1095、中麦1205、周麦28等。

4结论与建议

目前，小麦遗传育种的主要问题是抗性单一，对于各种质资源的抗病性不清楚，本次实验从贵州大学国家小麦改良中心贵州分中心提供的857个种质资源中，通过人工鉴定、筛选出具有抗性的种质资源613份，占总鉴定种质资源的71.53%，占比较高，但大部分种质资源为单抗资源。

在筛选出的抗条锈病资源491份中，就有单抗条锈资源425份，如：中科3149、中科3162、中科3164等。占总鉴定种质资源的49.59%。在筛选出的122份抗白粉病种质资源中，单抗白粉病种质资源为57份，如：新麦808、周麦25、中育109等，占总鉴定种质资源的6.65%。

兼有抗条锈、白粉的种质资源仅有177份，占总鉴定种质资源的20.65%。在所有的抗性组合中，最多的为条锈病中抗、白粉病高感的种质资源，具有176份，占中科总鉴定资源的20.54%，例如：中科31中科31、中科3133、中科3138、中科3139、中科3141等。其次为条锈病高抗、白粉病高感的种质资源，具有144份，占总鉴定资源的16.80%，例如：中科3135、中科3136、中科3137等。而条锈病高抗、白粉病免疫，条锈病中抗、白粉病免疫以及慢锈、免疫等都为0，这个反应了条锈病和白粉病或同时发生，或者两者分离，但在同时发生时两者病害发生程度均不是太严重，而在分离发生时，单个病害发生较重。

从整体看来，本次鉴定的857个小麦种质资源中，抗条锈病的种质资源相对于抗白粉病种质资源多369份，为4.02倍；而单抗条锈资源比单抗白粉资源多368份，为7.46倍，有一半以上具有一定抗病性，调查结果还算是乐观的。分病害来看，抗条锈病种质资源明显多于抗白粉病种质资源，这个对于我们来说，在育种及生产上都具有指导作用，提醒我们，在以后的小麦病害防治过程中，应该条锈病，白粉病同时防范，重点注意白粉病的发生，争取将条锈病、白粉病都控制在一定范围内，最大程度减少条锈、白粉病带来的损失。

参考文献：

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