水稻細(xì)條病田間抗性鑒定及指標(biāo)評(píng)價(jià)

馬增鳳+劉馳+張?jiān)滦?秦鋼+李永清+譚建林+黃大輝

摘 要 以50份水稻材料為研究對(duì)象進(jìn)行田間細(xì)條病抗性觀察鑒定，對(duì)病斑占總?cè)~面積率（病斑占比）、病斑長(zhǎng)度、病葉率和病情指數(shù)等抗性指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)和主成分分析，研究3個(gè)指數(shù)間及其與劍葉寬度的相關(guān)性。結(jié)果表明：病斑占比是田間評(píng)價(jià)細(xì)條病發(fā)病情況的理想指標(biāo)；病斑長(zhǎng)度是唯一與劍葉寬度存在極顯著相關(guān)的指數(shù)；按照病斑占比（IRRI標(biāo)準(zhǔn)），5份材料L424、L425、L427、L433和L443表現(xiàn)為中抗（10%），15份表現(xiàn)為中感（30%），20份表現(xiàn)為感?。?0%），10份表現(xiàn)為高感（20%）。

關(guān)鍵詞 水稻 ；細(xì)條病 ；抗性 ；標(biāo)準(zhǔn)

分類號(hào) S453.121

Elevation of Disease Index and Identification of Resistance to

Rice Bacterial Leaf Streak in Field

MA Zengfeng1） LIU Chi1） ZHANG Yuesong1）

QIN Gang1） LI Yongqing2） TAN Jianlin2） HUANG Dahui1）

（1 Rice Research Institute / Rice Genetics and Breeding Key Lab of Guangxi /

Nanning Subcenter of the National Center for Rice Improvement， Guangxi Academy

of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi 530007， China

2 Guangxi Hengmao Agro-Tech Co.， Ltd， Nanning， Guangxi 530003， China）

Absract In the late season of 2014， bacterial leaf streak outbroke after the typhoon Kalmaegi at tillering and booting stage of rice. The resistance of 50 rice lines to BLS was evaluated in field conditions. The correlation or principal component analysis was carried out to study disease index. Disease index and flag leaf width was analyzed for correlations. The results indicated lesion area rate proposed by IRRI seemed to be an ideal standard for BLS resistance identification in field conditions. Lesion length was the only index that had significant correlation with flag leaf width. According to the lesion area rate proposed by IRRI， 5 lines L424， L425， L427， L433 and L443 was moderately resistant to BLS by 10%； 15 lines （30%） was moderately susceptible； 20 lines （40%） was susceptible； 10 lines was highly susceptible.

Keywords rice ； bacterial leaf streak ； resistance ； standard

水稻細(xì)條病由病原菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola， Xoc）引起，是一種世界性水稻病害，對(duì)亞洲和非洲的熱帶和亞熱帶水稻生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害[1]。在流行爆發(fā)年份，細(xì)條病能造成高達(dá)32%的產(chǎn)量損失。從20世紀(jì)70年代中期起，隨著雜交水稻種植面積的增加，雜交種子南制北運(yùn)日漸頻繁，使檢疫性細(xì)條病危害范圍逐步擴(kuò)大，形成逐年加重的趨勢(shì)[2]。培育抗病品種是防治細(xì)條病最為有效的方法之一，而抗性品種的培育和推廣必須有相配套的簡(jiǎn)便、高效和準(zhǔn)確的鑒定方法。細(xì)條病的鑒定主要有人工接種鑒定和大田自然鑒定2種。關(guān)于人工接種鑒定方法，主要從接種方法、接種菌濃度、接種時(shí)期及病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行研究[3-4]。目前人工接種常用的方法為針刺法接種，再測(cè)量病斑長(zhǎng)度以評(píng)價(jià)發(fā)病情況[5-7]。而田間抗性評(píng)價(jià)目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。煉德進(jìn)[8]以病斑所占葉面積為準(zhǔn)，將病情分為0～5級(jí)，以病葉率和病情指數(shù)2個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)田間細(xì)條病發(fā)病情況。韋發(fā)才等[9]參照水稻白葉枯病病情指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以病情指數(shù)為指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)細(xì)條病發(fā)病情況。羅志勇等[10]按照IRRI標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出病情指數(shù)來(lái)反應(yīng)細(xì)條病田間發(fā)病情況。酈子華認(rèn)為，細(xì)條病調(diào)查應(yīng)調(diào)查病葉率和病情指數(shù)等內(nèi)容，病情指數(shù)和病葉率密切相關(guān)，通過(guò)病葉率可推算出病情指數(shù)。

本研究采用國(guó)際水稻所（IRRI）提出的標(biāo)準(zhǔn)[11]對(duì)田間細(xì)條病抗性進(jìn)行調(diào)查，以病斑占比為指標(biāo)對(duì)發(fā)病情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算出病情指數(shù)，對(duì)病斑占比和病情指數(shù)及在國(guó)內(nèi)其他標(biāo)準(zhǔn)中常用的病葉率和病斑長(zhǎng)度進(jìn)行相關(guān)分析，對(duì)抗病標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)；分析劍葉寬度對(duì)抗性的影響；通過(guò)田間抗性調(diào)查希望獲得可供育種利用的抗性材料。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為本課題組自主培育的50份不同基因型穩(wěn)定遺傳的水稻材料。試驗(yàn)地為廣西農(nóng)科院水稻研究所試驗(yàn)田。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

所有材料浸種催芽，于7月24日播秧，8月7日移栽，每份材料種一小區(qū)，按隨機(jī)區(qū)組排列，面積2 m2，株行距13.3 cm×20.0 cm，小區(qū)四周插種當(dāng)?shù)仄贩N作保護(hù)行， 株行距與試驗(yàn)材料相同。各小區(qū)栽培管理措施一致。

1.2.2 調(diào)查方法

調(diào)查時(shí)間為臺(tái)風(fēng)過(guò)后2個(gè)星期，田間細(xì)條病癥狀最明顯時(shí)調(diào)查。每小區(qū)隨機(jī)選取10株，調(diào)查所有葉片。病情分級(jí)，按照國(guó)際水稻所標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)，沒(méi)有癥狀，高抗；1級(jí)，病斑占葉面積小于1%，抗；3級(jí)，病斑占葉面積為1%～5%，中抗；5級(jí)，病斑占葉面積為6%～25%，中感；7級(jí)，病斑占葉面積為26%～50%，感；9級(jí)，病斑占葉面積為51%～100%，高感。病斑長(zhǎng)度、劍葉寬度用尺子直接測(cè)量。計(jì)算出每份材料的病葉率及病斑長(zhǎng)度、劍葉寬度、病斑面積占比的平均數(shù)（表1）。病情指數(shù)（%）=∑（各級(jí)病葉數(shù)×各級(jí)代表值）/（調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級(jí)代表值）×100。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel進(jìn)行相關(guān)分析，利用Minitab軟件進(jìn)行正態(tài)性分布檢驗(yàn)、主成分和多變量聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 田間調(diào)查結(jié)果

各抗性指數(shù)和劍葉寬度的田間調(diào)查結(jié)果如表1所示。如表2所示：病斑占比最小值為5%，最大值為90%，均值為34.3%；病斑長(zhǎng)度最小值為1.5 cm，最大值為7.0 cm，均值為4.4 cm；病葉率最小值為1%，最大值為100%，均值為15.1%；病情指數(shù)最小值為0.27，最大值為81.0，均值為10.18；劍葉寬度最小值為1.0 cm，最大值為2.0 cm，均值為1.46 cm。經(jīng)正態(tài)性分布檢驗(yàn)，田間所調(diào)查性狀均不符合正態(tài)性分布（P<0.05）（表2）。

2.2 相關(guān)性分析

如表3所示，病斑占比與病斑長(zhǎng)度、病葉率均存在極顯著正相關(guān)，劍葉寬度只與病斑長(zhǎng)度存在正相關(guān)。此外，病葉率與病情指數(shù)間也存在極顯著正相關(guān)性。相關(guān)分析結(jié)果表明，病斑占比是所研究指數(shù)中唯一能與病斑長(zhǎng)度和病葉率一同反應(yīng)所研究材料田間抗性的指標(biāo)（病情指數(shù)由病情占比推算而來(lái)，故不進(jìn)行二者的相關(guān)性分析）。

2.3 不同抗性指數(shù)聚類和主成分分析

對(duì)病斑占比（C1）、病斑長(zhǎng)度（C2）、病葉率（C3）和病情指數(shù)（C4）進(jìn)行聚類和主成分分析。聚類分析結(jié)果（圖1）表明：在相似系數(shù)73.45處，4個(gè)抗性指數(shù)分為2支，病斑長(zhǎng)度單獨(dú)成1支，其余3個(gè)抗性指數(shù)聚成第2支；在82.30處，又可分為2支，病斑占比自成1支，病葉率和病情指數(shù)構(gòu)成另1支。

根據(jù)特征值和貢獻(xiàn)率將水稻細(xì)條病3個(gè)直接觀察抗性指標(biāo)，即病斑占比、病斑長(zhǎng)度和病葉率轉(zhuǎn)化為4個(gè)主成分。由表4可看出，第一個(gè)主成分（PC1）的特征值為2.662 7，貢獻(xiàn)率最大為0.666；第二個(gè)主成分特征值為0.956 7，貢獻(xiàn)率為0.239；其他2個(gè)主成分的特征值和貢獻(xiàn)率依次減小。前2個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率為0.905（表4），說(shuō)明前2個(gè)主成分因子能夠很好說(shuō)明水稻3個(gè)直接觀察抗性指標(biāo)的特性。

利用Minitab計(jì)算2個(gè)主成分PC1和PC2的因子負(fù)荷量。如表5所示，對(duì)于貢獻(xiàn)率最大的主成分（PC1），病斑占比（C1）、病斑長(zhǎng)度（C2）和病葉率（C3）的負(fù)荷量分別是0.654、 0.497和0.571。由于病斑占比的負(fù)荷量最大，因此將一個(gè)主成分（PC1）稱為病斑占比因子。對(duì)于第二主成分（PC2），病斑占比（C1）、病斑長(zhǎng)度（C2）和病葉率（C3）的負(fù)荷量分別為-0.081、0.796和-0.600。由于病斑長(zhǎng)度的負(fù)荷量最大，因此將2個(gè)主成分（PC2）稱為病斑長(zhǎng)度因子。

2.4 抗性材料篩選

按照國(guó)家水稻所標(biāo)準(zhǔn)，以病斑占比為指標(biāo)，對(duì)50份材料進(jìn)行抗性鑒定，沒(méi)有材料表現(xiàn)為抗或高抗，5份材料（5%）表現(xiàn)為中抗，15份（30%）為中感，20份（40%）為感，10份（20%）為高感（表6）。

3 結(jié)論與討論

對(duì)于細(xì)條病田間抗性鑒定，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在不同的鑒定系統(tǒng)中，一般以病斑占比為指標(biāo)，然后按照不同的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出病情指數(shù)來(lái)反應(yīng)田間發(fā)病程度[8-10]。在不同的鑒定標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中，病斑占比是一個(gè)較為統(tǒng)一的客觀指標(biāo)，最大差異是分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的不一致，因此導(dǎo)致推算出的病情指數(shù)存在差異。本研究相關(guān)分析結(jié)果表明，病斑占比是所研究指數(shù)中唯一能與其他直接觀察抗性指標(biāo)一同反應(yīng)所研究材料田間抗性的指標(biāo)。進(jìn)一步的聚類和主成分分析結(jié)果也表明，病斑占比最能體現(xiàn)田間抗性情況。由上所述，筆者建議在以病斑占比為統(tǒng)一客觀指標(biāo)前提下，統(tǒng)一制定出較為科學(xué)合理的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，然后推算出病情指數(shù)，以便更好地對(duì)田間細(xì)條病抗性情況進(jìn)行鑒定。

王漢榮等[12]展開(kāi)關(guān)于水稻葉片形態(tài)與細(xì)菌性條斑病抗性的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在噴霧接種條件下，葉片較寬的水稻品種的病斑占葉面積率較大，表現(xiàn)為更容易感病。但本研究發(fā)現(xiàn)，在田間自然發(fā)病條件下，病斑占比與劍葉寬度沒(méi)有顯著相關(guān)性，只有病斑長(zhǎng)度與品種劍葉寬度之間存在極顯著相關(guān)。病斑長(zhǎng)度是針刺法人工接種鑒定中常用的指標(biāo)，較少利用在田間抗性鑒定中。但是前期研究發(fā)現(xiàn)，在人工接種鑒定中，病斑長(zhǎng)度與品種劍葉寬度之間不存在顯著相關(guān)性[12]。筆者認(rèn)為，導(dǎo)致上述不一致的主要原因是田間自然發(fā)病、噴霧接種和人工針刺接種3者間發(fā)病條件和環(huán)境不同。因此，有必要針對(duì)田間自然鑒定制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

稻種資源中存在較為豐富的的細(xì)條病的抗性資源[13]，但是高抗的資源較少，且大多數(shù)來(lái)自熱帶地區(qū)，農(nóng)藝綜合性狀較差，難于在育種上直接利用。本研究獲得5份適合華南稻作生態(tài)種植的中抗細(xì)條病材料，對(duì)于豐富華南稻區(qū)的抗細(xì)條病資源有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] Nino-Liu D O， Ronald P C， Bogdanove A J. Xanthomonas oryzae pathovars： model pathogens of a model crop [J]. Molecular Plant Pathology， 2006（7）： 303-324.

[2] He W A， Huang D H， Li R B， et al. Identification of a resistance gene bls1 to bacterial leaf streak in wild rice Oryza rufipogon Griff [J]. Journal of Integrative Agriculture， 2012， 11（6）： 962-969.

[3] 農(nóng)秀美，廖恒登，劉志明. 水稻品種對(duì)細(xì)菌性條斑病抗性鑒定方法研究[J]. 廣西植保，1992（3）： 5-9.

[4] 文艷華，何月秋，黃瑞榮，等. 水稻細(xì)菌性條斑病抗性鑒定方法研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1994，6（2）：112-117.

[5] 唐定中，李維明. 水稻細(xì)菌性條斑病的抗性遺傳[J].福建農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，27（2）：133-137.

[6] 周明華，許志剛，粟寒，等. 兩個(gè)秈稻品種對(duì)水稻細(xì)菌性條斑病抗性遺傳的研究[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，22 （4）：27-29.

[7] 黃大輝，岑貞陸，劉 馳，等. 野生稻細(xì)菌性條斑病抗性資源篩選及遺傳分析[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2008，9（1）：11-14.

[8] 煉德進(jìn). 水稻細(xì)菌性條斑病大田藥劑防治試驗(yàn)[J]. 廣西植保，2003，16（1）：5-6.

[9] 韋發(fā)才，何彥平，楊再豪，等. 水稻細(xì)菌性條斑病田間藥效試驗(yàn)[J]. 廣西植保，2008，21（1）：3-4.

[10] 羅志勇，楊學(xué)軍，朱明祥，等. 防治水稻細(xì)菌性條斑病藥效試驗(yàn)[J]. 湖北植保，2011（2）：37-38.

[11] IRRI （International Rice Research Institute）. Standard evaluation system for rice，4th edn. Manila， 1996（2）： 20.

[12] 忘漢榮，謝關(guān)林. 水稻葉片形態(tài)與細(xì)菌性條斑病抗性的關(guān)系. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，1993（4）：167-169.

[13] 賀文愛(ài)，黃大輝，岑貞陸，等. 水稻細(xì)菌性條斑病和抗性育種研究進(jìn)展. 植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2010，11（1）：116-119.