黃淮南片麥區(qū)主栽小麥品種對(duì)赤霉病抗性分析

張彬 李金秀 王震 袁清川 李金榜

摘要 為明確黃淮南片麥區(qū)主栽小麥品種對(duì)赤霉病的抗性水平。采用人工接種鑒定的方法對(duì)黃淮南片的河南、安徽、陜西和江蘇四省的65份主栽小麥品種進(jìn)行赤霉病抗性鑒定，經(jīng)土表接種抗侵染型鑒定，中抗品種有‘徐農(nóng)0029、‘西農(nóng)511和‘保麥6號(hào)，中感品種有‘徐麥31、‘瑞華520和‘西農(nóng)3517等18份，高感品種44份；經(jīng)單花滴注接種抗擴(kuò)展型鑒定，中抗品種為‘西農(nóng)511，中感品種有‘煙5158、‘西農(nóng)889、‘西農(nóng)2000等14份，高感品種50份。由此可見，黃淮南片麥區(qū)主栽小麥品種對(duì)赤霉病抗性普遍較差，建議根據(jù)各地赤霉病發(fā)生程度，選擇適宜抗性指標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)代育種技術(shù)，逐步提高主栽小麥品種的抗性水平。

關(guān)鍵詞 小麥品種； 赤霉病； 抗性； 黃淮南片

中圖分類號(hào)： S 435.121.45

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2017271

Abstract To determine the resistance of major wheat cultivars to wheat scab in the south of Huang-Huai wheat zone， 65 varieties were identified by artificial inoculation from Henan， Anhui， Shaanxi and Jiangsu Provinces. The results of field inoculation for resistance to initial infection showed that ‘Xunong0029， ‘Xinong511 and ‘Baomai6 were medium resistant， 18 varieties like ‘Xumai31， ‘Ruihua520， ‘Xinong3517 etc. were medium susceptible， and 44 varieties were highly susceptible. The results of single spike inoculation for resistance to the spread of wheat scab within the spike showed that ‘Xinong511 was medium resistant， 14 varieties like ‘Yan5158， ‘Xinong889， ‘Xinong2000 etc. were medium susceptible，and 50 varieties were highly susceptible. Therefore， most of major wheat cultivars were susceptible to wheat scab. Wheat varieties resistant to scab should be identified and selected according to occurrence level of wheat scab. Also， modern biological technology should be used in wheat scab resistant breeding.

Key words wheat cultivar； scab； resistance； south of Huang-Huai

小麥赤霉病是由禾谷鐮刀菌Fusarium graminearum Schwabe侵染引起的一種病害，在世界溫暖潮濕和半潮濕地區(qū)廣泛發(fā)生[1]。在大流行年份，病穗率達(dá)50%～100%，產(chǎn)量損失20%～40%，甚至絕收；中度流行年份，病穗率30%～50%，產(chǎn)量損失5%～15%[2]。赤霉病不僅造成產(chǎn)量大幅下降，而且由于病粒中含有DON（脫氧雪腐鐮刀菌烯醇）為主的真菌毒素，會(huì)造成人畜中毒，從而喪失應(yīng)用價(jià)值[3]。近年來，隨著全球氣候變暖以及耕作制度的變化，小麥赤霉病的發(fā)病區(qū)域呈擴(kuò)大趨勢(shì)。在我國，赤霉病已經(jīng)由溫暖濕潤的長江中下游麥區(qū)向小麥主產(chǎn)區(qū)黃淮南片擴(kuò)展[4]。特別是2016年，河南赤霉病大發(fā)生，減產(chǎn)嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅著國家糧食安全[5]。目前黃淮南片麥區(qū)主栽小麥品種赤霉病抗性水平尚未明確，Schroeder等[6]將小麥對(duì)赤霉病菌的抗性分為兩種：阻止病菌（初期3～5 d）侵入麥穗稱為抗侵染；抑制病菌侵入后在小穗間的擴(kuò)展稱為抗擴(kuò)展。為此，筆者通過土表接種和單花滴注接種兩種方法對(duì)河南、陜西、安徽與江蘇四省的大面積主栽品種進(jìn)行赤霉病抗侵染和抗擴(kuò)展能力鑒定，以期找到抗病性較好的小麥品種，為生產(chǎn)上大面積推廣提供依據(jù)，并為小麥育種單位提供赤霉病抗原材料，為選育抗赤霉病小麥新品種打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試小麥品種：各試驗(yàn)材料均由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所分子育種課題組提供，其中，河南省主栽品種24份，安徽省主栽品種18份，陜西省主栽品種10份，江蘇省主栽品種13份。選用赤霉病不同抗性水平的‘蘇麥3號(hào)、‘鄭麥9023、‘鄭麥0943、‘周麥18分別作為高抗、中抗、中感、高感對(duì)照指示品種[4，79]。

供試菌株：供試小麥赤霉病菌由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所小麥病害課題組提供，含有3個(gè)黃淮麥區(qū)赤霉病強(qiáng)致病力菌株和1個(gè)長江中下游麥區(qū)赤霉病強(qiáng)致病力菌株的混合菌種。

1.2 鑒定方法

供試材料種植于南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院具有保濕功能的赤霉病抗性鑒定圃，于2016年10月19日進(jìn)行播種，每份材料播種2行，行長1.5 m，行距20 cm；每隔25個(gè)試驗(yàn)材料，種植對(duì)照品種‘蘇麥3號(hào)、‘鄭麥9023、‘鄭麥0943、‘周麥18。試驗(yàn)地肥力均一。

土表接種：將活化的小麥赤霉菌接入滅菌后的玉米粒培養(yǎng)基中，25℃培養(yǎng)至玉米粒表面長滿菌絲。小麥抽穗前分兩次（3月23日和4月1日）將帶病玉米粒均勻撒于鑒定圃，每次接種量為2 kg/667 m2，接種后噴霧保濕，每天2～4次，每次噴霧3～5 min，增大空氣濕度，使麥穗和葉片有水，地表無積水，在小麥灌漿期，每份材料隨機(jī)抽取10個(gè)麥穗，記錄發(fā)病情況。

單花滴注接種：綠豆放入沸水中煮10 min左右，然后雙層紗布過濾，最后將濾液分裝、滅菌，然后振蕩培養(yǎng)分生孢子，3 d后進(jìn)行鏡檢計(jì)數(shù)，最后將孢子懸浮液濃度稀釋為105個(gè)/mL。在小麥揚(yáng)花初期，將20 μL孢子懸浮液注入麥穗中部的一個(gè)小花內(nèi)，并對(duì)接種穗進(jìn)行標(biāo)記，每份材料接種20穗，穗部接種后，噴霧保濕，每天2～4次，每次噴霧3～5 min，增大空氣濕度，使麥穗和葉片有水，地表無積水，在小麥灌漿期，對(duì)接種的麥穗進(jìn)行病情調(diào)查。

1.3 數(shù)據(jù)分析

在小麥灌漿期，參考《小麥抗病蟲性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范：小麥抗赤霉病評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（NY/T 1443.4-2007）對(duì)各試驗(yàn)材料進(jìn)行抗赤霉病調(diào)查；土表接種，依據(jù)病穗等級(jí)，計(jì)算病情指數(shù)進(jìn)行劃分；單花滴注接種，依據(jù)病穗的發(fā)病等級(jí)，計(jì)算平均嚴(yán)重度進(jìn)行劃分（表1）?？剐栽u(píng)價(jià)以對(duì)照指示品種為基準(zhǔn)，劃分為免疫（I）、高抗（HR）、中抗（MR）、中感（MS）、高感（HS）品種（表2）。

（1） 病穗率=感病穗數(shù)/總調(diào)查穗數(shù)×100%；

（2） 病情指數(shù)（DI）=∑（各病級(jí)穗數(shù)×相應(yīng)病級(jí)數(shù)）/（總調(diào)查穗數(shù)×最高病級(jí)數(shù)）×100；

（3） 平均嚴(yán)重度（S）=∑（各病級(jí)穗數(shù)×相應(yīng)病級(jí)數(shù)）/總調(diào)查穗數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃淮南片主栽培品種對(duì)赤霉病的抗性

由試驗(yàn)調(diào)查結(jié)果（表3）可知，采用土表接種，65份試驗(yàn)材料中沒有對(duì)赤霉菌侵染免疫或高抗的品種。其中，中抗品種3個(gè)，分別為‘徐農(nóng)0029、‘西農(nóng)511和‘保麥6號(hào)；中感品種18個(gè)，分別為‘徐麥31、‘瑞華520、‘西農(nóng)3517、‘皖麥52、‘揚(yáng)麥15、‘西農(nóng)979、‘淮麥36、‘平安8號(hào)、‘良星66、‘煙農(nóng)19、‘西農(nóng)889、‘西農(nóng)2000、‘江麥919、‘淮麥33、‘山農(nóng)20、‘鄭麥101、‘西農(nóng)509和‘連麥8號(hào)；高感品種為‘豐德存麥1號(hào)、‘煙5158和‘淮麥28等44個(gè)品種。

由試驗(yàn)調(diào)查結(jié)果（表4）可知，采用單花滴注接種，65份試驗(yàn)材料中沒有能夠抑制赤霉病菌侵染后擴(kuò)展的品種。其中，中抗品種1個(gè)，為‘西農(nóng)511；中感品種14個(gè)，為‘煙5158、‘西農(nóng)889、‘西農(nóng)2000、‘淮麥28、‘徐農(nóng)0029、‘西農(nóng)3517、‘江麥816、‘西農(nóng)538、‘鄭麥101、‘百農(nóng)207、‘皖麥50、‘西農(nóng)509、‘江麥919和‘徐麥31；高感品種為‘皖麥52、‘西農(nóng)979和‘瑞華520等50個(gè)品種。

以上結(jié)果表明，黃淮南片主栽小麥品種對(duì)赤霉病抗性水平相對(duì)較低；采用土表接種和單花滴注接種兩種鑒定方法，鑒定結(jié)果有差異，表明同一品種對(duì)赤霉病菌的抗侵染能力和抗擴(kuò)展能力有差異，這是因?yàn)槌嗝共〉陌l(fā)展分為兩個(gè)階段，病菌從侵染小穗擴(kuò)展到穗軸，然后通過穗軸擴(kuò)展，是不同的微效基因在不同階段控制抗性[10]。因此，在赤霉病抗性育種的過程中，應(yīng)綜合抗赤霉病菌侵染和抗赤霉病擴(kuò)展兩種抗性品種的選擇利用。

2.2 黃淮南片各省抗赤霉病品種數(shù)量比例

采用土表接種，抗侵染型品種鑒定結(jié)果表明（圖1），河南的中感和高感品種分別有4份和20份，占河南主栽品種的16.7%和83.3%；安徽的中抗、中感和高感品種分別有1份、4份和13份，占安徽主栽品種的5.6%、22.2%和72.2%；陜西的中抗、中感和高感品種分別有1分、5份和4份，占陜西主栽品種的10%、50%和40%；江蘇的中抗、中感和高感品種分別有1份、5份和7份，占江蘇主栽品種的7.7%、38.5%和53.8%。

采用單花滴注接種，抗擴(kuò)展型品種鑒定結(jié)果表明（圖2），河南的中感和高感品種分別有2份和22份，占河南主栽品種的8.3%和91.7%；安徽的中感和高感品種分別有5份和13份，占安徽主栽品種的27.8%和72.2%；陜西的中抗、中感和高感品種分別有1份、5份和4份，占陜西主栽品種的10%、50%和40%；江蘇的中感和高感品種分別有2份和11份，占江蘇主栽品種的15.4%和84.6%。

以上結(jié)果說明，黃淮南片的河南、安徽、陜西和江蘇四省均缺少赤霉病免疫或高抗的小麥品種，各省主栽小麥品種多數(shù)是高感品種，中抗和中感品種相對(duì)較少。

3 討論

小麥對(duì)赤霉病的抗性表現(xiàn)十分復(fù)雜，Schroeder等[6]在1963年就提出將小麥對(duì)赤霉病的抗性分為抗侵染型和抗擴(kuò)展型。Miller等[11]發(fā)現(xiàn)抗病品種能夠促使DON降解或阻止其合成，又提出小麥對(duì)赤霉病的抗性有第3種，即抗DON積累品種；并且陳懷谷等[3]發(fā)現(xiàn)，小麥對(duì)赤霉病的抗性與小麥體內(nèi)的DON含量呈顯著的相關(guān)性。而小麥對(duì)赤霉病的抗性鑒定，通常以撒病玉米?；蛳螓溗肷蠂婃咦討腋∫旱姆椒ㄟM(jìn)行抗侵染型鑒定，以單花滴注的方法進(jìn)行抗擴(kuò)展型鑒定[12]。但小麥赤霉病抗性遺傳具有數(shù)量性狀遺傳的特點(diǎn)，以加性效應(yīng)為主，遺傳力偏低，鑒定結(jié)果易受環(huán)境影響，導(dǎo)致小麥赤霉病抗性鑒定結(jié)果年度間和地區(qū)間存在差異，從而不利于抗病后代的篩選[1213]。有學(xué)者對(duì)湖北及黃淮南片的主栽小麥品種進(jìn)行赤霉病抗性鑒定，結(jié)果顯示感病品種占絕對(duì)多數(shù)[45，78]，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致。目前，僅從‘蘇麥3號(hào)、‘望水白、‘大賴草等小麥及其近緣屬中鑒定出6個(gè)主效抗性基因，其中Fhb1、Fhb2和Fhblop屬于抗擴(kuò)展型，F(xiàn)hb3、Fhb4和Fhb5屬于抗侵染型，沒發(fā)現(xiàn)同一基因兼有2種抗性類型的報(bào)道[14]。

培育并大面積推廣赤霉病抗性品種是防治赤霉病的根本途徑，但由于小麥對(duì)赤霉病抗性表現(xiàn)形式的多樣性和遺傳方式的復(fù)雜性，致使赤霉病抗性育種還沒取得突破性進(jìn)展?！K麥3號(hào)是全世界赤霉病抗性最強(qiáng)的小麥品種，被國內(nèi)外育種家作為赤霉病抗源材料廣泛利用，因此抗赤霉病育種存在抗源單一的問題[15]；同時(shí)，利用‘蘇麥3號(hào)作為親本選育的抗赤霉病小麥品種還存在著抗性效果差、高產(chǎn)和高抗難結(jié)合等多種問題[16]。因此，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)抗赤霉病種質(zhì)資源的篩選，利用現(xiàn)代育種技術(shù)強(qiáng)化抗赤霉病新品種的選育工作。但在目前缺乏赤霉病高抗或免疫抗源的前提下，育種過程中應(yīng)淘汰高感品種，保留有一定抗性的品種，以提高小麥的整體抗性水平，降低赤霉病引起的損失。

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