駐馬店地區(qū)小麥黃花葉病害病原鑒定與品種抗性評價

金 艷，宋佳靜，朱統(tǒng)泉，白 冬，王紅梅

(駐馬店市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 小麥所，河南 駐馬店 463000)

駐馬店地區(qū)小麥黃花葉病害病原鑒定與品種抗性評價

金 艷，宋佳靜，朱統(tǒng)泉*，白 冬，王紅梅

(駐馬店市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 小麥所，河南 駐馬店 463000)

為了解駐馬店地區(qū)小麥黃花葉病病毒分離物的類型及該地區(qū)主要推廣小麥品種對小麥黃花葉病的抗性表現(xiàn)，對駐馬店地區(qū)13個不同地點同一小麥品種上病毒分離物進行鑒定，并在同一田間試驗條件下，對駐馬店地區(qū)主要推廣的12個小麥品種進行田間抗性評價。結(jié)果表明，隨機選取的13個地點中有4個地點的樣品中檢測出小麥黃花葉病毒(WYMV)，占總樣品的30.8%，所有地點均未檢測到中國小麥花葉病毒(CWMV)。在供試的12個小麥品種中，豫農(nóng)416和衡觀35表現(xiàn)為高抗，占供試品種的16.7%；泛麥8號和華育198表現(xiàn)為中抗或中感，占供試品種的16.7%；另外8個品種則表現(xiàn)為感病，占供試品種的66.6%。不同小麥品種在病圃區(qū)的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素存在較大差異。以上結(jié)果表明，WYMV在駐馬店地區(qū)有一定范圍的分布，暫未檢測到CWMV；該地區(qū)主推的小麥品種中豫農(nóng)416和衡觀35對小麥黃花葉病具有一定的抗性。

小麥； 小麥黃花葉病毒； 駐馬店地區(qū)； 病毒鑒定； 抗性評價

20世紀(jì)70年代，我國長江、黃淮以及陜西渭河流域相繼發(fā)現(xiàn)小麥黃花葉病，感病小麥一般減產(chǎn)10%～30%，嚴(yán)重時甚至絕收。我國小麥黃花葉病主要是由小麥黃花葉病毒(wheat yellow mosaic virus，WYMV)和中國小麥花葉病毒(Chinese wheat mosaic virus，CWMV)引起，其均以土傳真菌——禾谷多黏菌(Polymyxagraminis)為介體進行傳播[1]。由于禾谷多黏菌產(chǎn)生的休眠孢子堆具有極強的抗逆性，其傳播的小麥病毒一旦傳入無病田就很難徹底根除，對我國小麥生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響。近年來，適時輪作、改種非禾谷多黏菌寄主作物、土地休耕、推遲播期、增施有機肥以及春季返青期增施氮肥等措施可以在一定程度上減輕病害發(fā)生。但是禾谷多黏菌的厚壁休眠孢子堆可以抵御外界干旱、水淹、極端溫度等不良環(huán)境，能在土壤中長期存活，持續(xù)傳毒，化學(xué)藥劑難以殺死或抑制禾谷多黏菌。因此，選種抗病品種是唯一經(jīng)濟有效的防病措施[2]。

近年來，駐馬店地區(qū)小麥種植面積一直居于全省首位，常年維持在70萬hm2以上，該區(qū)域的糧食豐欠直接影響著全省乃至全國的糧食安全。駐馬店位于豫中南地區(qū)，由于秋季作物騰茬早、灌溉條件差，普遍存在著搶墑?chuàng)寱r播種、播種過早的現(xiàn)象，且該地區(qū)的陰雨天較多，光照不足以及高感黃花葉病品種的大面積推廣，導(dǎo)致在自然條件下該地區(qū)小麥黃花葉病發(fā)病和蔓延迅猛，嚴(yán)重麥田減產(chǎn)達30%以上。張宗英等[3]采集河南省駐馬店市13個不同田塊的小麥樣品，利用RT-PCR、ELISA和Western blotting技術(shù)進行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該市有WYMV的分布。2010年以來，小麥黃花葉病更是從以前的信陽、南陽感病源區(qū)迅速擴展，截至目前駐馬店市下轄所有縣市均有小麥黃花葉病發(fā)生，并有逐漸發(fā)展成重病區(qū)的趨勢[4]。

小麥黃花葉病對小麥生長、發(fā)育、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均有很大的影響。目前，我國對禾谷多黏菌傳小麥病毒的結(jié)構(gòu)、遺傳信息等有了一定的研究[5-7]，但由于其屬于以真菌為介體的土傳病毒，至今在病毒的田間人工接種鑒定以及小麥抗病毒基因的定位、克隆等關(guān)鍵方面仍沒有突破。小麥黃花葉病的發(fā)生情況較為復(fù)雜，關(guān)于重病區(qū)的研究報道甚少。為此，在河南駐馬店重病區(qū)進行禾谷多黏菌傳小麥黃花葉病病毒類型的鑒定，并對抗病品種進行篩選評價，旨在為該區(qū)域小麥生產(chǎn)上品種合理布局和有效控制小麥黃花葉病的發(fā)生提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

儀器與試劑：全自動SM-3型酶標(biāo)儀購自北京柏萊斯特科技發(fā)展有限公司；WYMV和CWMV抗血清均由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院病毒學(xué)與生物技術(shù)研究所陳劍平實驗室提供；二抗及化學(xué)發(fā)光顯色試劑盒購自北京康為世紀(jì)生物科技有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

小麥品種：病毒類型鑒定試驗采集樣品均選感病品種矮抗58；品種抗性鑒定試驗選用在駐馬店地區(qū)有較大推廣面積的品種，分別為矮抗58、洛麥23、衡觀35、鄭麥7698、泛麥8號、蘇北麥1號、豫農(nóng)416、周麥22、中洛1號、華育198、中麥895和輪選987，共12個品種。以上試驗所用種子均由駐馬店市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計 病毒類型鑒定試驗：于2013年10月下旬將小麥種植在駐馬店地區(qū)的13個不同地點，在病害發(fā)生盛期，采集小麥病株，每個地點隨機取樣3份，每份10株，進行ELISA檢測，以分析黃花葉病病毒類型。

品種抗性鑒定試驗：在駐馬店遂平縣和興鄉(xiāng)的病圃和非病圃進行，采取隨機區(qū)組試驗設(shè)計，每個品種設(shè)置3次重復(fù)，小區(qū)面積為50 m2，四周設(shè)保護行，統(tǒng)一播種，以未發(fā)病且未檢測到病毒的田塊為非病圃對照。試驗地土壤為砂漿黑土，地塊平整，水肥條件較好，0～20 cm土壤的有機質(zhì)含量為12.5 g/kg，全氮含量為980.2 mg/kg，堿解氮62.4 mg/kg、速效磷30.8 mg/kg、速效鉀73.6 mg/kg。小麥生育期間只進行蟲害和草害的防治，不進行病害防治，成熟后適時收獲。

1.2.2 ELISA檢測 參照張宗英等[3]檢測小麥黃花葉病毒的方法對來自駐馬店不同地區(qū)的樣品進行ELISA檢測。在病害發(fā)生盛期取樣，每個樣點取10株有代表性的矮抗58植株，每個樣品取3個重復(fù)，每重復(fù)0.3 g葉片，加1.8 mL ELISA包被液(0.05 mol/L碳酸鹽緩沖溶液，pH值9.6)研磨，12 000 r/min高速離心10 min后取上清，分別用2種抗血清檢測。以粗提的WYMV和CWMV 制劑(有病毒)為陽性對照，健康葉片汁液(無病毒)為陰性對照，依據(jù)樣品與陰性對照OD450值的比值來判斷，大于2為陽性植株(+)，小于2為陰性植株(-)。

1.2.3 調(diào)查方法和判斷標(biāo)準(zhǔn) 整個小麥生育期間對所有參試品種進行統(tǒng)一記載，在黃花葉病害發(fā)病盛期(3月7日前后)進行3～4次病情調(diào)查，以發(fā)病較重的一次調(diào)查結(jié)果為準(zhǔn)。在小麥生長發(fā)育的相應(yīng)階段，對其農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀進行調(diào)查，每個品種每個重復(fù)調(diào)查10株，求其平均值。

小麥黃花葉病害嚴(yán)重程度分級參照孫炳劍等[4]改進的方法進行判斷。病情嚴(yán)重度共分為4級，即0級：無癥狀；1級：輕度花葉(即一般不產(chǎn)生明顯的條紋斑)，葉片不黃化或僅少數(shù)葉片黃化，植株矮化不明顯；2級：花葉明顯(即條紋斑明顯，但占葉面積的50%以下)，部分葉面黃化，少數(shù)葉片枯死，分蘗黃化萎縮，病株輕度矮化；3級：嚴(yán)重花葉(即條紋斑占葉面積的50%以上)，心葉扭曲或呈縮頂狀，葉片普遍黃化，部分葉片及分蘗或整株枯死，植株明顯矮化。病級劃分為5級，即輕發(fā)生(1級)、偏輕發(fā)生(2級)、中等發(fā)生(3級)、偏重發(fā)生(4級)、大發(fā)生(5級)。依據(jù)病情嚴(yán)重度、發(fā)病級別以及病株率等指標(biāo)對品種進行抗性分級，分級標(biāo)準(zhǔn)(表1)參考岳緒國等[8]、孫炳劍等[4]的方法。

表1 小麥品種對黃花葉病抗性分級標(biāo)準(zhǔn)

抗性嚴(yán)重度病級病株率/%免疫(I)000高抗(HR)110.10～10中抗(MR)21～210.1～32中感(MS)22～332.1～55感病(S)33～555.1～100

1.3 數(shù)據(jù)分析

對參試品種在發(fā)病盛期的ELISA檢測數(shù)據(jù)以及產(chǎn)量性狀調(diào)查數(shù)據(jù)等，利用Excel軟件和SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計和方差分析。同時，利用LSR(least significant ranges)多重比較法對不同品種的產(chǎn)量及其構(gòu)成三因素進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥黃花葉病病毒分離物的鑒定

采用ELISA技術(shù)檢測種植于駐馬店不同地點小麥品種矮抗58所攜帶的黃花葉病病毒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，13個不同地點中有4個地點檢測出WYMV，占總數(shù)的30.8%，所有地點均沒有檢測到CWMV(表2)，說明駐馬店地區(qū)小麥黃花葉病主要由WYMV感染所致。

2.2 不同品種田間病圃發(fā)病情況調(diào)查與抗性評價

不同品種間小麥黃花葉病害的發(fā)病情況存在明顯的差異。從表3可以看出，供試的12個品種中有豫農(nóng)416和衡觀35的發(fā)病癥狀較輕，病株率2%左右，病級表現(xiàn)為1級，屬于高抗黃花葉病品種，占參試品種的16.7%。泛麥8號表現(xiàn)為中抗，華育198表現(xiàn)為中感，共占參試品種的16.7%。其余8個品種均不同程度高感黃花葉病，占參試品種的66.6%。高感品種的病株率在82%～98%，發(fā)病嚴(yán)重度為2～3級，發(fā)病級別5級。

由此可見，目前駐馬店地區(qū)常見的種植品種中大多數(shù)為感病品種，高抗品種較少。因此，建議在發(fā)病較重的地區(qū)今后避免種植高感品種，優(yōu)先推廣豫農(nóng)416和衡觀35等抗病品種，同時應(yīng)注重抗病品種的輪替和新的抗病品種的進一步篩選。

表2 駐馬店地區(qū)不同地點小麥黃花葉病樣WYMV和CWMV檢測結(jié)果

樣品采集地WYMVOD450平均值與陰性對照比值判定結(jié)果CWMVOD450平均值與陰性對照比值判定結(jié)果驛城區(qū)水屯鎮(zhèn)小陳莊1.0454.644+0.7431.618-驛城區(qū)水屯鎮(zhèn)段莊村0.2781.236-0.8101.765-汝南縣老君廟鎮(zhèn)趙莊村0.2401.064-0.6681.455-平玉縣郭樓鎮(zhèn)前崗村0.3861.716-0.5981.303-驛城區(qū)順河鄉(xiāng)張李元村0.3061.358-0.6481.411-汝南縣羅店鄉(xiāng)楊樓村0.2601.153-0.7811.701-上蔡縣黃埠鎮(zhèn)古莊村0.8653.842+0.7741.685-上蔡縣蘆崗鎮(zhèn)李土樓村1.1044.904+0.7121.550-遂平縣常莊鄉(xiāng)高廟村0.9284.122+0.7161.560-遂平縣車站鎮(zhèn)八里鄉(xiāng)村0.1870.832-0.6271.366-遂平縣石案鋪鎮(zhèn)韓竹園村0.2261.005-0.6371.388-驛城區(qū)刀莊村0.2731.211-0.6341.381-驛城區(qū)劉閣鄉(xiāng)小高莊村0.4161.847-0.6641.446-陽性對照0.8683.857+3.4257.462+陰性對照0.2251-0.4591-

注： +代表植株中檢測到該類型的病毒；-代表植株中沒有檢測到該類型的病毒。

表3 不同小麥品種對黃花葉病的抗性反應(yīng)

品種名稱嚴(yán)重度病級病株率/%抗性評價豫農(nóng)4160～112±1.0HR衡觀350～112±2.1HR泛麥8號2218±4.7MR洛麥232～3582±3.5S華育1982332±3.5MS中洛1號2582±2.6S輪選9872～3595±3.1S周麥222～3596±3.6S鄭麥76982～3594±3.1S蘇北麥1號2～3596±1.5S中麥8952～3594±4.0S矮抗583598±1.5S

2.3 小麥黃花葉病對不同小麥品種產(chǎn)量的影響

12個小麥品種在非病區(qū)和病圃區(qū)的產(chǎn)量見圖1，經(jīng)計算，不同小麥品種在小麥黃花葉病圃區(qū)的減產(chǎn)幅度為11.87%～65.42%。其中，產(chǎn)量大于6 800.00 kg/hm2的品種只有2個，為表現(xiàn)高抗的小麥品種豫農(nóng)416和衡觀35，在病圃區(qū)產(chǎn)量為6 992.50 kg/hm2和6 811.00 kg/hm2(表4)，與非病區(qū)的產(chǎn)量7 934.60 kg/hm2和8 007.80 kg/hm2相比，減產(chǎn)幅度分別為11.87%和14.95%。此外，產(chǎn)量大于5 000 kg/hm2的小麥品種還有4個，為泛麥8號、洛麥23、輪選987、華育198，減產(chǎn)幅度為31.60%～34.85%。其余6個品種產(chǎn)量均低于4 500 kg/hm2，減產(chǎn)幅度為47.00%～65.42%。說明供試的小麥品種在病圃區(qū)內(nèi)產(chǎn)量存在明顯差異，選種抗性好的品種在小麥黃花葉病發(fā)病區(qū)可提高收獲產(chǎn)量。

圖1 小麥黃花葉病對不同小麥品種產(chǎn)量的影響

表4 小麥黃花葉病對小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

品種名稱非病區(qū)成穗數(shù)/(萬穗/hm2)穗粒數(shù)千粒質(zhì)量/g產(chǎn)量/(kg/hm2)病圃區(qū)成穗數(shù)/(萬穗/hm2)穗粒數(shù)千粒質(zhì)量/g產(chǎn)量/(kg/hm2)豫農(nóng)416657.00e33.87d48.37a7934.60bcd648.00a32.56a43.77a6992.50a衡觀35690.50bc33.30d47.37b8007.80bc565.50b33.71a42.43c6811.00a泛麥8號626.50f35.87b45.10d7917.85cd516.00de30.96bc40.77e5415.50b洛麥23662.00de31.80e43.23f7889.15d555.50bc31.36b41.80d5378.50b輪選987719.00a30.50gh43.33f7911.25d530.00cd28.64d41.10e5313.50bc華育198678.00cd31.00fg46.53c7909.65d506.50de28.61d41.77d5153.00c鄭麥7698672.00de31.27ef47.43b8178.95a568.50b24.24fg42.03cd4334.50d中洛1號734.50a30.60gh43.33f7712.85e454.50g30.13c38.17g4119.50e蘇北麥1號584.00g36.93a46.27c7724.10e517.50de23.31g37.57h3828.50f周麥22612.00f34.47c48.27a8119.35a489.00ef24.83ef41.17e3805.00f中麥895662.00de30.30h47.43b8020.15b471.00fg23.55g43.07b3794.50f矮抗58697.00b31.43ef44.40e7692.90e454.50g18.37h38.47g2660.50g

注：同列不同字母表示差異達0.05顯著水平。

2.4 小麥黃花葉病對不同小麥品種產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表4可以看出，與無病區(qū)小麥相比，病圃區(qū)的小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素(衡觀35穗粒數(shù)除外)下降，部分小麥品種達到顯著差異水平。小麥黃花葉病對不同小麥品種產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響不同，與無病區(qū)相比，病圃區(qū)的成穗數(shù)減少了9.00～242.50萬穗/hm2，穗粒數(shù)減少0.47～13.62粒(衡觀35穗粒數(shù)增加0.41粒)，千粒質(zhì)量降低了1.43～8.70 g。參試品種中僅衡觀35的穗粒數(shù)增加，分析認為可能與該品種的特性有關(guān)，該結(jié)果還有待進一步的驗證。

病圃區(qū)中豫農(nóng)416和衡觀35的產(chǎn)量三因素表現(xiàn)較好，與多數(shù)高感品種相比達到顯著差異水平。豫農(nóng)416的成產(chǎn)三因素分別為成穗數(shù)648.00萬穗/hm2、穗粒數(shù)32.56粒、千粒質(zhì)量43.77 g，衡觀35成產(chǎn)三因素分別為成穗數(shù)565.50萬穗/hm2、穗粒數(shù)33.71粒、千粒質(zhì)量42.43 g。病圃區(qū)中產(chǎn)量表現(xiàn)最差的是矮抗58，其產(chǎn)量三因素也較低，分別為成穗數(shù)454.50萬穗/hm2、穗粒數(shù)18.37粒、千粒質(zhì)量38.47 g，與病圃區(qū)產(chǎn)量居第1位的豫農(nóng)416相比，分別減少了193.50萬穗/hm2、14.19粒、5.30 g。表明小麥黃花葉病發(fā)病區(qū)抗病品種的產(chǎn)量三因素比感病品種協(xié)調(diào)性好。

3 結(jié)論與討論

小麥黃花葉病對小麥生長、發(fā)育的各個時期均產(chǎn)生較大影響，已成為限制我國小麥產(chǎn)量提高的主要因素。目前已有許多研究人員開始注重對我國WYMV的深入研究，對WYMV的病毒結(jié)構(gòu)、遺傳信息進行了分析，同時利用分子生物學(xué)技術(shù)開展功能基因定位、克隆以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)等方面也取得較大的研究進展。陳劍平等[9]對小麥黃花葉病的病原進行系統(tǒng)闡述，就目前的研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)分析。

小麥黃花葉病是由禾谷多黏菌作為傳播介體，在土壤中借助水流傳播。其休眠孢子堆抗逆性強，在土壤中可以存活多年而仍然具有傳播病毒的能力。目前，對該病害的控制除利用抗性小麥品種外，尚缺乏有效手段[10]。周益軍等[11]對我國小麥品種的黃花葉病抗性進行了詳細分析。程兆榜等[12]對我國小麥黃花葉病抗性的遺傳特性進行系統(tǒng)研究，并取得一定的成果。徐惠君等[13]成功利用基因槍介導(dǎo)法將Nib8復(fù)制酶基因?qū)雰?yōu)良小麥品種揚麥158，并獲得了4個抗小麥黃花葉病的株系。

本研究結(jié)果表明，目前河南駐馬店地區(qū)小麥黃花葉病存在一定范圍的分布，且主要是WYMV感染導(dǎo)致，暫時未檢測出CWMV。為了解駐馬店地區(qū)大面積推廣的小麥品種對黃花葉病的抗性表現(xiàn)，進一步促進該地區(qū)小麥產(chǎn)量的提高，本研究對駐馬店地區(qū)推廣面積較大的12個品種進行評價，結(jié)合駐馬店市氣候生態(tài)特點篩選出適合該地區(qū)種植的高抗黃花葉病品種豫農(nóng)416和衡觀35，建議在培育和推廣抗病品種的同時，還應(yīng)注重抗病品種的輪替和新的抗病品種的篩選。此外，小麥黃花葉病毒株變異較快，發(fā)病區(qū)域不斷擴大，且外界影響因素較為復(fù)雜，因此病毒的結(jié)構(gòu)、小麥的抗病表現(xiàn)以及遺傳機制等方面還有待進一步的深入研究。

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[12] 程兆榜,侯慶樹，周益軍，等.小麥梭條花葉病抗性的遺傳研究[J].作物學(xué)報,2000,26(3):359-364.

[13] 徐惠君,龐俊蘭,葉興國,等.基因槍介導(dǎo)法向小麥導(dǎo)入黃花葉病毒復(fù)制酶基因的研究[J].作物學(xué)報,2001,27(6):688-693.

Pathogen Identification of Wheat Yellow Mosaic Disease in Zhumadian Region and Evaluation of Wheat Cultivars Resistance

JIN Yan,SONG Jiajing,ZHU Tongquan*,BAI Dong,WANG Hongmei

(Wheat Institute,Zhumadian Academy of Agricultural Sciences,Zhumadian 463000,China)

In order to determine the virus isolates types of wheat yellow mosaic disease in Zhumadian of Henan province,and evaluate resistance of winter wheat cultivars currently promoted in Zhumadian to wheat yellow mosaic disease,from 2013 to 2014 a total of 13 wheat samples collected from different fields in Zhumadian were investigated using ELISA,and under the same field experiment conditions，the resistance of 12 common wheat cultivars was tested in the disease nursery and non-disease nursery at Suiping county.The results showed that wheat yellow mosaic virus(WYMV) was found in 4 sites(30.8% of the 13 sites),and Chinese wheat mosaic virus(CWMV) was not detected in all the sites.In 12 wheat varieties tested,two cultivars (Yunong 416 and Hengguan 35,16.7% of those tested) were highly resistant to WYMV,two cultivars (Fanmai 8 and Huayu 198,16.7% of those tested) were moderately resistant or moderately susceptible,and the remaining cultivars (66.6% of those tested) were highly susceptible.There was a big difference in the wheat yield and yield three factors between different cultivars.The results indicate that WYMV has a certain range of distribution in Zhumadian area,and CWMV is not detected yet.Yunong 416 and Hengguan 35 have a certain resistance to wheat yellow mosaic disease in the region.

wheat; wheat yellow mosaic virus(WYMV); Zhumadian area; virus identification; resistance evaluation

2015-07-29

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金資助項目(CARS-03)；駐馬店市科技攻關(guān)項目

金 艷(1983-)，女，河南開封人，助理研究員，碩士，主要從事小麥遺傳育種與栽培研究。 E-mail:jinyan609@163.com

*通訊作者：朱統(tǒng)泉(1972-)，男，河南駐馬店人，副研究員，碩士，主要從事小麥遺傳育種與栽培研究。 E-mail:zmdwheat@163.com

S435.121

A

1004-3268(2016)03-0087-05