安徽省引种水稻抗稻瘟病和白叶枯病分析

陈晴晴, 沈文杰, 胡逸群, 张爱芳

(安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所,安徽合肥 230031)

稻(OryzasativaL.)别称水稻,是我国广泛种植的重要谷物,南方为主要产稻区,北方各省均有栽种[1-2]。稻的种下主要分为2个亚种,即籼稻和粳稻。在我国,籼稻主要分布于淮河、秦岭以南地区和云贵高原的低海拔地区,而粳稻主要在黄河流域、北部和东北部,在南方则分布于较高海拔地区。安徽省地处暖温带与亚热带过渡地区,以淮河为界,南北兼容,籼稻和粳稻均有栽种。稻米是我国重要的粮食,年产量占全国粮食总产量的45%左右,而病害会严重影响水稻的产量和品质,为保证水稻的高产和稳产,仍要注意水稻病害的防控[3-4]。

稻瘟病是由稻瘟病菌(Magnaportheoryzae)引起的真菌性病害,在全世界水稻种植区均有发生。稻瘟病菌可以侵染不同生长时期的水稻,表现为苗瘟、叶瘟、穗颈瘟和谷粒瘟,其中穗颈瘟对水稻产量损失影响最大。在稻瘟病发生流行时,一般造成水稻减产10%～20%,严重时减产40%～50%,局部范围甚至颗粒无收[5-7]。白叶枯病别称白叶瘟、地火烧等,是由水稻黄单胞菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae)引起的细菌性病害,一旦发生,一般会减产10%左右,严重的减产50%～60%,甚至90%[8-9]。长期生产实践证明,选育和种植抗病品种是防控水稻病害最有效、安全、经济的措施。由于稻瘟病菌生理小种复杂、易变,不同水稻产区,生理小种存在差异,使在一个地区抗病的品种,种植在另一个地区,或在种植3～5年后,其抗病性会减弱甚至丧失,严重时可导致病害流行。不同白叶枯病菌小种、温度、湿度等环境条件下,水稻品种的抗性也会不同,当环境条件改变时,可能会导致原本抗病的品种抗病性下降甚至丧失[10-11]。因此,水稻品种在一定地区繁育推广之前,需要通过区域抗性鉴定试验,以避免由病害发生流行而造成的危害。

本研究采用稻瘟病菌人工喷雾接种和白叶枯病病菌人工剪叶接种的方法,分别于2018、2019、2020、2021年在安徽省农业科学院院内试验点,开展引种抗稻瘟病、抗白叶枯病鉴定试验,根据稻瘟病抗性综合指数和白叶枯病发病情况,明确引进水稻品种的抗病水平,分析不同年份引进水稻品种的抗病情况,以及籼稻和粳稻的抗病情况,为安徽省水稻良种引进、利用和合理布局等提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

安徽省种子管理总站提供2018—2021年安徽省引进的参试水稻品种共409份。笔者所在团队提供用作感病对照的水稻品种,抗稻瘟病鉴定试验用原丰早、WH26、长金糯2号,抗白叶枯病鉴定试验用金刚30。供试病原菌由笔者所在团队成员采集、分离、鉴定并保存备用,选择经鉴定为B群和A群的稻瘟病菌菌株,及Ⅲ型和Ⅳ型白叶枯病病菌菌株。

1.2 稻瘟病抗性鉴定方法

1.2.1 供试菌株 将保存的菌株转移至PDA平板上,置于26 ℃培养箱。菌株长满平板后,切成小块,放入大麦粒瓶中,置于26 ℃培养箱。1周后,待带有菌丝的大麦粒平铺,置于26 ℃恒温保湿培养。次日,用无菌水清洗、过滤产孢大麦粒,滤液经离心(4 000 r/min,1 min)后,用含有0.05%吐温的无菌水收集孢子液,配制成浓度为2×105个/mL的孢子悬浮液。

1.2.2 供试品种 选取10～15粒种子放入浸种袋,浸泡在水中,待种子吸饱水后,置于30 ℃培养箱中,发芽后,按照编号播种,种子上覆盖1层细土。待苗长至3叶期,混合孢子液喷雾接种,塑料膜覆盖保湿1晚。调查苗瘟发病情况后,秧苗移栽,每个品种1行3穴,每穴3～4棵基本苗,每20行栽种1行感病对照品种。待到水稻抽穗期,混合孢子液喷雾接种,将接种的稻穗用稻叶包裹,喷灌系统定时保湿。鉴定圃施肥量较高,治虫不治病[12]。

1.2.3 病害调查 水稻苗期接种后7～10 d,当感病对照品种发病充分时,调查苗瘟,待稻穗成熟时,调查穗瘟发病和损失情况。苗瘟、穗瘟发病情况的评判标准参照水稻病害抗性鉴定标准[13]。以稻瘟病抗性综合指数评价引种的抗病水平,评价标准：综合指数<0.1,抗性水平为高抗;综合指数为 0.1～2.0,抗病;综合指数为2.1～4.0,中抗;综合指数为4.1～6.0,中感;综合指数为6.1～7.5,感病;综合指数为7.6～9.0,高感。同时以抗病率分析引种的抗性表现,抗病率=(高抗+抗病+中抗)的品种数/引种总数×100%[14]。

1.3 白叶枯病抗性鉴定方法

1.3.1 供试菌株 将保存的菌株用NB培养基活化,置于摇床振荡培养(28 ℃,160 r/min),配制成 3×108CFU/mL的细菌悬浮液[15]。

1.3.2 供试品种 供试品种管理同“1.2.2”节,待剑叶长出,将解剖剪在细菌悬浮液中浸一下,剪去接种叶片的一段叶尖(约为叶片总长的1/10),每浸1次可剪5次。

1.3.3 病情调查 接种后20 d,感病对照品种发病时,参照水稻病害抗性鉴定标准调查病情,按照分级标准统计供试品种的抗性水平,0级为高抗,1级为抗病,3级为中抗,5级为中感,7级为感病,9级为高感[13];计算抗病率,方法同“1.2.3”节。

2 结果与分析

2.1 引种抗稻瘟病水平分析

2018—2021年引种对稻瘟病的抗性情况如图1所示,4年引种中均无高抗的品种,2018年参试水稻品种共147份,抗病的品种有2个(农香24、泰优2806),中抗的品种占比低于中感或感病的品种,中感和感病的品种数一致,有6个高感的品种。2019年114份参试品种中,抗病的品种仅有1个(浙优21),中抗的品种占比下降,中感的品种占比接近50%,感病的品种占比略高于2018年的,高感的品种数减少为2个。2020年参试品种仅有59份,没有高抗和抗病的品种,与2019年比,中抗的品种占比上升,中感和感病的品种占比均有所下降,但高感的品种占比上升。2021年有89份参试品种,也没有高抗和抗病的品种,中抗的品种占比高于2020年,中感的品种占比超过50%,感病的品种占比下降,仅有1个高感的品种。

由图2可知,2018—2021年引种对稻瘟病的抗病率分别为29.25%、12.28%、20.34%、29.21%,抗病水平不高。年度间引种对稻瘟病的抗病率呈平缓趋势,抗病水平变化不大。

2.2 籼稻和粳稻的抗稻瘟病水平分析

共引种409份,其中籼稻319份,粳稻90份,其抗稻瘟病水平见图3,籼稻和粳稻中均无高抗的品种,将其他抗性水平下品种数占比由高到低排列,籼稻为中感>感病>中抗>高感>抗病,粳稻为中感>感病>中抗>高感,粳稻中没有抗病的品种。可见,不论是籼稻还是粳稻,中感的品种都最多。籼稻和粳稻对稻瘟病的抗病率分别为26.33%和12.22%,说明籼稻的抗病水平高于粳稻。

2.3 引种抗白叶枯病水平分析

由图4可知,2018—2021年引种中均无高抗的品种,2018年没有抗病的品种,有3个中抗的品种,中感的品种占比略高,感病的品种占比最高,有2个高感的品种。2019年抗病的品种仅有1个(圣糯1号),同2018年相比,中抗和中感的品种占比均增加,感病的品种占比下降,高感的品种占比上升。2020年不同抗性水平下的品种占比表现为感病>中感>中抗=高感>抗病,抗病的品种有2个(禾两优676、禾两优639)。2021年没有抗病的品种,中抗和中感的品种占比较2020年下降,感病和高感的品种占比上升。

由图5可知,2018—2021年引种对白叶枯病的抗病率分别为2.04%、6.14%、8.47%、4.49%,抗病水平较低。年度间引种对白叶枯病的抗病率呈上升趋势,抗病水平有所提高。

2.4 籼稻和粳稻的抗白叶枯病水平分析

由图6可知,籼稻和粳稻中均无高抗的品种,将其他抗性水平下品种数占比由高到低排列,籼稻为感病>中感>高感>中抗>抗病,粳稻为感病>中感>中抗>抗病,粳稻中没有高感的品种。可见,籼稻和粳稻品种都易感白叶枯病。

籼稻和粳稻对白叶枯病的抗病率分别为3.14%、10.00%,说明粳稻的抗病水平高于籼稻。

2.5 引种中兼抗2种病的品种

由表1可知,在2018—2021年安徽省引种中,创两优银华粘、皖两优华占、浙糯优1号品种抗稻瘟病和白叶枯病,抗性表现均较好。

表1 兼抗2种病的品种在引种试验和品种审定时的不同抗性表现

3个品种的稻瘟病抗性综合指数和白叶枯病病级与该品种审定时的结果(来源于国家水稻数据中心https://www.ricedata.cn/)有些不同。因此,水稻品种引进前,在引种目的地进行品种的抗病性鉴定工作,仍然是必要的。

3 讨论

稻瘟病是影响水稻生产的重要真菌病害,生产实践表明,在防治稻瘟病的众多方法中,种植抗病品种是最经济有效的方法[16]。但稻瘟病菌生理小种在我国不同稻区的分布多样化,水稻生产上推广应用抗病品种,可能使稻瘟病菌的致病小种发生改变,会产生新的优势小种[17]。郝中娜等的研究表明,相同一套品种在不同地区稻瘟病抗性表现有所不同[18]。白叶枯病是一种重要的水稻细菌性病害,严重时会影响水稻产量,目前选择丰产、抗病的品种是防控白叶枯病经济、有效的方法[19-21]。虽然随着水稻抗病品种的推广种植,使病害得到一定的控制,但安徽省后备品种的抗病现状并不乐观[22]。在水稻种植中,引入成熟的已推广应用的优良抗病品种是防控病害简便易行、见效快的措施。兼抗稻瘟病和白叶枯病的水稻种质资源是优良育种材料,在生产实际中也具有推广应用的价值[23]。本研究发现,引种抗稻瘟病和白叶枯病的表现,与品种审定时有些不同。因此,在水稻生产中要合理引进与布局品种,以有效防控病害的大规模发生。

4 结论

本研究针对2018—2021年安徽省引种抗稻瘟病和白叶枯病的表现进行分析,并以抗病率评价水稻品种的抗病水平,引种对稻瘟病的抗病率在12.28%～29.25%之间,抗病水平一般,年度间抗病水平变化不大;对白叶枯病的抗病率在2.04%～8.47%之间,抗病水平较低,年度间抗病水平呈上升趋势。籼稻(26.33%)对稻瘟病的抗性好于粳稻(12.22%);粳稻(10.00%)对白叶枯病的抗性好于籼稻(3.14%)。在当年引种的抗病性鉴定试验中,创两优银华粘、皖两优华占、浙糯优1号兼抗稻瘟病和白叶枯病,农香24、泰优2806、浙优21表现为抗稻瘟病,圣糯1号、禾两优676、禾两优639表现为抗白叶枯病。这些品种可以作为备选抗病品种引进安徽省内种植,在生产实际中具有推广应用价值,但本研究只针对当年接收的参试样品,且利用代表菌株进行人工接种鉴定,结果仅供参考。整体来说,2018—2021年安徽省引种抗稻瘟病和白叶枯病的水平均不高,合理利用的同时仍要注意病害防控。