廣西野生稻稻瘟病抗性鑒定及抗源地理分布

陳燦　郭輝　張曉麗　劉百龍　秦學(xué)毅　馮銳

摘要：[目的]明確廣西野生稻對(duì)稻瘟病的抗性，為水稻抗瘟育種和挖掘抗瘟基因提供抗源材料。[方法]采用人工接種鑒定方法分別在苗期和孕穗期對(duì)廣西野生稻進(jìn)行稻瘟病混合菌株（ZA1、ZB1、ZB15和ZC15）接種，調(diào)查不同野生稻材料對(duì)葉瘟和穗頸瘟的抗性級(jí)別，統(tǒng)計(jì)抗感材料，并依據(jù)抗病材料地理來源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。[結(jié)果]從普通野生稻中鑒定出抗葉瘟材料188份、抗穗頸瘟材料9份，占比分別為11.85%和0.58%；從藥用野生稻中鑒定出抗葉瘟材料73份、抗穗頸瘟材料5份，占比分別為36.68%和2.54%；從普通野生野和藥用野生稻中分別鑒定出兼抗葉瘟和穗頸瘟的材料9和4份，占比分別為0.58%和2.03%。貴港和梧州等地是廣西野生稻抗稻瘟病材料最多的地區(qū)。[結(jié)論]廣西野生稻抗葉瘟資源較豐富，但抗穗頸瘟或兼抗葉瘟、穗頸瘟的資源較匱乏，需進(jìn)一步挖掘抗穗頸瘟及兼抗葉瘟和穗頸瘟材料。

關(guān)鍵詞：野生稻；稻瘟??；抗性；地理分布；廣西

中圖分類號(hào)：S435.119 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2017）11-1999-05

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引言

[研究意義]稻瘟病是由子囊菌（Magnaporthegrisea）引起的真菌性病害，是水稻最普遍和毀滅性病害之一，嚴(yán)重危害全球糧食安全和限制世界主要水稻產(chǎn)區(qū)水稻產(chǎn)量。生產(chǎn)中主要采用化學(xué)防治、抗性品種選育、生物防治、栽培管理等方法進(jìn)行稻瘟病防治（溫小紅等，2013），其中抗性品種選育被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)、綠色、有效的方法（杜太宗等，2015；徐小金等，2016），而優(yōu)異種質(zhì)資源是品種選育的前提和基礎(chǔ)。因此，鑒定評(píng)價(jià)種質(zhì)資源可為水稻抗瘟育種和抗瘟基因挖掘提供新的抗源材料。[前人研究進(jìn)展]在各種災(zāi)害和不良環(huán)境的自然條件選擇下野生稻形成了豐富的遺傳多樣性，且含有一定比例的抗稻瘟病資源（李容柏和秦學(xué)毅，1994；云勇和韓義勝，2014），許多研究者已對(duì)各地野生稻開展了大量的鑒定與評(píng)價(jià)工作。李友榮等（2001）從100份湖南普通野生稻中鑒定出2份稻瘟病抗性種質(zhì)。李湘民等（2006）采用混合菌株接種法對(duì)222份江西省東鄉(xiāng)野生稻進(jìn)行了2年重復(fù)抗性鑒定，篩選出中抗稻瘟病材料2份。楊明摯等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，云南景洪的直立型普通野生稻中含有Pi-ta⁺等位基因，可借助雜交育種或基因工程等手段對(duì)栽培稻進(jìn)行抗瘟改良。潘大建等（2008）鑒定了108份高州普通野生稻樣本的稻瘟病抗性，篩選出中抗材料3份。唐清杰等（2010，2013）鑒定了410份海南普通野生稻的稻瘟病抗性，從中篩選出中抗材料138份，占供試材料的33.6%；另外調(diào)查了2461份材料的田間自然抗病性，從中鑒定出自然抗病材料14份。[本研究切入點(diǎn)]廣西是我國(guó)現(xiàn)存野生稻分布點(diǎn)最多的?。▍^(qū)）之一，具有豐富的野生稻資源（鄧國(guó)富等，2012）。韋燕萍等（2009）從廣西1500份普通野生稻和113份藥用野生稻中分別鑒定出抗葉瘟材料3份和18份。葉瘟和穗瘟是稻瘟病最常見也是最嚴(yán)重類型，但近年來對(duì)廣西野生稻穗頸瘟鑒定及地理抗源分布的研究尚未見報(bào)道。[擬解決的關(guān)鍵問題]采用人工接種鑒定方法對(duì)來自廣西的1786份野生稻進(jìn)行稻瘟病抗性鑒定，以挖掘抗瘟資源，為水稻抗瘟育種提供可靠的抗源材料。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料為來自廣西13個(gè)地區(qū)的1786份野生稻資源，含普通野生稻（以下簡(jiǎn)稱普野）1587份，其中苗期鑒定1587份，穗期鑒定1553份；藥用野生稻（以下簡(jiǎn)稱藥野）199份，其中苗期鑒定199份，穗期鑒定197份；對(duì)照分別為感病品種麗江新團(tuán)黑谷和抗病品種Tetep。接種菌種為ZA1、ZB1、ZB15和ZC15等4個(gè)稻瘟病菌生理小種的混合菌種（由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所提供）。

1.2接種和鑒定

苗期葉瘟抗性鑒定：野生稻種莖再生苗長(zhǎng)至3-5葉齡時(shí)用配制好的孢子液人工噴霧接種，接種后用遮光膜覆蓋，26-28℃保濕24h后揭膜，然后在自然條件下培養(yǎng)。

穗頸瘟抗性鑒定：在孕穗期進(jìn)行人工注射接種。

接種菌液為1×10⁵～3×10⁵個(gè)/mL的孢子懸浮液。接種7-10d后調(diào)查記載發(fā)病情況。普野和藥野均采用供試混合菌種接種。

1.3調(diào)查方法

葉瘟按國(guó)際水稻研究所9級(jí)制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查記錄，0級(jí)：無病斑；1級(jí)：針頭狀大小的褐點(diǎn)型病斑；2級(jí)：稍大病斑；3級(jí)：小圓形稍長(zhǎng)的灰色病斑，病斑直徑1～2mm；4級(jí)：紡錘形病斑，長(zhǎng)1-2cm，危害面積小于葉面積的2%；5級(jí)：典型病斑，危害葉面積為2%-10%；6級(jí)：典型病斑，危害葉面積為11%-25%；7級(jí)：典型病斑，危害葉面積為26%-50%；8級(jí)：典型病斑，危害葉面積為51%-75%；9級(jí)：典型病斑，危害葉面積為76%～100%。穗瘟按國(guó)際水稻研究所9級(jí)制標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查記錄，0級(jí)：無??；1級(jí)：<5%（個(gè)別枝梗發(fā)?。?；3級(jí)：5%-20%（三分之一的枝梗發(fā)?。?級(jí)：20%-50%（穗頸發(fā)病或主軸發(fā)?。?；7級(jí)：50%70%（穗頸發(fā)病）；9級(jí)：70%-100%（穗頸發(fā)?。↖RRI，2002）。0-3級(jí)為抗病（R），5-9級(jí)為感?。╯），葉瘟和穗頸瘟均以最高級(jí)為鑒定結(jié)果。

2結(jié)果與分析

2.1普野抗瘟性鑒定結(jié)果

由表1可知，普野苗期葉瘟鑒定的1587份材料中有抗病材料188份（占11.85%），其中1級(jí)抗性7份（占0.44%）、2級(jí)抗性127份（占8.00%）、3級(jí)抗性54份（占3.40%）；感病材料1399份（占88.15%）。穗頸瘟鑒定的1553份材料中有抗病材料9份（占0.58%），其中0級(jí)抗性3份（占0.19%）、3級(jí)抗性6份（占0.39%）；感病材料1544份（占99.42%）。

2.2藥野抗瘟性鑒定結(jié)果

由表1可知，藥野苗期葉瘟鑒定的199份材料中有抗病材料73份（占36.68%），其中2級(jí)抗性58份（占29.15%）、3級(jí)抗性15份（占7.54%）；感病材料126份（占63.32%）。穗頸瘟鑒定的197份材料中有抗病材料5份（占2.54%），其中0級(jí)抗性4份（占2.03%）、3級(jí)抗性1份（占0.51%）；感病材料192份（占97.46%）。

2.3野生稻抗瘟性比較分析結(jié)果

從表1可看出，野生稻抗病材料比例依次為：普野穗頸瘟（0.58%）<藥野穗頸瘟（2.54%）<普野葉瘟（11.85%）<藥野葉瘟（36.68%），說明野生稻抗葉瘟材料較豐富，而抗穗頸瘟材料較匱乏。野生稻平均抗性級(jí)數(shù)依次為：藥野葉瘟（3.43）<普野葉瘟（4.62）<藥野穗頸瘟（8.07）<普野穗頸瘟（8.45），說明野生稻的葉瘟抗性優(yōu)于穗頸瘟抗性，同時(shí)，藥野的抗瘟性優(yōu)于普野。野生稻抗瘟性變異系數(shù)依次為：普野穗頸瘟（13.17%）<藥野穗頸瘟（21.52%）<普野葉瘟（30.22%）<藥野葉瘟（30.38%），說明普野材料的穗頸瘟抗性較集中，普野和藥野的葉瘟抗性較分散。

統(tǒng)計(jì)野生稻葉瘟、穗瘟數(shù)據(jù)均完整的材料（普野材料1553份，藥野材料197份）并將其分為4類：葉瘟R且穗頸瘟R、葉瘟R且穗頸瘟S、葉瘟S且穗頸瘟R、葉瘟S且穗頸瘟s，然后制成表2。從表2可看出，普野和藥野的葉瘟R且穗頸瘟R材料分別為9和4份，占比為0.58%和2.03%，說明兼抗葉瘟和穗頸瘟的材料較匱乏；當(dāng)藥野和普野材料葉瘟表現(xiàn)為s時(shí)，其穗頸瘟感病占葉瘟感病材料的比率分別為99.21%（125/126）和100.00%（1366/1366），說明野生稻材料葉瘟表現(xiàn)感病對(duì)穗頸瘟亦表現(xiàn)感病，葉瘟感病可作為判斷穗頸瘟感病的一個(gè)重要指標(biāo)。

2.4野生稻抗稻瘟病材料的地理分布情況

對(duì)稻瘟病表現(xiàn)抗病的野生稻材料按地理分布統(tǒng)計(jì)得表3。從表3可看出，不同來源地野生稻抗稻瘟病材料總份數(shù)前5位排序?yàn)椋嘿F港（96份）>梧州（51份）>南寧（31份）>玉林（30份）>來賓（27份）。普野葉瘟抗性材料分布較廣，前3位排序?yàn)椋嘿F港（81份）>來賓（26份）>南寧（23份）。藥野葉瘟抗性材料分布較集中，絕大部分來自梧州（42份），其次是玉林（13份）。普野和藥野的穗頸瘟抗性材料不僅數(shù)量少（分別為9和5份），且分布的地區(qū)也很窄，普野穗頸瘟抗性材料主要分布在貴港（6份），藥野穗頸瘟抗性材料主要分布在玉林（3份）。

3討論

本研究4個(gè)稻瘟病菌生理小種混合接種結(jié)果表明，從廣西1587份普野和199份藥野中分別鑒定出抗葉瘟材料188和73份，所占比例較高，與韋燕萍等（2009）的研究結(jié)果一致；從1553份普野和197份藥野中分別鑒定出抗穗頸瘟材料9和5份，分別鑒定出兼抗葉瘟和穗頸瘟材料9和4份。本研究葉瘟調(diào)查分為9級(jí)，但不同的研究者對(duì)抗感級(jí)別分類存在分歧，韋燕萍等（2009）將0-5級(jí)歸為抗病，7-9級(jí)為感??；唐清杰等（2010）、任月坤等（2015）將0-4級(jí)歸為抗病，5-9級(jí)歸為感病；而多數(shù)研究者將0-3級(jí)歸為抗病，4-9級(jí)歸為感病（李彬等，2014；顏群等，2014；朱亞軍等，2016），因此，不同的調(diào)查方法會(huì)對(duì)抗感材料數(shù)量產(chǎn)生影響。

普野是雜合體，多代自交和多代抗蟲鑒定可獲得純合的高抗材料（馮銳等，2012）。本研究鑒定的高抗稻瘟病材料也是從抗性等級(jí)較低的材料中自交套袋，通過多次鑒定分離出抗性等級(jí)更高的材料。植物垂直抗病性（Vertical resistance）具有特異性或?qū)；?，即?duì)某些生理小種免疫或高抗，但對(duì)另一些生理小種表現(xiàn)感病，因而不同的菌株接種產(chǎn)生的抗病等級(jí)會(huì)存在差異。因此，對(duì)于非抗病材料需進(jìn)一步開展其他菌株接種試驗(yàn)，才能全面評(píng)價(jià)材料的抗病性并挖掘出更多的抗病材料。

4結(jié)論

廣西野生稻抗葉瘟資源較豐富，但抗穗頸瘟或兼抗葉瘟、穗頸瘟的資源較匱乏，需開展進(jìn)一步試驗(yàn)挖掘抗穗頸瘟或兼抗葉瘟、穗頸瘟的材料，以豐富育種資源，為水稻抗瘟育種提供更多的抗源材料。

（責(zé)任編輯麻小燕）