安徽省水稻區(qū)試品種(系)稻瘟病抗性鑒定和評價

沈文杰， 陳晴晴， 胡逸群， 張愛芳

(安徽省農(nóng)業(yè)科學院 植物保護與農(nóng)產(chǎn)品質量安全研究所，安徽 合肥 230031)

稻瘟病是影響水稻生產(chǎn)的主要病害之一，病害發(fā)生不僅造成產(chǎn)量減少，還嚴重影響水稻品質[1-3]。據(jù)全國農(nóng)技推廣網(wǎng)統(tǒng)計，2001—2018年僅稻瘟病年均發(fā)生面積達456萬 hm2，約占我國水稻種植面積的15%，減產(chǎn)幅度一般為10%～15%，發(fā)病嚴重地塊甚至顆粒無收。安徽省地處暖溫帶與亞熱帶過渡地區(qū)，氣候溫暖濕潤，稻瘟病每年都有不同程度發(fā)生，嚴重威脅安徽省水稻生產(chǎn)安全和農(nóng)民增產(chǎn)增收。生產(chǎn)實踐證明，選育、種植抗病品種是防治水稻稻瘟病最經(jīng)濟有效的措施，而科學準確地鑒定與評價品種的抗性是基礎。但有證據(jù)表明，抗稻瘟病水稻品種的大面積種植會導致該地區(qū)稻瘟病菌的生理小種不斷變異進而產(chǎn)生新的優(yōu)勢生理小種種群，從而導致抗病品種的抗性喪失[4-6]。因此，采用種植區(qū)稻瘟病菌的優(yōu)勢生理小種對水稻品種進行稻瘟病的抗性鑒定是抗性品種選育和新品種審定推廣必不可少的一項基礎工作，也為抗源篩選、后代選擇和新品種推廣提供安全保障。

本研究采用田間人工接種鑒定的方法，對2015—2019年安徽省水稻區(qū)試品種(系)進行稻瘟病抗性鑒定和評價。分析了連續(xù)5 a安徽省水稻區(qū)試品種的抗性水平變化，鑒定結果為安徽省水稻抗病性品種的選育和新品種(系)的審定推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2015—2019年安徽省水稻區(qū)域試驗參試品種(系)共計804份，均由安徽省種子管理總站提供。供試稻瘟病菌株由上一年采集的發(fā)病組織上通過單孢分離得到的具有較強致病力的優(yōu)勢生理小種，保存于安徽省農(nóng)業(yè)科學院植物保護與農(nóng)產(chǎn)品質量安全研究所。

1.2 方法

1.2.1 孢子懸浮液制備

將分離保存的稻瘟病菌接種在PDA培養(yǎng)基上，26 ℃培養(yǎng)5～7 d后轉接到大麥粒培養(yǎng)基中，26 ℃培養(yǎng)7～10 d，再放入26 ℃、高濕環(huán)境中誘導產(chǎn)孢24 h，備用。接種前用無菌水洗下孢子制成孢子懸浮液(100倍光學顯微鏡下單個視野內(nèi)15～20個孢子)[7]。

1.2.2 苗葉瘟鑒定

參試水稻品種(系)經(jīng)過浸種、催芽后，播種在育秧盤中，每個品種(系)10～15粒。待秧苗3～4葉期時，用制備好的孢子懸浮液噴霧接種。接種后置于25～28 ℃溫室中，并定時噴霧保濕。接種7 d后，調查發(fā)病情況。水稻品種(系)對苗葉瘟病抗性鑒定分級參照9級標準[8]。

1.2.3 穗瘟鑒定

區(qū)試品種(系)浸種催芽后播種，中稻每年5月初播種，晚稻每年6月初播種，于秧齡28～30 d時移栽田間網(wǎng)室，每品種3穴，每穴3～4苗。常規(guī)田間管理，整個生育期只防蟲不防病。在水稻抽穗期，于傍晚溫度較低時用上述孢子懸浮液噴霧接種，保濕處理48 h。在水稻黃熟初期進行病情調查，調查方法和標準參照國家水稻區(qū)試抗病性鑒定方法[9]。根據(jù)綜合抗性指數(shù)進行抗性評價，品種綜合抗性指數(shù)=苗葉瘟平均病級×25%+穗瘟發(fā)病率病級×25%+穗瘟損失指數(shù)病級×50%，稻品種對稻瘟病抗性分級標準如表1所示。品種抗病率計算公式如下：抗病率=(高抗品種數(shù)+抗品種數(shù)+中抗品種數(shù))/鑒定品種總數(shù)。

表1 稻瘟抗性分級標準

2 結果與分析

2.1 2015—2019年安徽省水稻區(qū)試品種抗性鑒定

2015—2019年安徽省水稻區(qū)試品種對稻瘟病抗性結果如表2、圖1所示。2015—2019年水稻區(qū)試品種對稻瘟病的抗病率分別為27.15%、29.94%、35.47%、39.10%、28.57%，5 a平均抗病率為32.09%；其中2015、2016、2019年3 a的抗病率相當，2017、2018年的抗病率高于其他年份，年度間抗性水平有顯著差異。在804份參試品種(系)中，對稻瘟病的抗病品種有34個，中抗品種224個，中感品種380個，感病品種152個，高感品種14個，分別占鑒定品種總數(shù)的4.23%、27.86%、47.26%、18.91%、1.74%，品種整體抗性水平不高，未發(fā)現(xiàn)對稻瘟病表現(xiàn)高抗的品種。

圖1 2015—2019年水稻區(qū)試品種數(shù)及抗病率

2.2 秈稻品種稻瘟病抗性

從表3可以看出，2015—2019年秈稻品種抗病率分別為29.52%、33.93%、50.48%、51.69%、34.41%，抗性水平年度間差異較大。其中2017年和2018年抗病率較高，分別為50.48%和51.69%；2015年抗病率較低，僅有29.52%。在參試的504個秈稻品種中發(fā)現(xiàn)24個抗病品種，176個中抗品種，226個中感品種，71個感病品種，7個高感品種，分別占秈稻品種數(shù)的4.76%、34.92%、44.84%、14.09%、1.39%，未發(fā)現(xiàn)高抗品種，中感品種數(shù)量占比最大，其次是中抗品種。

表3 2015—2019年水稻區(qū)試秈稻品種抗病水平

2.3 粳稻品種稻瘟病抗性

從表4可以看出，2015—2019年粳稻品種的抗病率分別為21.74%、20.00%、11.94%、22.34%、21.33%；除2017年抗病率偏低，其他年份抗性水平差異不大。在參試的300份粳稻品種中未發(fā)現(xiàn)高抗品種，抗病品種10個，中抗品種48個，中感品種154個，感病品種81個，高感品種7個；分別占粳稻品種總數(shù)的3.33%、16.00%、51.33%、27.00%、2.33%。其中中感品種和感病品種數(shù)量占比較大，累計達到78.33%。

表4 2015—2019年水稻區(qū)試粳稻品種抗病水平結果

2.4 不同類型品種稻瘟病抗性

結合表3、表4以及圖2可以看出，秈稻品種的抗病率均高于同年粳稻品種，5 a平均抗病率分別為39.68%、19.33%。從不同年份的抗病率對比來看，2017年區(qū)試秈稻與粳稻的抗病率差異最大，為38.54%；2015年區(qū)試秈稻與粳稻抗病率差異最小，為7.78%。秈稻與粳稻年份間的抗性水平差異明顯。從品種的抗病表現(xiàn)型分布來看，秈稻品種中抗和中感品種數(shù)量占比較大，而粳稻品種中中感和感病品種數(shù)量所占比重較高。

圖2 2015—2019年水稻區(qū)試秈稻品種與粳稻品種抗病率對比

3 討論

本研究通過人工接種鑒定的方法，對2015—2019年安徽省水稻區(qū)試品種進行稻瘟病抗性水平鑒定。鑒定結果顯示，近5 a安徽省水稻區(qū)試品種對稻瘟病的平均抗病率為32.09%，抗病水平整體不高。郝中娜等[10]統(tǒng)計了2013—2017年國家長江中下游稻區(qū)水稻品種區(qū)域試驗的800個秈稻參試品種在浙江、湖南、湖北、安徽、福建和江西共6個鑒定點進行稻瘟病抗性，鑒定結果也沒有發(fā)現(xiàn)高抗品種，秈稻品種的稻瘟病綜合指數(shù)在6個鑒定點的平均值為4.76，屬于中感水平。可見水稻區(qū)試品種的稻瘟病抗性水平不高。

張其蓉等[11]對2004—2011年參加國家長江中下游稻區(qū)區(qū)域試驗的1 165份材料進行了稻瘟病抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)區(qū)試品種的稻瘟病抗性呈“下降-上升-下降”的趨勢。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)2015—2019年安徽省水稻區(qū)試品種的稻瘟病抗性呈“上升-下降”的趨勢，年度間抗性水平存在波動。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能有以下兩點：一是每年的參試品種不同，品種本身抗病水平存在差異；二是年度間氣候條件存在差異。將來可以通過建造大棚、完善試驗設施等方式降低氣候因素對抗性鑒定試驗的影響，使鑒定結果更加嚴謹、科學。2013年張愛芳等[7]對安徽省103份區(qū)試品種進行稻瘟抗性鑒定，其中表現(xiàn)為抗、中抗、中感、感、高感的品種數(shù)量占比分別為4.85%、8.74%、24.27%、32.04%、30.09%。而在2015—2019年安徽省的804份區(qū)試品種(系)中，表現(xiàn)為抗、中抗、中感、感、高感的品種數(shù)量占比分別為4.23%、27.86%、47.26%、18.91%、1.74%；對比發(fā)現(xiàn)安徽省水稻區(qū)試品種高感、感病品種占比明顯減少，尤其是高感品種，所占比例由2013年的30.09%降低至當前的1.74%；中抗、中感品種占比有比較明顯的上升，表明安徽省水稻區(qū)試品種的整體抗性水平在提高。

通過對比區(qū)試秈稻品種與粳稻品種的稻瘟病抗性水平，發(fā)現(xiàn)秈稻品種的稻瘟病抗性好于粳稻品種。這與陳志誼等[12]對參加江蘇省水稻區(qū)試和預試的808份材料進行稻瘟病的抗性鑒定得到的結論一致，他們發(fā)現(xiàn)江蘇省不同類型水稻品種(系)對稻瘟病的抗性存在著明顯的差異，秈稻品種(系)對稻瘟病的抗性比粳稻好。但由于近年來粳稻產(chǎn)量高、品質優(yōu)、效益好，綜合生產(chǎn)力顯著優(yōu)于秈稻[13-16]，同時消費者對于粳稻的需求量也在不斷增加，市場前景廣闊。因而為滿足市場需求，近年來安徽省區(qū)試粳稻品種的數(shù)量明顯增加，大量適合安徽種植的優(yōu)質粳稻品種有待通過審定，進入市場。但安徽省粳稻品種對稻瘟病的整體抗性水平偏低，需要各育種單位、企業(yè)引起重視，加強抗性品種的選育工作，提高安徽粳稻品種的抗性水平。

傳統(tǒng)的稻瘟病抗病性鑒定主要是在病害高發(fā)區(qū)進行自然誘發(fā)鑒定，但由于病害的自發(fā)程度受地理環(huán)境和氣候條件限制，加之稻瘟病菌變異程度高，且流行的優(yōu)勢生理小種更迭頻繁，導致病害高發(fā)區(qū)的抗病性鑒定具有不可控性。因而目前稻瘟病抗性鑒定大多采用苗期人工接種，穗期自然誘發(fā)[17-20]相結合的試驗方法，鮮有在苗期和穗期均通過人工接種的方式進行抗性鑒定的報道。相較于自然誘發(fā)，人工接種具有受自然條件影響小、能夠人為控制稻瘟病發(fā)病條件、能夠在規(guī)模較大的材料中篩選淘汰感病品種等優(yōu)點；但也存在工作量大、不能完全反映品種在自然環(huán)境中的抗性水平等不足。楊學輝等[21-22]研究認為，在水稻分蘗盛期采用人工注射接菌，再結合田間自然誘發(fā)的鑒定方式能較為客觀地反映品種本身表現(xiàn)的抗性水平。后期，我們將采用人工接種與自然誘發(fā)相結合的方式進行稻瘟病抗性鑒定試驗，對兩者的結果進行比較。

4 小結

本研究通過對2015—2019年安徽省804份水稻區(qū)試品種(系)進行稻瘟病抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)安徽省水稻區(qū)試品種的稻瘟病抗性水平整體不高，年份間抗性水平存在差異，秈稻品種抗性優(yōu)于粳稻品種，粳稻品種抗性偏低，需要引起重視。本研究的抗性鑒定結果能客觀地反映安徽省區(qū)試水稻品種的稻瘟病抗性水平，為品種的審定推廣提供科學依據(jù)。