大豆種質(zhì)資源對大豆孢囊線蟲3號和4號生理小種的抗性鑒定

孔祥超， 李紅梅， 耿 甜， 黃文坤， 彭德良＊

（1．南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，南京 210095；2．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，植物病蟲害生物學(xué)國家重點實驗室，北京 100193）

大豆孢囊線蟲（Heteroder a gl ycines，soybean cyst nematode，簡稱SCN）最早由俄羅斯的Jacze－wski于1899年在中國東北發(fā)現(xiàn)［1］，是引起大豆產(chǎn)量損失最嚴重的病害之一［2］，目前已經(jīng)在 世界大豆主產(chǎn)區(qū)美國和中國廣泛發(fā)生和危害，零星發(fā)生的國家包括阿根廷、巴西、智利、哥倫比亞、厄瓜多爾、巴拉圭、印度、印度尼西亞、伊朗、日本、蒙古、朝鮮半島和俄羅斯的遠東和阿穆爾地區(qū)［3］。我國的黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山西、山東、河南、河北、安徽、江蘇和浙江等10多個?。▍^(qū)）的栽培大豆，均不同程度地受到大豆孢囊線蟲的危害，受害面積達200多萬h m2，在我國東北和黃淮海產(chǎn)區(qū)幾乎普遍發(fā)生，一般減產(chǎn)30%～50%，嚴重時甚至絕產(chǎn)［4］，引起的大豆損失為1．2億元［1］。

不同的大豆孢囊線蟲群體，由于致病力不同而劃分為不同的生理小種。1970年，Gol den等利用‘Pickett’、‘Per king’、‘PI88788’、‘PI90763’及感病的‘Lee’作為鑒別品種，根據(jù)各地的大豆孢囊線蟲在這些品種上繁殖能力的不同，首先鑒定出1～4號生理小種［5］，這套鑒別品種和鑒定方法后來成為國際上通用的大豆孢囊線蟲生理小種鑒定方法。1988年Riggs等用Gol den提出的4個標(biāo)準(zhǔn)鑒別品種，設(shè)計了大豆孢囊線蟲16個生理小種的劃分方案，得到國際同行的公認和采納［6］。我國已先后發(fā)現(xiàn)大豆孢囊線蟲1號～7號生理小種，其中4號小種的侵染力最強，在我國主要分布于黃淮海大豆產(chǎn)區(qū)，3號和1號生理小種主要在我國東北大豆產(chǎn)區(qū)發(fā)生和危害［7－10］，大豆生理小種的毒性隨著大豆抗性品種的連續(xù)種植而發(fā)生變化［11］。

為了控制大豆孢囊線蟲的危害，國內(nèi)外采用了多種防治方法，包括物理和化學(xué)防治、生物防治以及農(nóng)業(yè)栽培措施等方法，其中最經(jīng)濟有效的方法是選育和利用抗病品種［12－14］，選育抗病品種的工作首先要篩選大豆品種的抗源［15－16］。因此，本研究在溫室條件下進行了國內(nèi)外大豆種質(zhì)資源對黑龍江省大豆孢囊線蟲3號生理小種和河北省大豆孢囊線蟲4號生理小種的抗性鑒定，以期初步了解我國大豆種質(zhì)資源的抗性水平，并為今后大豆抗病品種選育和抗病品種的利用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 大豆種質(zhì)資源

300份國內(nèi)外大豆種質(zhì)資源均由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所國家大豆種質(zhì)資源庫提供，其中國內(nèi)的大豆品種，分別來自我國東北地區(qū)的遼寧、吉林和黑龍江等大豆主產(chǎn)區(qū)，黃淮海地區(qū)的安徽、河北和江蘇等省，以及南方地區(qū)的廣東、廣西、云南、貴州和浙江等省。

1．2 抗性鑒定方法

采用PVC柱鑒定的方法測定大豆種質(zhì)資源對大豆孢囊線蟲3號和4號生理小種的抗性水平。3號生理小種來自黑龍江省嘉蔭縣紅光鄉(xiāng)燎原村，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所提供；4號生理小種來自河北省廊坊中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所科研中試基地。

大豆孢囊線蟲3號小種100 mL病土中孢囊平均數(shù)為40個，4號小種100 mL病土中孢囊平均數(shù)為30個。PVC管為直徑3 c m，長30 c m。將上述兩個小種的病土分裝于PVC管中，每管裝病土300 mL，每管播各種質(zhì)資源3粒種子，每種質(zhì)資源重復(fù)5管；試驗同時設(shè)置美國感病品種‘Lee68’和中國感病品種‘早熟18’作為對照。PVC管置于25～27℃溫室內(nèi)，待大豆出苗后，每管定苗2株。大豆出苗30～40 d后，倒出PVC管中的病土，調(diào)查每株根系的白色孢囊數(shù)，計算每個大豆種質(zhì)資源的單株孢囊平均數(shù)。

根據(jù)中國大豆資源抗孢囊線蟲鑒定分級標(biāo)準(zhǔn)進行大豆種質(zhì)的抗性評價，抗性分級標(biāo)準(zhǔn)為：根系孢囊數(shù)量為0時為免疫，0．1～3．0時為高抗，3．1～10．0為中抗，10．1～30．0為感病，而30以上則為高感［13］。

2 結(jié)果與分析

2．1 大豆種質(zhì)資源對大豆孢囊線蟲3號和4號生理小種的抗性鑒定

300個大豆種質(zhì)資源對大豆孢囊線蟲3號生理小種抗性鑒定結(jié)果表明（表1），79個大豆品種和資源表現(xiàn)為抗病，其中12個品種表現(xiàn)為免疫，占測試品種的4．0%，28個品種表現(xiàn)為高抗，占測試品種的9．3%，39個品種表現(xiàn)為中抗，占測試品種的13．0%。有221個大豆品種和資源對3號小種表現(xiàn)為高感或感病，占測試品種的73．7%，其中108個品種對3號生理小種表現(xiàn)為高感，113個品種表現(xiàn)為感病。

在79份對大豆孢囊線蟲3號生理小種表現(xiàn)抗病的種質(zhì)中 表現(xiàn)免疫或高抗的‘中黃26’、‘東農(nóng)4號’、‘抗線8號’、‘晉品82’、‘黑河3號’和‘合交8號’等品種是目前我國大豆產(chǎn)區(qū)的當(dāng)家品種；表現(xiàn)免疫或高抗的種質(zhì)材料‘遂寧風(fēng)臺醬色豆’、‘元秣黑豆’、‘大屯小黑豆’、‘赤不流黑豆’、‘白城秣食豆’、‘詔安秋大豆’、‘灰皮支黑豆’、‘小粒秣食豆’、‘花綠黃豆’和‘八月白’等可作為抗大豆孢囊線蟲3號生理小種的育種骨干親本材料（表2）。

表1 大豆種質(zhì)資源對大豆孢囊線蟲3號和4號生理小種的抗性鑒定評價結(jié)果

表2 大豆種質(zhì)資源對大豆孢囊線蟲3號生理小種抗性鑒定結(jié)果

300份大豆種質(zhì)資源對大豆孢囊線蟲4號生理小種的抗性鑒定結(jié)果（表1）表明，77個大豆種質(zhì)資源對4號小種表現(xiàn)抗病，其中8個材料表現(xiàn)為免疫，占測試品種的2．7%，18個品種表現(xiàn)為高抗，占測試品種的6%，51個品種表現(xiàn)為中抗，占測試品種的17%。213份種質(zhì)材料表現(xiàn)為高感和感病，占測試品種的70．9%。

在77個對大豆孢囊線蟲4號小種表現(xiàn)抗病的種質(zhì)材料中，目前生產(chǎn)上推廣的品種如‘晉品78’、‘晉品82’和‘抗線2號’對大豆孢囊線蟲4號小種表現(xiàn)高抗或接近免疫；‘元缽黑豆’、‘小白花黑豆’、‘黑黑豆’、‘PI437654’、‘落葉黑豆’、‘赤不流黑豆’、‘大黑豆’、‘三股條黑豆’、‘黑滾豆’、‘崖奴小黑豆’和‘泰興牛毛黃乙’等種質(zhì)材料對4號小種表現(xiàn)高抗或接近免疫，可作為抗4號生理小種的育種骨干親本材料，特別是‘PI437654’目前是正在利用的抗大豆孢囊線蟲4號小種的育種骨干親本材料（表3）。

表3 大豆種質(zhì)資源對大豆孢囊線蟲4號生理小種抗性鑒定結(jié)果

2．2 大豆孢囊線蟲3號和4號生理小種對部分大豆種質(zhì)的毒力比較

通過盆栽試驗進行了大豆孢囊孢蟲3號和4號生理小種對20個大豆品種與資源的毒力強弱的初步比較，從表4中可以看出，‘09C277－2’、‘09C195－2’、‘09C1428－1’、‘09C209－2’和‘抗線8號’這5個大豆種質(zhì)，對3號生理小種表現(xiàn)為免疫，而對4號生理小種 表 現(xiàn) 為 中 抗、感 病 或 高 感。 ‘09C215－3’、‘09C1305－1’、‘09C1352－1’、‘09C183－2’、‘09C153－2’、‘09C234－2’、‘09C292－3’和‘09C165－1’這8個種質(zhì)資源，對大豆孢囊線蟲3號生理小種表現(xiàn)為高抗，而對4號生理小種表現(xiàn)為中抗或感??；‘09C290－1’、‘09C101－3’、‘09C226－1’、‘中牟鐵角二糙’、‘二葉子黃豆’、‘沙縣烏豆’和‘信陽羊眼豆’這7個種質(zhì)資源對3號生理小種表現(xiàn)為中抗，而對4號生理小種表現(xiàn)為感病。測定結(jié)果表明大豆品種資源對大豆孢囊線蟲3號和4號生理小種的抗性表現(xiàn)有明顯差異。此外，4號生理小種在所測大豆種質(zhì)資源上的單株孢囊平均數(shù)，都高于用3號生理小種所做的測定，表明大豆孢囊線蟲3號和4號生理小種對這些大豆種質(zhì)資源的毒力有明顯差異，4號生理小種對這些大豆種質(zhì)資源的毒力比3號生理小種強。

表4 大豆種質(zhì)資源對大豆孢囊線蟲3號和4號生理小種的抗性比較

3 討論

采用來自黑龍江的大豆孢囊線蟲3號生理小種對300個大豆種質(zhì)資源進行的抗性鑒定結(jié)果表明，73．7%的大豆品種表現(xiàn)為感病或高感，表明這些種質(zhì)資源不宜在東北大豆孢囊線蟲3號小種的發(fā)生區(qū)域推廣種植；而‘福壽’、‘河南早豐1號’、‘黑河51’和‘九農(nóng)22’等67個種質(zhì)資源表現(xiàn)為高抗或者中抗，可以在東北地區(qū)進行適當(dāng)面積種植，而‘中黃26’、‘東農(nóng)4號’和‘抗線8號’等12個免疫的品種，可以和高抗或中抗品種在東北地區(qū)進行輪作種植，一方面可降低田間大豆孢囊線蟲群體密度，另一方面可降低品種抗性的選擇壓力，從而有效減輕大豆孢囊線蟲的危害。

從300個大豆種質(zhì)資源對采自河北廊坊的大豆孢囊線蟲4號生理小種的抗性鑒定結(jié)果可以看出，70．9%的大豆種質(zhì)資源表現(xiàn)為感病或高感，這些種質(zhì)資源不宜在河北地區(qū)推廣種植。在測定的種質(zhì)資源中，有‘元缽黑豆’、‘小白花黑豆’和‘黑黑豆’等8個表現(xiàn)為免疫，‘三股條黑豆’、‘崖奴小黑豆’、‘落葉黑豆’和‘黑粒中品03－5296’等18個種質(zhì)資源表現(xiàn)為高抗而‘綏07－1671’、‘八月白’、‘鐵莢青’和‘壓破車’等51個種質(zhì)資源表現(xiàn)為中抗。在河北地區(qū)通過對這些表現(xiàn)免疫、高抗或中抗的種質(zhì)資源進行合理的品種布局與輪作種植，可以較好地控制大豆孢囊線蟲的危害。

對大豆孢囊線蟲3號生理小種和4號生理小種的毒力比較發(fā)現(xiàn)，所測定的20個大豆種質(zhì)資源對這兩個生理小種的敏感性有明顯不同，大多數(shù)的種質(zhì)資源用4號生理小種接種時，其根系的孢囊數(shù)要明顯多于用3號生理小種接種的數(shù)目，這表明大豆孢囊線蟲4號生理小種對這些大豆種質(zhì)資源的毒力要高于3號生理小種，這可能與大豆孢囊線蟲不同生理小種間的毒性基因差異有關(guān)，大豆孢囊線蟲生理小種與不同大豆品種之間的親和互作研究有待開展。

大力推廣抗病品種在控制大豆孢囊線蟲危害和保障大豆產(chǎn)量中發(fā)揮著非常重要的作用，在不同的大豆孢囊線蟲生理小種分布區(qū)域，通過輪作種植與其相對應(yīng)的免疫、高抗和中抗品種，可以有效地減輕大豆孢囊線蟲病的發(fā)生和危害。本研究所鑒定出的抗病品種與資源，不僅對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用抗病品種合理布局具有指導(dǎo)意義，而且為大豆抗孢囊線蟲病的品種培育提供了重要的抗源材料。

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